專利名稱：：一種解決大規(guī)格82b盤條心部與邊部組織差異的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高碳鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是提供了一種解決大規(guī)格82B盤條心部與邊部組織差異的方法。利用Cr元素能降低82B盤條相變溫度的特點(diǎn)，在82B成分的基礎(chǔ)上增加適量的Cr，在相變前降低冷卻速度，控制相變，生產(chǎn)出的盤條芯部與邊部都為索氏體組織。技術(shù)背景82B屬于深加工的高碳盤條，盤條在不經(jīng)過(guò)熱處理的條件下，要求直接從。12.5mm拉拔到05mm，拉拔產(chǎn)生的減徑率高達(dá)85%[備注減徑率=(盤條原始面積-拉拔后的面積)/盤條的原始面積]。為了能夠滿足如此大的變形而不斷絲，盤條不但要求具有高的純凈度、良好的表面質(zhì)量，而且要求盤條的索氏體率控制在80%以上，還得要求盤條的芯部與邊部組織盡可能的均勻一致。對(duì)于生產(chǎn)小規(guī)格(直徑《①12.5mm)的82B盤條，采用斯太爾摩控冷工藝都可以達(dá)到要求；對(duì)于直徑在①13mm規(guī)格以上的大規(guī)格82B盤條，特別是。15-16mm規(guī)格的82B，僅靠斯太爾摩方式進(jìn)行控制冷卻，容易造成以下兩個(gè)方面的問(wèn)題(1)風(fēng)機(jī)能力小(冷卻速度〈9'C/S)時(shí)，盤條不能完全進(jìn)行索氏體化，生產(chǎn)的盤條往往邊部為索氏體組織，芯部卻為粗大的珠光體組織，盤條整體索氏體率小于70%;(2)風(fēng)機(jī)能力大時(shí)(冷卻速度〉1(TC/S,不過(guò)目前的斯太爾摩控冷線在生產(chǎn)①15-16mm規(guī)格的82B時(shí)，冷卻能力都在9'C/S以下)，盤條雖能進(jìn)行完全的索氏體化，但由于盤條邊部冷卻能力太大，所以邊部往往出現(xiàn)的為屈氏體甚至馬氏體等過(guò)冷組織，芯部能達(dá)到完全的索氏體化。日本新日鐵采用軋后鹽浴處理的辦法，生產(chǎn)的①14-16mm規(guī)格的82B盤條芯部與邊部組織都為索氏體組織，索氏體率能控制在85%以上。而目前國(guó)內(nèi)外采用斯太爾摩控冷工藝生產(chǎn)的0>14-16ram規(guī)格的82B盤條索氏體率都低于75%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種解決大規(guī)格82B盤條心部與邊部組織差異的方法，通過(guò)微合金化與控制相變相結(jié)合解決大規(guī)格82B盤條芯部與邊部組織差異，通過(guò)斯太爾摩.控冷工藝解決生產(chǎn)015-16mm規(guī)格的82B盤條索氏體率偏低問(wèn)題。本發(fā)明利用鉻能降低82B鋼相變開始和結(jié)束溫度的特點(diǎn)，在82B鋼成分的基礎(chǔ)上多添加0.04%-0.06%的Cr，盤條在相變前的4-6米位置到相變開始點(diǎn)將風(fēng)機(jī)的開啟調(diào)整為85%，從相變位置到盤條490-510'C位置，風(fēng)機(jī)全部開啟，以后風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，直到集巻包裝。本發(fā)明的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面1、Cr能降低82B奧氏體向索氏體轉(zhuǎn)變溫度的開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)3Cr是中強(qiáng)碳化物形成元素，能推遲碳化物的形核和長(zhǎng)大，還能增加固溶體原子間的結(jié)合力減少鐵的自擴(kuò)散系數(shù)，從而推遲了珠光體轉(zhuǎn)變中Y—a轉(zhuǎn)變。由于這兩方面的原因，使整個(gè)P轉(zhuǎn)變過(guò)程遲緩。為了探討化學(xué)成分對(duì)相變及組織性能的影響，進(jìn)行了熱模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備為Gleeble2000。采用4>12.5X180咖的長(zhǎng)試樣,加熱到IOO(TC，保溫10分鐘?？炖涞?30'C。通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)量，使其從830'C到最低點(diǎn)的冷卻速度控制為7XVs(為現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)冷卻速度)和1(TC/s(增大冷速后)，探討不同化學(xué)成分對(duì)相變各階段溫度的影響。(1)試驗(yàn)用化學(xué)成分試驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分如表1所示。表1試驗(yàn)用鋼化學(xué)成分-號(hào)批號(hào)C，％Si，％Mn,%Cr，％.試樣l7-17890.820.260.69—試樣24-1860.810.190.790.37注試樣1為80#鋼，試樣2為加0.37%Cr的82B的成分。(2)CCT曲線的測(cè)定測(cè)定的奧氏體一珠光體轉(zhuǎn)變曲線如圖1所示。與試樣1相比，試樣2的成分特點(diǎn)是碳適度降低，加入Cr，經(jīng)過(guò)這種成分變化后，在冷速l-16'C/s范圍內(nèi)，相變變化趨勢(shì)是在相同的冷速下，相變開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)向低溫移動(dòng)，冷卻速度越大，向低溫移動(dòng)的差值越大。冷速4'C/s以下，就有了.中低溫轉(zhuǎn)變組織，而試樣1在16°C/s時(shí)仍然是珠光體組織。由此可見，Cr對(duì)相變溫度與組織轉(zhuǎn)變有很大影響。2、利用Cr的滲透性避免了大規(guī)格82B盤條芯部珠光體組織的出現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)用于生產(chǎn)82B盤條的斯太爾摩控冷線風(fēng)機(jī)風(fēng)量多為152400m3/h與180000m3/h，生產(chǎn)015mm規(guī)格的82B時(shí)冷卻速度大致在7'C/S，在風(fēng)冷線上盤條相變的最低溫度為在64(TC,最高溫度在69(TC，盤條索氏體率整體在70%左右，邊部為索氏體，芯部為珠光體組織。本發(fā)明利用Cr在高碳鋼的滲透性，在82B成分的基礎(chǔ)上多增加0.04-0.066的Cr，盤條相變溫度的最高點(diǎn)降低為860'C，使得盤條芯部在相變過(guò)程中發(fā)生的是索氏體轉(zhuǎn)變，避免了芯部粗片層珠光體組織的出現(xiàn)；3、通過(guò)降低相變前的冷速避免邊部冷速過(guò)快加Cr后盤條整體滲透性得到了加強(qiáng)，邊部出現(xiàn)了屈氏體組織，將盤條相變前的.一個(gè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量降低為原來(lái)的85%,降低了盤條邊部的冷卻速度，避免了屈氏體組織的出現(xiàn)；圖1為CCT曲線。圖2為實(shí)驗(yàn)金相照片(邊部組織)。圖3為實(shí)驗(yàn)金相照片(芯部組織)。圖4為加Cr后金相組織(邊部組織)。圖5為加Cr后金相組織(芯部組織)。圖6為微合金與控冷結(jié)合后金相照片，邊部索氏體(0.13um)。圖7為微合金與控冷結(jié)合后金相照片，芯部索氏體(0.21um)。具體實(shí)施方式本發(fā)明可在任何高速線材車間內(nèi)實(shí)施下面是首鋼第一線材廠，采用本發(fā)明生產(chǎn)82B-1SG的實(shí)例，其工藝路線為鑄坯加熱-粗軋-中軋-穿水(一次控冷)-精軋(控軋)-穿水(二次控冷)-吐絲-風(fēng)冷(三次控冷)-集巻-PF線運(yùn)輸-打捆-包裝運(yùn)輸一、沒有使用該方法時(shí)的生產(chǎn)情況大規(guī)格(①14-16ram)82B盤條是制作<D18.9-21.6mm規(guī)格鋼絞線的原材料，盤條在不經(jīng)過(guò)熱處理的條件下，需直接從。14-16mm拉拔到①6mm左右，要求盤條的金相組織應(yīng)以索氏體組織為主。2008年9月份首鋼實(shí)驗(yàn)了2爐015ram規(guī)格的82B，實(shí)驗(yàn)成分見表2:表2:實(shí)驗(yàn)鋼成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>軋后控制冷卻工藝見表3:表3:控冷工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用該工藝生產(chǎn)的82B盤條索氏體率在60-65%，組織情況見圖2、圖3。邊部組織為索氏體平均片層間距O.13um,芯部為粗大的珠光體，平均片層間距在O.57ixm，組織極不均勻。82B-1盤條是制作1860MPa鋼絞線的原材料，用戶在拉拔過(guò)程中的減徑率高達(dá)85%，為了保證拉拔過(guò)程中不斷絲，用戶在使用過(guò)程時(shí)除了要求夾雜、金相組織、表面質(zhì)量等指標(biāo)外，在使用時(shí)盤條的索氏體率要求在80%以上。該次實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)的大規(guī)格82B索氏體率在65%左右，芯部為粗片層的珠光體、邊部為索氏體組織，不能達(dá)到大'規(guī)格82B的要求。二、加Cr后情況由于Cr是中強(qiáng)碳化物形成元素，能推遲碳化物的形核和長(zhǎng)大，還能增加固溶體原子間的結(jié)合力減少鐵的自擴(kuò)散系數(shù)，從而推遲了珠光體轉(zhuǎn)變中Y—a轉(zhuǎn)變。2008年11月份，在第一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多添加了0.04%的&~，實(shí)驗(yàn)成分見表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4:加Cr實(shí)驗(yàn)成分項(xiàng)目c,%Si,%Mn,%P，％S,%Cr'%范圍0.78-0.820.17-0.350.6-0.9《0.025《0.0250.25-0.30實(shí)驗(yàn)鋼成分0.800.230.820.0150.0060.28軋后的控冷工藝與第一次一樣(見表3)。盤條的索氏體率在85%左右，金相組織見圖4、圖5。邊部組織為索氏體+屈氏體，芯部為索氏體組織，片層間距平均為0.18um。加Cr后解決了規(guī)格大芯部不能完全進(jìn)行索氏體化問(wèn)題，但邊部出現(xiàn)了屈氏體過(guò)冷組織三、加Cr與控制冷卻相結(jié)合由于加Cr后盤條的邊部出現(xiàn)了屈氏體過(guò)冷組織，第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，課題組將相變開始位置的一個(gè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量下調(diào)了20%,風(fēng)冷工藝見下表5-表5:第3次實(shí)驗(yàn)工藝距吐絲機(jī)距離，ra41322314049108輥道速度(m/s)0.60.70.80.90.9/l-23-4567-8910-13風(fēng)機(jī)/開啟開啟開啟開啟85%開啟開啟關(guān)閉盤條整體索氏體率80%以上，金相組織如圖6、圖7圖6:微合金與控冷結(jié)合后金相照片，邊部索氏體(0.13um);圖7:微合金與控冷結(jié)合后金相照片芯部索氏體(0.21ym)通過(guò)在82B的基礎(chǔ)上加Cr，解決了大規(guī)格82B盤條芯部不能完全索氏體化問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整相變時(shí)的風(fēng)機(jī)冷速，避免了邊部低溫組織的出現(xiàn)。首鋼通過(guò)該技術(shù)目前已成功生產(chǎn)出。14-16咖規(guī)格的82B-1SG，月產(chǎn)量穩(wěn)定在1000噸以上。表6是首鋼2009年4月份生產(chǎn)的一批82B-1SG情況表:09年4月份首鋼生產(chǎn)015咖規(guī)格82B-1SG用戶情況爐號(hào)化學(xué)成分，％盤條力學(xué)性能索氏體率，%CSiMnPSCrV抗拉強(qiáng)度，MPa面縮率，％圃1630.810.210.810.0140.0050.280.06127035.5908B031850.810.220.830.0130.0050.290.07126036908A016280.800.230.810.0180.0050.270.06125035858B020290.800.230.840.0120.0040.310.07122032.585畫1870.790.220.810.0140.0050.260.06124032.5858A001560.790.220.810.0150.0040.280.06125033.5908C001870.790.220.810.0140.0050.270.07123033.5908A001660.790.230.810.0120.0040.260.06121031.5858C001920.780.230.820.0170.0040.290.07123033.5858B001970.780.220.810.0100.0050.320.07121034.5908,530.780.210.820.0110.0040.280.06122035.5858C001180.780.220.820.0130.0050.290.071220368權(quán)利要求1、一種解決大規(guī)格82B盤條心部與邊部組織差異的方法，其特征在于，利用鉻能降低82B鋼相變開始和結(jié)束溫度的特點(diǎn)，在82B鋼成分的基礎(chǔ)上多添加0.04％-0.06％的Cr，盤條在相變前的4-6米位置到相變開始點(diǎn)將風(fēng)機(jī)的開啟調(diào)整為85％，從相變位置到盤條490-510℃位置，風(fēng)機(jī)全部開啟，以后風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，直到集卷包裝。全文摘要一種解決大規(guī)格82B盤條心部與邊部組織差異的方法，屬于高碳鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
。利用鉻能降低82B鋼相變開始和結(jié)束溫度的特點(diǎn)，在82B鋼成分的基礎(chǔ)上多添加0.04％-0.06％的Cr，盤條在相變前的4-6米位置到相變開始點(diǎn)將風(fēng)機(jī)的開啟調(diào)整為85％，從相變位置到盤條490-510℃位置，風(fēng)機(jī)全部開啟，以后風(fēng)機(jī)全部關(guān)閉，直到集卷包裝。優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)斯太爾摩控冷工藝解決生產(chǎn)Φ15-16mm規(guī)格的82B盤條索氏體率偏低問(wèn)題。文檔編號(hào)C21D8/06GK101597676SQ20091008814公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2009年7月3日優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日發(fā)明者寧丁,蘭代旺,葉紹鋒,德周,孔祥濤,佳孫,孫齊松,李三凱,李永東,王全禮,趙福林,權(quán)鄭,陳明躍,黃細(xì)陽(yáng)申請(qǐng)人:首鋼總公司