CN118086765A - 一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢及生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢，其组分及wt％为：C：0.45～0.82％，Si：0.16～0.47％，Mn：0.20～1.20％，Cr：0.20～1.00％，V：0.01～0.06％，P≤0.010％，S≤0.005％；生产方法：常规冶炼后连铸成坯；对铸坯加热；经除磷后粗轧；精轧；层流冷却；卷取。本发明在不增加工艺及合金元素简单的前提下，切割石材时石材不受到锈迹污染，锯片无片状锈蚀层，同时极少的夹杂物降低了使用过程中的断裂风险，提高了锯片的疲劳性能，珠光体团尺寸20‑30um，珠光体片间距尺寸20‑50nm，防止出现腐蚀原电池，锯片的抗拉强度≥900MPa。

Description

一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢及生产方法
技术领域
本发明涉及一种工具用钢及生产方法，具体属于一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢及生产方法。
背景技术
金刚石锯片主要用于切割石材，基体由锯片钢制成，使用过程中处于循环冷却、除尘水中，易因水中的氯离子发生腐蚀，降低锯片使用寿命达50％，造成石材被锈蚀产物污染降级，且存在使用过程中破碎的安全隐患。为提高锯片钢的耐腐蚀性能，一般采用增加耐腐蚀合金，涂镀耐腐蚀层，进行表面氧化处理等方式，均存在增加成本、效果不明显的缺点。因此开发一种耐腐蚀锯片钢的需求迫在眉睫。
经检索：
中国专利公开号为CN1069772A的文献，公开了《一种高强度耐磨耐腐蚀镍铬基合金》。其成分中以大量的铬、钼、钨固溶于基体，形成高强度由金属间化物强化的合金，抗拉强度≥600MPa，硬度≥50HRC，达到钻基合金的使用性能，冶金工艺简单，生产成本低，特别适用铸造棒、焊支、作硬面合金材料和精铸各种零件、模具。合金的化学成分(重量百分比)为：0.02％碳，25～30％钼、12～18％钨，25～35％铬和30～40％镍，杂质元素为硅、铁、锰、铝等。
中国专利公开号为CN1162653A的文献，公开了《一种具有改进的耐腐蚀性的铁素体不锈钢的生产工艺》。其以扁坯形式生产，成分中含有重量百分比：18％＜铬＜27％，1％＜钼＜3％，1％＜镍＜3％，锰＜1％，硅＜1％，碳＜0.030％，氮＜0.030％，0.075％＜钛＜0.20％，0.20＜铌＜0.50％，硫＜0.01％，磷＜0.1％，其余为铁和生产中必须的材料熔炼所带来的杂质。生产工艺：第一步以400℃至600℃/小时的速度冷却至900℃的温度，然后第二步进行速度为1200℃至1400℃/h的快速冷却。
中国专利公开号为CN1112964A的文献，公开了一种盐浴组合物，适于在黑色金属部件、包括渗氮黑色金属部件的表面上形成一层Fe3O4层，以保护底层铁免遭腐蚀。呈现深黑色的该保护层是不可渗透的，并具有良好的结晶序，而且腐蚀电位大于1000mv，该组合物至少包括硝酸根阴离子，钠和锂阳离子，相对于盐浴而言，锂离子的重量百分数在0.1％和5％之间，最好在0.5％和1.75％之间。
中国专利公开号为CN1099811A的文献，公开了《一种黑色金属的氮化方法》，其不但能取得直接氮化的表面性能，还能同时取得氮化后氧化处理的效果。方法是将部件在熔盐浴中浸渍一适当时间，所述熔盐浴常规含有碱金属碳酸盐和氰酸盐以及少量含硫物质，部件相对于与盐浴接触的反极呈正电势，低高电流自部件经盐浴流向反电极，副反应形成的氰化物浓度保持在低于6％。有利的是使用恒定电流，典型的电流密度为300-800A/m2，温度为450-650℃，处理时间为10-150分钟。
中国专利公开号为CN1211286A的文献，公开了《一种具有良好的耐腐蚀性和表面外观的熔融Zn－Al－Mg电镀钢板》,它是在钢板表面上形成由Al:4.0～10重量％,Mg:1.0～4.0重量％,余量是Zn以及不可避免的杂质组成的Zn－Al－Mg电镀层的熔融Zn基电镀钢板,该电镀层具有在[Al/Zn/Zn2Mg的三元共晶组织]的基体中混合有[初晶Al相]或者[初晶Al相]和[Zn单相]的金属组织。为了得到具有这种金属组织的电镀层,在连续熔融电镀设备中,适当控制从电镀浴中拉升的带钢上附着的电镀层的冷却速度和电镀浴温和/或在电镀浴中添加适量的Ti和B。控制在直至电镀层凝固为止期间内产生的含Mg的氧化膜的形态或者向电镀浴中添加适量的Be来抑制该电镀钢板所特有的条纹图案的产生。
以上文献存在合金含量高，生产成本高的不足，或采用氧化、氮化的方式形成表面保护层增加耐腐蚀性能，或通过电镀的方式形成表面镀层提高耐腐蚀性能，这三种方式共同存在需要增加锯片的加工工艺的不足，且在石材切割面中仍易发生磨损、破坏及污染，影响石料切割面的质量，进而也会导致腐蚀防护的效果较差，且强度较低，远不能满足用户的需求。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的成本高，切割的石材的切割面存在污染、强度较低的不足，提供一种在不增加工艺及合金元素简单的前提下，切割石材时石材不受到锈迹污染，锯片无片状锈蚀层，同时极少的夹杂物降低了使用过程中的断裂风险，提高了锯片的疲劳性能，珠光体团尺寸20-30um，珠光体片间距尺寸20-50nm，防止出现腐蚀原电池，锯片的抗拉强度≥900MPa的细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢及生产方法。
实现上述目的的措施：
一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.45～0.82％，Si：0.16～0.47％，Mn：0.20～1.20％，Cr：0.20～1.00％，V：0.01～0.06％，P≤0.010％，S≤0.005％，其余为铁和不可避免的杂质；热轧板金相组织为珠光体，珠光体团尺寸在20～30um，珠光体片间距尺寸在20～50nm；抗拉强度≥900MPa。
生产一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢的方法，其步骤：
1)经常规冶炼后连铸成坯，并控制连铸浇钢温度在1460～1508℃，连铸结晶器冷却水量在5000～7000L/min，铸坯凝固冷却速度不低于100℃/s；
2)对铸坯加热，并控制铸坯入炉温度在800～1000℃，铸坯加热温度在1100℃～
1160℃，铸坯在炉时间在15～51min，均热温度在1100～1160℃，宽度方向温度差
＜10℃；
3)经除磷后进行7道次粗轧，便控制第一和第二道次单道次压下率均不低于55％，并控制结晶细化奥氏体晶粒度≥6级；
4)进行精轧，并控制终轧温度在800～920℃；
5)进行层流冷却，在冷却速度为100～80℃/s下冷却到卷取温度并控制奥氏体晶粒度不低于7级；
6)进行卷取，控制卷取温度在350～600℃，并控制珠光体片间距在20～50nm。
优选地：控制终轧温度在815～890℃。
优选地：层流冷却速度为92～87℃/s。
优选地：卷取温度在415～550℃，并控制珠光体片间距在20～35nm。
本发明中各组分及主要工艺的作用及机理
C：碳在钢中主要起提高钢材的强度和淬透性的作用，热轧组织中碳以碳化物的形式存在，组成珠光体、贝氏体等，经淬火后碳以固溶态存在，组织发生相变强化，回火后碳化物析出，起到析出强化作用。过高的碳元素会使钢的可塑性和韧性降低，过低的碳含量会降低钢材淬透性，不利于锯片的热处理，因此，将其控制在0.45～0.82％。
Si：硅在钢中通过固溶强化和细化珠光体片间距来提高钢材强度的作用，但是会降低可塑性和韧性，增加热轧板的表面缺陷。硅是主要的脱氧剂，钢中一般含量在0.1％以上，因此Si含量控制在0.16～0.47％。
Mn：锰在钢中起提高钢材的强度，与钢中的S结合形成MnS，消除S元素影响的作用。Mn是良好的脱氧剂，可以有效细化珠光体，因此将Mn含量控制在0.20～1.20％。
Cr：铬元素可以提高强度、淬透性和耐回火性能，降低热轧板脱碳层，但是铬元素会显著增加钢的带状组织，影响组织均匀性，因此Cr含量控制在0.20～1.00％。
V：钒可以细化组织晶粒，提高强度和韧性，同时能够提高耐回火性能，本发明中V含量控制在0.01～0.06％。
本发明之所以控制连铸浇钢温度在1460～1508℃，连铸结晶器冷却水量在5000～7000L/min，铸坯凝固冷却速度不低于100℃/s，是由于冷却速度过快可以控制铸坯的偏析，防止出现偏析原因造成的带状组织，中心马氏体等对成品使用性能有影响的缺陷。
本发明之所以控制氩气流量在30～100L/min下吹氩5～10min，是由于该流量下吹氩可以让钢水中的夹杂物上浮排出，降低夹杂物级别，防止出现大颗粒夹杂物。
本发明之所以控制铸坯入炉温度在800～1000℃，铸坯加热温度在1100℃～1160℃，铸坯在炉时间在15～51min，均热温度在1100～1160℃，宽度方向温度差＜10℃，是由于铸坯温度提高，降低热轧的轧制力，温度均匀性的提高可以提高热轧稳定性，优化热轧板的厚度和板形。
本发明之所以控制第一和第二道次单道次压下率均不低于55％，是由于在快速大压力下可以细化晶粒，为成品晶粒度细化，片间距细化提供基础。
本发明之所以控制终轧温度在800～920℃，是由于在该温度下热轧板可以实现完全再结晶，防止形变组织出现造成板形差和组织不均匀。
本发明之所以控制冷却速度为100～80℃/s，是由于在本发明中，该快速冷却速度内能防止出现铁素体和粗大的珠光体，能为成品细化珠光体尺寸和珠光体片间距做准备。
本发明之所以控制卷取温度在350～600℃，并控制珠光体片间距在20～50nm，是由于低温相变可以细化珠光体片间距，细化的珠光体组织在最后的热处理过程中会溶解的更加充分，形成大量细小的残余碳化物，可以充分细化热处理的成品组织。
本发明与现有技术相比，本发明在不增加工艺及合金元素简单的前提下，切割石材时石材不受到锈迹污染，锯片无片状锈蚀层，同时极少的夹杂物降低了使用过程中的断裂风险，提高了锯片的疲劳性能，珠光体团尺寸20-30um，珠光体片间距尺寸20-50nm，防止出现腐蚀原电池，锯片的抗拉强度≥900MPa。
附图说明
图1为本发明热轧钢板金相组织图片。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例即对比例的化学成分列表；
表2为本发明各实施例及对比例的主要热轧板生产工艺参数列表；
表3为本发明各实施例及对比例的检测结果及制造的锯片耐腐蚀性能列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产
1)经常规冶炼后连铸成坯，并控制连铸浇钢温度在1460～1508℃，连铸结晶器冷却水量在5000～7000L/min，铸坯凝固冷却速度不低于100℃/s；
2)对铸坯加热，并控制铸坯入炉温度在800～1000℃，铸坯加热温度在1100℃～1160℃，铸坯在炉时间在15～51min，均热温度在1100～1160℃，宽度方向温度差
＜10℃；
3)经除磷后进行7道次粗轧，便控制第一和第二道次单道次压下率均不低于55％，并控制结晶细化奥氏体晶粒度≥6级；
4)进行精轧，并控制终轧温度在800～920℃；
5)进行层流冷却，在冷却速度为100～80℃/s下冷却到卷取温度并控制奥氏体晶粒度不低于7级；
6)进行卷取，控制卷取温度在350～600℃，并控制珠光体片间距在20～50nm。
表1本发明各实施例及对比例的化学成分列表(wt％)
表2本发明各实施例及对比例的主要热轧板生产工艺参数列表
表3本发明各实施例及对比例的检测结果及制造的锯片耐腐蚀性能列表
从表3可以看出：本发明钢板珠光体团和片间距细小，热处理后生产的锯片在使用过程中无腐蚀产物，不会污染石材，实现了耐腐蚀锯片的生产。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (5)

1.一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.45～0.82％，Si：0.16～0.47％，Mn：0.20～1.20％，Cr：0.20～1.00％，V：0.01～0.06％，P≤0.010％，S≤0.005％，其余为铁和不可避免的杂质；热轧板金相组织为珠光体，珠光体团尺寸在20～30um，珠光体片间距尺寸在20～50nm；抗拉强度≥900MPa。
2.生产如权利要求1所述的一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢的方法，其步骤：
1)经常规冶炼后连铸成坯，并控制连铸浇钢温度在1460～1508℃，连铸结晶器冷却水量在5000～7000L/min，铸坯凝固冷却速度不低于100℃/s；
2)对铸坯加热，并控制铸坯入炉温度在800～1000℃，铸坯加热温度在1100℃～1160℃，铸坯在炉时间在15～51min，均热温度在1100～1160℃，宽度方向温度差＜10℃；
3)经除磷后进行7道次粗轧，便控制第一和第二道次单道次压下率均不低于55％，并控制结晶细化奥氏体晶粒度≥6级；
4)进行精轧，并控制终轧温度在800～920℃；
5)进行层流冷却，在冷却速度为100～80℃/s下冷却到卷取温度并控制奥氏体晶粒度不低于7级；
6)进行卷取，控制卷取温度在350～600℃，并控制珠光体片间距在20～50nm。
3.如权利要求2所述的一种细珠光体耐腐蚀热轧锯片钢的生产方法，其特征在于：控制终轧温度在815～890℃。
4.如权利要求2所述的一种用于切割中低端石材的高洁净度耐腐蚀锯片钢的生产方法，其特征在于：层流冷却速度为92～87℃/s。
5.如权利要求2所述的一种用于切割中低端石材的高洁净度耐腐蚀锯片钢的生产方法，其特征在于：卷取温度在415～550℃，并控制珠光体片间距在20～35nm。
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