專利名稱：一種球狀珠光體型熱軋卷板及其生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱軋卷板及其生產(chǎn)方法，特別涉及一種球狀珠光體型熱軋卷板及其生
產(chǎn)方法。
背景技術：
碳含量在O. 30%以上的中高碳鋼或者合金鋼，熱軋鋼板的組織通常為鐵素體和珠光體組織，由于片層狀的珠光體存在，使得鋼板的沖壓性能下降，通常的情況下，必須先把片層狀的珠光體進行球化退火處理，得到球狀珠光體，從而使鋼板具有良好的塑性和沖壓性能。球化退火的目的在于使片層狀珠光體溶解后再慢慢聚集長大的過程，需要長時間 的保溫，且球化退火所需的時間和溫度與熱軋狀態(tài)下的珠光體形態(tài)和數(shù)量有密切的關系。如日本專利JP2003183775A公開了一種冷軋原料的制造，C含量為O. 05 O. 40%，熱軋后以大于30°C /s的冷速冷卻至500°C卷取，通過控制軋后冷卻速度來控制軋態(tài)組織，然后將鋼板重新加熱至550 700°C進行球化退火，得到均勻分布的球狀滲碳體。日本專利JP2000045029A，該專利為一種高延展性、高淬硬性的高碳鋼的生產(chǎn)制造方法，粗軋后在Ar3以上完成軋制，鋼板經(jīng)過球化處理后獲得大于80%的球狀滲碳體，再進行變形量大于30%的冷軋，在600 Acl之間退火獲得滲碳體晶粒的長寬比小于I. 5和鐵素體晶粒的長寬比< 1.3。此工藝通過兩次球化退火獲得了理想的球狀組織。除了上述公開專利，日本專利JP11061272A, JP08120405A, JP59205417A、JP59013024A都從不同工藝角度出發(fā)，闡述了都需要經(jīng)過離線球化退火工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種球狀珠光體型熱軋卷板及其生產(chǎn)方法，利用普通軋制工藝和卷取工藝就可獲取80%以上的球狀和短棒狀珠光體組織，無需額外退火設備，為一種節(jié)能環(huán)保型的生產(chǎn)工藝。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種球狀珠光體型熱軋卷板，其化學成分重量百分比為C0.30 0.77%，MnO. 10 2. 0%，SiO. 05 O. 50%, S 彡 O. 01%, P 彡 O. 02%, V ( O. 50%, B 彡 O. 010%,還包含Cr、Ni、Mo中一種以上，Cr ( I. 5%,Ni ( I. 0%,Mo ( O. 50%，其余為Fe和不可避免雜質。進一步，還包括含V、B中一種以上，VS O. 50%，B彡O. 010%，重量百分比計。在本發(fā)明鋼成分設計中C :是鋼中最經(jīng)濟、最基本的強化元素，通過固溶強化和析出強化對提高鋼的強度有明顯作用，但是提高C含量對鋼的塑性、韌性和焊接性有負面影響。為了獲得一定比例的珠光體，碳含量選擇亞共析鋼中碳含量較高的部分，范圍為O. 30 O. 77%。Si :硅對過冷奧氏體的穩(wěn)定性影響不大。硅在鋼中起固溶強化作用，并且含量較多時能抑制碳化物的析出，提高韌性。鋼中加硅能提高鋼質純凈度和起脫氧作用，范圍為O. 05 O. 50%。Mn:錳提高奧氏體穩(wěn)定性并降低奧氏體相變溫度，錳是弱碳化物形成元素，在鋼中主要起固溶強化作用，有利于提高奧氏體轉變組織強度。鋼中的錳易于和硫結合形成MnS，避免鋼中出現(xiàn)低溫相FeS，防止熱軋過程中出現(xiàn)熱裂現(xiàn)象，本發(fā)明取值范圍0. 10 2.0%。S和P :硫在鋼中與錳等化合形成塑性夾雜物硫化錳，在軋制過程中沿著軋制方向拉伸變形，尤其對鋼的橫向塑性和韌性不利。因此硫的含量應盡可能地低。磷也是鋼中的有害元素，嚴重損害鋼板的塑性和韌性。冶煉時盡量降低硫、磷含量，提高鋼材純凈度。Cr和Mo :鉻在鋼中主要用來延遲奧氏體轉變孕育時間，提高淬透性，使鐵素體、珠光體轉變后移，在冷卻過程中抑制該類組織形成，使鋼在冷速不高的情況下直接進入馬氏體相變區(qū)。鑰是所有其他合金元素中對淬透性影響最大的元素，顯著推遲珠光體轉變。Ni :鎳固溶于鐵素體，使基體的韌性得到顯著的改善。
B:鋼中適量地加入硼能顯著提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，但隨著含碳量的增加，硼的作用逐漸減小。本發(fā)明的球狀珠光體型熱軋卷板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a)冶煉、鑄造熱軋卷板化學成分重量百分比為C0. 30 O. 77%，MnO. 10 2. 0%，SiO. 05
O.50%, S ^ O. 01%, P ^ O. 02%，還包含 Cr、Ni、Mo 中一種以上，Cr 彡 I. 5%, Ni ^ I. 0%,Mo ( O. 50%，其余為Fe和不可避免雜質；按上述成分冶煉、鑄造成板坯；b)熱軋板坯加熱，板坯溫度1100 1300°C ;精軋終止溫度800 950°C ；c)層流冷卻采取層流冷卻，冷速為10 25°C /s，終冷溫度為600 750°C ；d)卷取卷取溫度600 750°C ；e)成品鋼卷冷卻卷取完成后采取緩慢冷卻的方式進行冷卻，平均冷速低于50°C /小時。又，所述的熱軋卷板成分中還包括含V、B中一種以上，V彡O. 50%, B ^ 0.010%,
重量百分比計。本發(fā)明用連鑄坯通過粗軋機+熱連軋機組生產(chǎn)的中高碳熱軋板卷，其顯微組織為鐵素體和珠光體組織，其中珠光體呈球狀或短棒狀形態(tài)，所占比例高于80 %，如后續(xù)加工需要球化退火時，與傳統(tǒng)的鐵素體和片層狀珠光體組織相比，在進行球化退火時可極大地縮短保溫時間，從而使球化退火工序的效率大大提高。中高碳鋼由于較低的成型性能，在進行復雜成形加工時，需要事先進行球化退火處理，目的在于使片層狀的珠光體轉化成球狀珠光體，提高加工性能。傳統(tǒng)中高碳熱軋卷板的組織為鐵素體和片層狀珠光體組織，需要長時間的保溫以保證有較高的球化率，本發(fā)明生產(chǎn)的熱軋板卷能夠獲得80%以上的球狀珠光體，在如后續(xù)加工需要離線球化退火處理時，由于已經(jīng)含有較高比例的球狀珠光體，所以所需球化退火時間大為降低。球化退火的基本原理是將鋼種加熱至奧氏體和鐵素體共存的兩相區(qū)，使?jié)B碳體發(fā)生部分溶斷，隨后在冷卻過程中，在未溶碳化物粒子和局部高碳區(qū)形成碳化物核心并逐步聚集球化，得到球狀珠光體組織。由于熱軋卷板自重大，鋼板之間卷取緊密，需要長時間的保溫才能得到均勻的組織，當熱軋態(tài)大部分組織為球狀珠光體時，在縮短保溫時間的情況下仍然能夠獲得較高的球化率，從而提高球化退火的生產(chǎn)效率。本發(fā)明設計的中高碳鋼為常用的熱軋?zhí)厥怃?，熱處理后強度級別覆蓋面廣，可廣泛使用在各行各業(yè)。本發(fā)明的實現(xiàn)是基于對熱軋、冷卻工藝的控制，利用普通軋制工藝和卷取工藝就可滿足組織要求，無需額外退火設備，是一種節(jié)能環(huán)保型的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有以下區(qū)別日本專利JP2003183775A，該專利涉及一種冷軋原料的制造，C含量為0.05
0.40%,熱軋后以大于30°C /s的冷速冷卻至500°C卷取，重新加熱至550 700°C進行球化退火，得到均勻分布的球狀滲碳體。本發(fā)明不需要重新加熱進行球化退火，在卷取完成冷卻至室溫過程中即可獲得球狀珠光體，所以兩者的工藝路徑不一樣。
日本專利JP2000045029A，該專利為一種高延展性、高淬硬性的高碳鋼的生產(chǎn)制造方法，粗軋后在Ar3以上完成軋制，鋼板經(jīng)過球化處理后獲得大于80%的球狀滲碳體，再進行變形量大于30%的冷軋，在600 Acl之間退火獲得滲碳體晶粒的長寬比小于I. 5和鐵素體晶粒的長寬比< 1.3。與本發(fā)明相比，工藝有較大不同，本發(fā)明采用卷取后冷卻的工藝獲得一定比例的球狀滲碳體，不需要專門進行球化退火。日本專利JP08120405A，該專利為一種擴孔性能、二次加工性能良好的高碳鋼及其生產(chǎn)工藝。在750 900°C之間完成軋制，400 650°C之間卷取，600 720°C退火。與本發(fā)明的工藝不一樣，其獲得球狀滲碳體的方式為離線退火。日本專利JP59205417A，該專利為一種球狀組織的中高碳鋼的生產(chǎn)，其球狀組織的獲得是通過加熱鋼板至Acl或以下溫度保溫，然后緩慢冷卻獲得，與本發(fā)明獲得球狀光體的工藝不同。日本專利JP59013024A，該專利為一種直接球化處理的鋼材制造方法，該專利要求在Arl至Arl以下50°C進行30%以上的壓下率，然后重新加熱至Acl Ac3之間進行卷取，緩慢冷卻使珠光體球化。本發(fā)明不需要重新加熱，故球化退火的思路不同。還有如日本專利JP2000045029A，該專利為一種高延展性、高淬硬性的高碳鋼的生產(chǎn)制造方法，粗軋后在Ar3以上完成軋制，鋼板經(jīng)過球化處理后獲得大于80%的球狀滲碳體，再進行變形量大于30%的冷軋，在600 Acl之間退火獲得滲碳體晶粒的長寬比小于
1.5和鐵素體晶粒的長寬比< 1.3。與本發(fā)明相比，工藝有較大不同，本發(fā)明采用卷取后冷卻的工藝獲得一定比例的球狀滲碳體，不需要專門進行球化退火。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用熱連軋產(chǎn)線生產(chǎn)制造鐵素體和球狀珠光體型熱軋板卷，替代傳統(tǒng)球化退火獲取球狀珠光體需要重新加熱的工藝，能夠獲取80%以上的球狀和短棒狀珠光體，此組織在進行球化退火時，可縮短球化退火時間，提高生產(chǎn)效率。
圖I為本發(fā)明實施例2的金相組織。圖2為本發(fā)明實施例8的金相組織。
具體實施例方式下面就和實施例對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明實施例熔煉成分如表I所示。表I實施例化學成分，Wt %
權利要求
1.一種球狀珠光體型熱軋卷板，其化學成分重量百分比為C0. 30 0. 77%,MnO. 10 2.0%, SiO. 05 0. 50 %，S 彡 0. 01 %，P 彡 0. 02 %，還包含 Cr、Ni、Mo 中一種以上，Cr ^ I. 5%, Ni ^ I. 0%, Mo ^ 0. 50%，其余為Fe和不可避免雜質。
2.如權利要求I所述的球狀珠光體型熱軋卷板，其特征是，還包括含V、B中一種以上，V^O. 50%, B ( 0. 010%，重量百分比計。
3.一種球狀珠光體型熱軋卷板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 a)冶煉、鑄造 熱軋卷板化學成分重量百分比為C0. 30 0. 11%, MnO. 10 2. 0 %，SiO. 05 0.50%, S ^ 0. 01%, P ( 0. 02%，還包含 Cr、Ni、Mo 中一種以上，Cr ( I. 5%, Ni ( I. 0%,Mo ( 0. 50%，其余為Fe和不可避免雜質；按上述成分冶煉、鑄造成板坯； b)熱軋 板坯加熱，板坯溫度1100 1300°C，粗軋溫度950 1050°C，精軋終止溫度800 950 0C ； c)層流冷卻 采取層流冷卻，冷速為10 25°C /s，終冷溫度為600 750°C ； d)卷取 卷取溫度600 750°C ； e)成品鋼卷冷卻 卷取完成后采取緩慢冷卻的方式進行冷卻，平均冷速低于50°C /小時。
4.如權利要求3所述的球狀珠光體型熱軋卷板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述的熱軋卷板成分中還包括含V、B中一種以上，V^O. 50%, B^O. 010%，重量百分比計。
全文摘要
一種球狀珠光體型熱軋卷板及其制造方法，其化學成分重量百分比為C0.30～0.77％，Mn0.10～2.0％，Si0.05～0.50％，S≤0.01％，P≤0.02％，還包含Cr、Ni、Mo中一種以上，Cr≤1.5％，Ni≤1.0％，Mo≤0.50％，其余為Fe和不可避免雜質。本發(fā)明利用普通軋制工藝和卷取工藝就能夠獲取80％以上的球狀和短棒狀珠光體，無需額外退火設備，為一種節(jié)能環(huán)保型的生產(chǎn)工藝。
文檔編號C22C38/38GK102703803SQ20121012946
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權日2012年4月27日
發(fā)明者張漢謙, 張濤, 楊才定 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司