CN116254466A - 一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，属于钢铁盘条生产技术领域。包括冶炼、连铸、轧制、冷却工序；铸坯化学成分及重量含量为C:0.35‑0.37%、Si:0.15‑0.30%、Mn:0.70‑0.80%、P≤0.020%、S≤0.020%、Cr:0.95‑1.05%、Mo:0.15‑0.25%，其余为铁和不可避免的杂质；吐丝后开前3个保温罩，辊道速度首段0.12m/s、末段0.35m/s。本发明通过成分控制、控轧控冷技术得到了通卷力学性能均匀的热轧盘条。

Description

一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法
技术领域
本发明属于钢铁盘条生产技术领域，具体涉及一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法。
背景技术
铬钼钢主要用于制造汽车、机械用10.9级、12.9级高强度紧固件，对原料盘条的抗拉强度、面缩率、冷顶锻性能、表面质量等实物质量要求非常严格。铬钼钢由于添加了铬、钼合金元素淬透性良好，在生产时极易出现马氏体组织造成盘条组织不均匀，体现在抗拉强度波动大、塑性指标面缩率低，冷镦检验存在脆性开裂等问题。软硬不均的盘条在客户加工时易造成拉拔难度大、尺寸偏差大；软硬不均的材料在冷镦零件过程中噪音大、费模具；产品易出现脆性开裂合格率低等各种问题。
目前国内生产的铬钼钢由于成分波动大和控冷工艺不合适等问题，盘条内存在马氏体组织，盘条抗拉强度高波动大，面缩率低，造成在通条力学性能波动大。主要表现在搭接点组织为铁素体+珠光体抗拉强度低；非搭接点组织出现马氏体抗拉强度高，不均匀的组织分布造成盘条通条的抗拉强度在650MPa—1100MPa范围内波动，盘条软硬不均；塑性指标面缩率在20%—40%范围波动，1/2冷镦出现45°脆性开裂，热轧材需要需要热处理后再进行检验，造成检验过程复杂、周期长，检验结果代表性差。
盘条的力学性能波动会造成下游客户拉拔和退火难度增加。热处理工艺频繁调整，周期长成本高，不均匀的组织性能可能需要二次退火。力学性能波动造成盘条一段硬一段软，拉拔过程不稳定易出现竹节状缺陷，硬的部分造成模具损耗大，在冷镦过程噪音大模具损耗大、个别出现产品开裂，客户满意度降低。
针对上述问题，需要提供一种力学性能均匀的铬钼钢盘条的生产方法，来满足力学性能稳定性好，强度低、塑性好、加工难度低、加工成本低的生产要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，通过整体工艺控制和特殊的控冷工艺实现在较高的吐丝温度下，通过提高非搭接温度和控制非搭接点冷速实现通条组织转变的一致性，在获得较低的抗拉强度的同时，减少通条抗拉强度的波动，实现热轧盘条的力学性能（包括抗拉强度、面缩率）的均匀化生产。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：
一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序；
所述连铸工序，所得铸坯的化学成分组成及重量百分含量为：C:0.35～0.37%、Si:0.15～0.30%、Mn:0.70～0.80%、P≤0.020%、S≤0.020%、Cr:0.95～1.05%、Mo:0.15～0.25%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
所述线材轧制工序，依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径，终轧温度935～950℃，吐丝温度850～870℃；
所述冷却工序，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭；辊道平均分为13段，辊道速度第1、2段为0.12m/s，第3、4段为0.13 m/s，第5-7段为0.14 m/s，第8、9段为0.15 m/s，第10、11段为0.30 m/s速度，第12、13段为0.35 m/s。
本发明所述冶炼工序，依次包括铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼步骤。
本发明所述开坯轧制工序，铸坯进入加热炉中先预热到1080±20℃，然后加热到1120±15℃保温，铸坯在加热炉内的总时间不超过225±25min，炉内氧含量不超过5%，然后轧制成方坯。
本发明所述加热工序，方坯进入加热炉中加热到1060±10℃，然后加热到1080±10℃保温，在加热炉内的总时间不超过120min，炉内氧含量不超过4%。
本发明所述冷却工序，辊道速度第1、2段为0.12m/s，第3、4段为0.13 m/s，第5-7段为0.14 m/s，第8、9段为0.15 m/s，第10、11段为0.30 m/s速度，第12、13段为0.35 m/s。
本发明所述冷却工序，经过集卷器后盘条在PF链C型钩上自然冷却，关闭辊道风机及PF链周围风机。
上述方法生产的铬钼钢盘条的显微组织为铁素体+珠光体+贝氏体，其中贝氏体含量8%～10%；盘条φ6.5～20mm，盘条通条抗拉强度为750～950MPa，面缩率≥40%，热轧材无需退火进行1/2冷镦无开裂。
本发明所要产生的有益效果是：本发明通过精准成分控制、轧制技术和控冷技术，降低盘条抗拉强度和波动范围，将抗拉强度范围控制在850±100MPa，将盘条面缩率稳定在40%以上。控冷工艺中打开前3个保温罩，使进罩温度降低，其余保温罩关闭，盘条出保温罩后通过最后2个跌落段加快辊道速度使盘条散开，降低因盘条堆积造成的温度不均匀，减少搭接点和非搭接点的温度差，将显微组织控制在铁素体+珠光体+少量贝氏体，且均匀分布在搭接点和非搭接点，减少不同部位组织差异带来的力学性能差异，降低通条力学性能波动，保证1/2冷顶锻检验不出现45°脆性开裂，缩短检验周期，降低检验成本和人工成本。
本法发明生产的盘条减少了力学性能波动带来的退火问题、拉拔问题和冷镦脆性开裂问题，减少了质量浪费和质量异议。而且通过热轧材冷镦无45°脆性开裂更好的检验了产品性能，替代退火检验方法，缩短检验周期，减少了检验浪费。
附图说明
图1为实施例1中φ6.5mm铬钼钢盘条搭接点的金相组织图；
图2为实施例1中φ6.5mm铬钼钢盘条非搭接点的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.35%，S：0.006%，P：0.013%，Si：0.15%，Mn：0.70%，Cr：0.95%，Mo：0.15%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1060℃，然后加热到1105℃保温，铸坯在加热炉内的总时间200min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1050℃，然后加热到1070℃保温，方坯在加热炉内的总时间116min，炉内氧含量3%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为940℃，终轧温度935℃，吐丝温度为850℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ6.5mm、φ10mm，力学性能检验结果如表1所示：
表1、实施例1铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.37%，S：0.005%，P：0.017%，Si：0.30%，Mn：0.80%，Cr：1.05%，Mo：0.25%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1100℃，然后加热到1135℃保温，铸坯在加热炉内的总时间250min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1070℃，然后加热到1090℃保温，方坯在加热炉内的总时间113min，炉内氧含量3%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为942℃，终轧温度950℃，吐丝温度为870℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ11mm、φ12mm，力学性能检验结果如表2所示：
表2、实施例2铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.36%，S：0.005%，P：0.017%，Si：0.28%，Mn：0.75%，Cr：1.01%，Mo：0.20%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1083℃，然后加热到1122℃保温，铸坯在加热炉内的总时间226min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1062℃，然后加热到1083℃保温，方坯在加热炉内的总时间118min，炉内氧含量3%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为939℃，终轧温度943℃，吐丝温度为862℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ20mm，力学性能检验结果如表3所示：
表3、实施例3铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例4
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.36%，S：0.004%，P：0.015%，Si：0.23%，Mn：0.70%，Cr：0.98%，Mo：0.18%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1085℃，然后加热到1128℃保温，铸坯在加热炉内的总时间240min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1070℃，然后加热到1080℃保温，方坯在加热炉内的总时间110min，炉内氧含量3%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为935℃，终轧温度943℃，吐丝温度为858℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ18mm，力学性能检验结果如表4所示：
表4、实施例4铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE008
实施例5
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.36%，S：0.006%，P：0.015%，Si：0.25%，Mn：0.75%，Cr：0.96%，Mo：0.18%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1090℃，然后加热到1120℃保温，铸坯在加热炉内的总时间235min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1068℃，然后加热到1085℃保温，方坯在加热炉内的总时间111min，炉内氧含量3%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为935℃，终轧温度948℃，吐丝温度为853℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ13mm，力学性能检验结果如表5所示：
表5、实施例5铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE010
实施例6
本实施例改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序，具体工艺如下：
（1）经铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼、连铸得到尺寸为325×280×6000mm的铸坯，铸坯化学成分组成及重量百分含量为：C：0.35%，S：0.004%，P：0.013%，Si：0.24%，Mn：0.72%，Cr：0.97%，Mo：0.18%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
（2）铸坯进入加热炉中先预热到1085℃，然后加热到1120℃保温，铸坯在加热炉内的总时间230min，炉内氧含量不超过4%，然后开坯轧制成160×160×10700mm方坯；
（3）方坯进入加热炉中首先预热到1065℃，然后加热到1082℃保温，方坯在加热炉内的总时间120min，炉内氧含量4%；
（4）之后依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径步骤，热轧坯进入精轧机的温度为933℃，终轧温度946℃，吐丝温度为860℃；
（5）辊道平均分为13段，辊道速度依次为：0.12m/s -0.12m/s -0.13m/s -0.13m/s-0.14m/s -0.14m/s -0.14m/s -0.15m/s -0.15m/s -0.30m/s -0.30m/s -0.35m/s -0.35m/s，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭，冷却风机全部关闭，经过集卷筒后盘卷在PF链C型钩上自然空冷，周围风机关闭。
本实施例生产的铬钼钢盘条直径规格为φ12mm力学性能检验结果如表6所示：
表6、实施例6铬钼钢盘条力学性能检验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE012
由图1、图2可知，实施例1生产的φ6.5mm铬钼钢盘条搭接点、非搭接点的金相组织均为铁素体+珠光体+贝氏体，其中贝氏体含量8%，组织分布均匀，无混晶，搭接点与非搭接点晶粒度均为8级。均匀的组织分布和相同的晶粒度，保证了盘条通条抗拉强度的均匀性和稳定性。
其余实施例生产的铬钼钢盘条的金相组织与图1、2相似，故省略。

Claims (8)

1.一种改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，包括冶炼、连铸、开坯轧制、加热、线材轧制、冷却工序；
所述连铸工序，所得铸坯的化学成分组成及重量百分含量为：C:0.35～0.37%、Si:0.15～0.30%、Mn:0.70～0.80%、P≤0.020%、S≤0.020%、Cr:0.95～1.05%、Mo:0.15～0.25%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
所述线材轧制工序，依次经过粗轧、中轧、精轧、减定径，终轧温度935～950℃，吐丝温度850～870℃；
所述冷却工序，冷却线前3个保温罩打开，其余保温罩关闭；辊道平均分为13段，第1-9段辊道速度为0.12～0.15m/s，第10-13段辊道速度为0.30～0.35m/s。
2.根据权利要求1所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，依次包括铁水脱硫处理、转炉冶炼、LF炉精炼步骤。
3.根据权利要求2所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，所述开坯轧制工序，铸坯进入加热炉中先预热到1080±20℃，然后加热到1120±15℃保温，铸坯在加热炉内的总时间不超过225±25min，炉内氧含量不超过5%，然后轧制成方坯。
4.根据权利要求3所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，所述加热工序，方坯进入加热炉中加热到1060±10℃，然后加热到1080±10℃保温，在加热炉内的总时间不超过120min，炉内氧含量不超过4%。
5.根据权利要求4所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，所述冷却工序，辊道速度第1、2段为0.12m/s，第3、4段为0.13 m/s，第5-7段为0.14 m/s，第8、9段为0.15 m/s，第10、11段为0.30 m/s速度，第12、13段为0.35 m/s。
6.根据权利要求5所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，所述冷却工序，经过集卷器后盘条在PF链C型钩上自然冷却，关闭辊道风机及PF链周围风机。
7.根据权利要求1-6任一项所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，生产的铬钼钢盘条的显微组织为铁素体+珠光体+贝氏体，其中贝氏体含量8%～10%。
8.根据权利要求7所述的改善铬钼钢盘条力学性能均匀性的生产方法，其特征在于，生产的铬钼钢盘条φ6.5～20mm，盘条通条抗拉强度为750～950MPa，面缩率≥40%，热轧材无需退火进行1/2冷镦无开裂。
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