高碳鋼盤條網(wǎng)狀滲碳體評定方法

李玲霞、胡顯軍 等。 2100433B

江蘇沙鋼集團有限公司、首鋼總公司等。

圖1是《高碳鋼盤條及其制備方法》具體實施方式中斯太爾摩在線測量的冷卻曲線圖；

圖2是該發(fā)明具體實施方式中高碳鋼盤條橫截面的金相組織照片；

圖3是該發(fā)明具體實施方式中高碳鋼盤條橫截面的掃面電鏡照片。

高碳鋼盤條及其制備方法專利目的

《高碳鋼盤條及其制備方法》的目的之一在于提出一種高碳鋼盤條，其抗拉強度高，面縮率大，可克服2009年9月前已有技術(shù)中的不足。該發(fā)明的另一目的在于提出一種制備如上所述高碳鋼盤條的工藝，其包括依次進行的冶煉工序、鑄造工序、軋制工序和控冷工序，其特征在于，所述軋制工序的開軋溫度控制在1000～1100℃之間，吐絲溫度為870～930℃；所述控冷工序采用斯太爾摩控制冷卻，在相變之前及相變前期采用快速冷卻，風(fēng)機風(fēng)量為100％，在相變后期采用緩慢冷卻方式，風(fēng)機風(fēng)量在50％以下。

高碳鋼盤條及其制備方法技術(shù)方案

一種高碳鋼盤條，其抗拉強度在1200兆帕以上，其特征在于，該高碳鋼盤條包含的組分及其重量百分比為：基本成分：C0.77～0.84％、Si0.20～0.50％、Mn0.60～0.75％、Cr0.30～0.40％和V0.001～0.10％；可選擇成分：Ni0.02～0.15％、Cu0.02～0.25％、Al0.001～0.05％、B0.001～0.005％、Ti0.01～0.05％、Nb0.01～0.05％和Mo0.01～0.10％中的一種或二種以上的組合；以及余量的Fe和雜質(zhì)。

具體而言，該高碳鋼盤條的面收縮率在35％以上。

進一步地講，所述冶煉工序包括依次進行的電爐或轉(zhuǎn)爐熔煉工序和鋼包精煉工序。

所述鑄造工藝采用方坯連鑄工藝。

以下對《高碳鋼盤條及其制備方法》的技術(shù)內(nèi)容做詳細說明：

對于鋼制品而言，C是最基本的強化元素，過量的C會促進先共析滲碳體的析出，嚴(yán)重時會形成網(wǎng)狀滲碳體，降低盤條的塑性，而C含量不足時會形成先共析鐵素體，同樣會降低盤條的性能。如在SWRH82B等材料中，C含量接近平衡相圖中的共析點，其可能含有部分的心部馬氏體或網(wǎng)狀滲碳體，從而影響盤條的性能。而只有在控制盤條中C含量在合適范圍時，才可使盤條中的組織在工廠生產(chǎn)的冷卻條件下基本形成較之馬氏體等組織具有更好的加工性能和更大的加工硬化率的全珠光體組織，該組織非常適合拉絲加工。同時，Si亦是一種鐵素體強化元素，其可通過固溶強化提高鐵素體的強度，且Si還是一種重要的脫氧劑，Si在鐵素體/滲碳體界面的富集有助于防止?jié)B碳體在熱鍍鋅和穩(wěn)定化處理過程中發(fā)生分解，提高加工過程中的熱穩(wěn)定性，但過多的Si會引起脫碳，降低表面質(zhì)量。又及，Mn作為一種重要的脫氧劑，可減少S在鋼中的危害，有助于提高盤條的強度。但過多的Mn會促進中心偏析和心部馬氏體的形成，提高拉絲加工過程中發(fā)生斷絲的幾率。另外，Cr是細化珠光體組織的有效元素，能夠顯著提高線材的強度和硬度，但另一方面會促進中心偏析和心部馬氏體的形成。此外，V可在鋼材中形成細小的C、N化物，而且在奧氏體溫度區(qū)間具有較大的固溶度，能有效阻止奧氏體晶粒長大，細化產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能，而且能夠有效阻止網(wǎng)狀滲碳體的析出，但過多的V會使V（C，N）顆粒粗化，降低產(chǎn)品的塑性，而且V的價格較高，不利于成本控制。

考慮到上述原因，該案發(fā)明人經(jīng)長期研究和實踐，采用將高碳鋼盤條中的C含量控制在0.77～0.84％，Si含量控制在0.20～0.50％，Mn含量控制在0.60～0.75％，Cr含量控制在0.30～0.40％，V含量控制在0.001～0.10％，從而有效提高盤條強度及其它機械性能，防止心部馬氏體的形成，并降低成本，且實踐結(jié)果確切表明，由上述含量的組分構(gòu)成的高碳鋼盤條，其抗拉強度可達到1200兆帕以上，面收縮率可達到35％以上。

為制備上述高碳鋼盤條，《高碳鋼盤條及其制備方法》采用了包含冶煉、鑄造、軋制和斯太爾摩控冷等工序的工藝。在冶煉工序中，主要選用優(yōu)質(zhì)廢鋼和鐵水為原料進行電爐或轉(zhuǎn)爐熔煉，其中鐵水比率可根據(jù)生產(chǎn)情況和市場行情調(diào)整，以降低生產(chǎn)成本，熔煉完成后，采用鋼包精煉爐法進行精煉，并在精煉后期脫氧完成后添加V、Cr等合金元素，最后添加Ti，以提高合金收得率，其后采取方坯連鑄工藝，降低拉坯速率，并在結(jié)晶器和連鑄末端的合適位置使用電磁攪拌，以進一步減少中心偏析。在軋制工序中，為確保Cr₃C₂的充分溶解，可將加熱溫度和開軋溫度適當(dāng)提高20℃左右，即將開軋溫度控制在1000～1100℃之間，吐絲溫度控制在870～930℃。同時，對于斯太爾摩控冷工藝，相變前采用快速冷卻，以減少網(wǎng)狀滲碳體的生成，并形成細小的組織結(jié)構(gòu)，相變后期采用較慢的冷卻速率，以抑制馬氏體的生成，并減少殘余應(yīng)力。該制備工藝是對常規(guī)的SWRH82B等材料的制備工藝進行調(diào)整而得，幾乎不會增加生產(chǎn)成本，且所需操作人員、工時、設(shè)備等亦大致相同，但生產(chǎn)所得高碳鋼盤條的性能遠遠優(yōu)于2009年9月前已有SWRH82B等材料。

高碳鋼盤條及其制備方法改善效果

與2009年9月前已有技術(shù)相比，《高碳鋼盤條及其制備方法》的有益效果在于：該高碳鋼盤條機械性能優(yōu)良，抗拉強度在1200兆帕以上，面收縮率在35％以上，合金元素較少，可廣泛應(yīng)用于各種鋼絲生產(chǎn)工藝，且該高碳鋼盤條的制備工藝僅是對2009年9月前已有高碳鋼盤條的生產(chǎn)工藝進行小幅度調(diào)整而得，幾乎不會增加任何生產(chǎn)成本。

2013年，《高碳鋼盤條及其制備方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優(yōu)秀獎。