專利名稱：一種免退火處理熱軋s50c板帶的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法，屬熱軋板帶技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
S50C熱軋板帶通常采用冷成型法來(lái)制造圓盤(pán)剪、彈簧等機(jī)械零部件，其碳含量通常為0. 47% 0. 53%。按照常規(guī)軋制工藝技術(shù)生產(chǎn)的熱軋圓盤(pán)剪用鋼S50C，其微觀組織中的珠光體呈片層狀，因而在冷成型前需要進(jìn)行耗時(shí)、耗能的球化退火處理，才能使鋼中的碳化物形態(tài)由片狀改變?yōu)榍驙睢?br> 背景技術(shù)：
的球化退火處理不僅工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，消耗大量的能源，而且熱處理容易造成廢品，增加金屬消耗，并污染環(huán)境，生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高，因此，S50C鋼碳化物在線球化已成為目前急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種免球化退火處理S50C熱軋板帶的生產(chǎn)方法，在熱軋板帶生產(chǎn)過(guò)程中，在線使S50C鋼中的碳化物直接球化并獲得軟化；用這種熱軋?jiān)诰€軟化的免球化退火S50C熱軋板帶制作圓盤(pán)剪等機(jī)械零部件，可以省去冷成型前的球化退火工序，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)制作成本，解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案是
一種免球化退火處理S50C熱軋板帶的生產(chǎn)方法，采用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，包括煉鐵工序、煉鋼工序和軋制工序，在軋鋼工序中，粗軋階段采用奧氏體再結(jié)晶軋制， 精軋階段，采用形變誘導(dǎo)鐵素體軋制(DIFT)和溫軋變形相結(jié)合的工藝；形變誘導(dǎo)鐵素體相變(DIFT)是動(dòng)態(tài)相變，是由形變產(chǎn)生儲(chǔ)存能提高相變驅(qū)動(dòng)力誘導(dǎo)的相變；相變主要發(fā)生在變形中，這與背景技術(shù)中鋼的軋制采用的TMCP相變不同，后者主要發(fā)生在軋后冷卻中；首先通過(guò)形變誘導(dǎo)鐵素體軋制獲取鐵素體加短棒狀或顆粒狀碳化物，然后直接進(jìn)行溫軋，使碳化物在溫軋變形過(guò)程中發(fā)生彎折、溶解直至球化并重新分布，從而實(shí)現(xiàn)碳化物在線直接球化，使最終S50C熱軋板帶組織為鐵素體加碳化物顆粒；其特別之處是通過(guò)粗軋的奧氏體再結(jié)晶軋制，細(xì)化鑄態(tài)奧氏體晶粒，精軋的形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過(guò)程中球化，使熱軋板的成品組織為鐵素體加粒狀珠光體組織。為保證粗軋過(guò)程中奧氏體發(fā)生完全再結(jié)晶，粗軋終止溫度在960°C以上，低于該溫度奧氏體將不能發(fā)生完全再結(jié)晶，使最終成品板產(chǎn)生混晶組織，造成鋼的韌性降低；粗軋區(qū)溫度控制在960 1150°C ；粗軋出來(lái)的中間坯經(jīng)水冷進(jìn)入精軋機(jī)組，在精軋機(jī)組進(jìn)行形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，形變誘導(dǎo)鐵素體軋制的溫度控制在760 850°C，累計(jì)壓下率大于 50%，其主要是為了誘導(dǎo)鐵素體在變形過(guò)程中析出，然后再通過(guò)水冷，使軋件的溫度降低到 650 750°C進(jìn)行溫軋，溫軋階段單道次壓下量大于15%，溫軋就是為了使碳化物改性；溫軋完成后，通過(guò)控制層流冷卻的冷速，使軋件溫度冷卻到550 700°C進(jìn)行卷取，其后自然冷卻到室溫。按照本發(fā)明的加工方法生產(chǎn)的S50C熱軋板帶，其最終熱軋板的成品組織為鐵素
3體加顆粒狀碳化物。在整個(gè)板帶生產(chǎn)過(guò)程中不需要進(jìn)行保溫相變階段。由于鋼的組織中鐵素體的比例增加，碳化物由片層狀變成顆粒狀，使鋼的塑性和韌性得以提高，達(dá)到可以免球化退火直接成形的目的。本發(fā)明所說(shuō)的軋制工序的工藝參數(shù)控制如下鑄坯在加熱爐中加熱到1050 1150°C后，進(jìn)行粗軋和精軋，粗軋出來(lái)的中間坯經(jīng)水冷進(jìn)入精軋機(jī)組，在精軋機(jī)組進(jìn)行形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，軋后冷卻速度控制在0. 1 25°C /s。本發(fā)明的積極效果針對(duì)熱變形過(guò)程，采用形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋變形相結(jié)合的方法，通過(guò)形變與相變的耦合，合理控制軋制工藝參數(shù)，誘發(fā)鐵素體在變形過(guò)程中超量析出，碳化物在變形過(guò)程中改性，最終得到鐵素體加顆粒狀珠光體組織。性能檢測(cè)表明，按照本發(fā)明工藝參數(shù)生產(chǎn)的S50C熱軋板帶，塑性和韌性大大提高，均優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品，且冷成型前不需要進(jìn)行球化退火處理，不會(huì)因未進(jìn)行球化退火而開(kāi)裂。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
本發(fā)明生產(chǎn)方法的特點(diǎn)體現(xiàn)在軋鋼工藝，其碳化物在線直接球化是通過(guò)粗軋的奧氏體再結(jié)晶軋制，精軋的形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋進(jìn)行的。但碳化物在線直接球化的主要手段是精軋的形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋相結(jié)合的加工方法實(shí)現(xiàn)的。其機(jī)理是通過(guò)粗軋階段奧氏體的再結(jié)晶首先對(duì)高溫奧氏體晶粒進(jìn)行細(xì)化；然后通過(guò)精軋的臨界奧氏體區(qū)大形變量軋制，形變誘導(dǎo)出超細(xì)的鐵素體晶粒。由于在應(yīng)力的作用下，奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度升高，所以鐵素體的轉(zhuǎn)變量增加。而未轉(zhuǎn)變奧氏體的平均碳含量隨鐵素體的不斷析出而增加， 但鐵素體析出時(shí)擴(kuò)散排除的碳的分布并不均勻，而是高度富集在細(xì)小的鐵素體界面和未轉(zhuǎn)變奧氏體的界面，在變形過(guò)程中，這些富碳區(qū)析出短棒狀或顆粒狀滲碳體，然后通過(guò)后續(xù)的溫軋，使碳化物在溫軋變形過(guò)程中發(fā)生彎折、溶解直至球化并重新分布，從而實(shí)現(xiàn)碳化物在線直接球化，使最終S50C熱軋板帶組織為鐵素體加碳化物顆粒，從而達(dá)到提高鋼的塑性和韌性，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本的目的。實(shí)施例一產(chǎn)品規(guī)格為厚7. 9mm,寬1680mm的S50C熱軋板卷。其化學(xué)成分按照重量百分比為C :0. 47%，Si :0. 2%，Mn :0. 85%，P 0. 012%, S :0. 006%，余量 i^e。主要生產(chǎn)工序鐵水預(yù)處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過(guò)鋼包底部的滑動(dòng)水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1565°C，中間包的鋼水通過(guò)扁形的浸入式水口注入結(jié)晶器，結(jié)晶器為長(zhǎng)漏斗形結(jié)晶器；鑄坯的拉速為4. 2m/ min，出結(jié)晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為900°C，板坯加熱溫度為1100°C，粗軋終止溫度控制在1000°C，精軋入口溫度控制在850°C，精軋終止溫度控制在 7500C，精軋最后一道次壓下量為20%。卷取溫度控制在660°C。實(shí)施例二 產(chǎn)品規(guī)格為厚6. Omm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學(xué)成分按照重量百分比為C :0. 50%，Si :0. 22%，Mn :0. 75%，P 0. 013%, S :0. 007%，余量 Fe。主要生產(chǎn)工序鐵水預(yù)處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過(guò)鋼包底部的滑動(dòng)水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1560°C，中間包的鋼水通過(guò)扁形的浸入式水口注入結(jié)晶器，結(jié)晶器為長(zhǎng)漏斗形結(jié)晶器；鑄坯的拉速為4. Om/ min，出結(jié)晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為880°C，板坯加熱溫度為1120°C，粗軋終止溫度控制在1020°C，精軋入口溫度控制在830°C，精軋終止溫度控制在 7000C，精軋最后一道次壓下量為21%。卷取溫度控制在660°C。實(shí)施例三產(chǎn)品規(guī)格為厚5. 5mm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學(xué)成分按照重量百分比為C :0. 53%，Si :0. 30%，Mn :0. 65%，P 0. 018%, S :0. 008%，余量!^e。主要生產(chǎn)工序鐵水預(yù)處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過(guò)鋼包底部的滑動(dòng)水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1540°C，中間包的鋼水通過(guò)扁形的浸入式水口注入結(jié)晶器，結(jié)晶器為長(zhǎng)漏斗形結(jié)晶器；鑄坯的拉速為4. 5m/ min，出結(jié)晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為950°C，板坯加熱溫度為1150°C，粗軋終止溫度控制在1050°C，精軋入口溫度控制在800°C，精軋終止溫度控制在 680°C，精軋最后一道次壓下量為18%。卷取溫度控制在640°C。實(shí)施例四產(chǎn)品規(guī)格為厚5. 5mm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學(xué)成分按照重量百分比為C :0. 51%，Si :0. 15%，Mn :0. 73%，P 0. 015%, S :0. 005%，余量!^e。主要生產(chǎn)工序鐵水預(yù)處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過(guò)鋼包底部的滑動(dòng)水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1520°C，中間包的鋼水通過(guò)扁形的浸入式水口注入結(jié)晶器，結(jié)晶器為長(zhǎng)漏斗形結(jié)晶器；鑄坯的拉速為4. 3m/ min，出結(jié)晶器的鑄坯厚度為90mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為930°C，板坯加熱溫度為1120°C，粗軋終止溫度控制在1040°C，精軋入口溫度控制在830°C，精軋終止溫度控制在 7300C，精軋最后一道次壓下量為23%。卷取溫度控制在690°C。實(shí)施例五產(chǎn)品規(guī)格為厚7. Imm,寬1680mm的S50C熱軋板卷。其化學(xué)成分按照重量百分比為C :0. 50%，Si :0. 24%，Mn :0. 75%，P 0. 013%, S :0. 007%，余量!^e。主要生產(chǎn)工序鐵水預(yù)處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過(guò)鋼包底部的滑動(dòng)水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1550°C，中間包的鋼水通過(guò)扁形的浸入式水口注入結(jié)晶器，結(jié)晶器為長(zhǎng)漏斗形結(jié)晶器；鑄坯的拉速為4. Im/ min，出結(jié)晶器的鑄坯厚度為90mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為920°C，板坯加熱溫度為1050°C，粗軋終止溫度控制在960°C，精軋入口溫度控制在760°C，精軋終止溫度控制在 6500C，精軋最后一道次壓下量為22%。卷取溫度控制在550°C。
權(quán)利要求
1.一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法，采用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)， 包括煉鐵工序、煉鋼工序和軋制工序，在軋鋼工序中，粗軋階段采用奧氏體再結(jié)晶軋制，精軋階段，采用形變誘導(dǎo)鐵素體軋制(DIFT)和溫軋變形相結(jié)合的工藝；其特征在于通過(guò)粗軋的奧氏體再結(jié)晶軋制，細(xì)化鑄態(tài)奧氏體晶粒，精軋的形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過(guò)程中球化，使熱軋板的成品組織為鐵素體加粒狀珠光體組織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法，其特征在于 粗軋終止溫度在960°C以上，低于該溫度奧氏體將不能發(fā)生完全再結(jié)晶，粗軋區(qū)溫度控制在 960 1150°C;粗軋出來(lái)的中間坯經(jīng)水冷進(jìn)入精軋機(jī)組，在精軋機(jī)組進(jìn)行形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，形變誘導(dǎo)鐵素體軋制的溫度控制在760 850°C，累計(jì)壓下率大于50%，然后再通過(guò)水冷，使軋件的溫度降低到650 750°C進(jìn)行溫軋，溫軋階段單道次壓下量大于15%，溫軋就是為了使碳化物改性；溫軋完成后，通過(guò)控制層流冷卻的冷速，使軋件溫度冷卻到550 700°C進(jìn)行卷取，其后自然冷卻到室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法，其特征在于軋制工序的工藝參數(shù)控制如下鑄坯在加熱爐中加熱到1050 1150°C后，進(jìn)行粗軋和精軋，粗軋出來(lái)的中間坯經(jīng)水冷進(jìn)入精軋機(jī)組，在精軋機(jī)組進(jìn)行形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，軋后冷卻速度控制在0. 1 250C /s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法，屬熱軋板帶技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是粗軋采用奧氏體軋制，精軋采用形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋相結(jié)合的工藝，粗軋區(qū)溫度控制在960～1150℃，累計(jì)壓下率大于50%，粗軋出來(lái)的中間坯經(jīng)水冷進(jìn)入精軋機(jī)組，精軋機(jī)的開(kāi)軋溫度為760～850℃，精軋機(jī)的終軋溫度為650～750℃，累計(jì)壓下率大于50%，軋后冷卻速度控制在0.1～25℃/s，卷取溫度控制在550～700℃。通過(guò)粗軋的奧氏體軋制，細(xì)化奧氏體晶粒，精軋的形變誘導(dǎo)鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過(guò)程中改性，提高鋼的塑性和韌性，達(dá)到免退火直接成型的目的，省去了冷成型前的球化退火工序。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102417959SQ20111041159
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者馮運(yùn)莉, 宋卓斐, 尹金枝, 張潤(rùn)東, 梁精龍, 趙丹 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)