[發明專利]在亞共析鋼線材中獲得細化的全珠光體組織的方法及裝置

有效

• 申請號: 201711242703.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107723435B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 徐平偉;梁宇;梁益龍;孟燦
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D9/52
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;李余江

本發明公開了一種在亞共析鋼線材中獲得細化的全珠光體組織的方法及裝置，主要通過亞共析鋼在奧氏體溫度區形成高度彌散細小的高碳濃度區域，在隨后冷卻到珠光體轉變溫度時，這些細小的高碳濃度區域能夠促進過冷奧氏體珠光體相變“濃度起伏”的要求，從而改變亞共析鋼珠光體相變條件，提高珠光體形核率與轉變速率。從而得到先共析鐵素體含量低，珠光體團尺寸細化的全珠光體組織。該方法包括利用感應加熱和離心風機風冷，首先亞共析鋼線材通過預處理獲得均勻的片層珠光體組織。隨后在奧氏體化溫度與過冷奧氏體偽共析相區反復的加熱冷區1?5次，最后過線材加熱到奧氏體化溫度后快速冷卻到500?600℃溫度區間，即可完成珠光體相變。

技術領域

本發明涉及金屬線材微觀組織性能與相變過程控制領域，屬于金屬線材制品加工領域。

背景技術

普通碳素鋼盤條是生產鋼絲(線材)的主要原材料，而細珠光體組織(索氏體)是線材的重要組織。為了提高線材的韌性，盤條鋼的碳含量一般主要在0.6-0.7％C的亞共析范圍，由此可以降低珠光體組織中滲碳體片層厚度，提高韌性[1]。但是在亞共析鋼范圍內，則容易出現先共析鐵素體，塊狀的先共析鐵素體在冷拔過程中會導致位錯在鐵素體中大量纏接，造成應力集中，從而在拔絲過程中斷裂，因此在線材冷變形加工領域，都希望得到高索氏體化率的盤條(索氏體化率＞95％)。

從鋼的組織性能關系來說，珠光體鋼的強度主要受片層間距影響，而其塑韌性主要受晶粒尺寸和團尺寸影響，對[2-4]冷變形線材，高的塑性有利于其冷拔拔制性能，細化的原奧氏體晶粒可以提高塑性，但根據Hall-Petch關系，屈服強度σ0.2將隨晶粒的細化而增加，這一現象是完全不利于鋼絲冷變形的需要的，因為鋼絲制造需要通過冷拔變形來實現，屈服強度的提高會提高拔制卷線動力，從而加大設備負荷。同時細化晶粒也會導致過冷奧氏體等溫轉變C曲線左移，加快先共析鐵素體的轉變，這也不利于索氏體化率的提高[5]，因此單純細化晶粒并非是高性能冷板線材的最佳選擇。

目前珠光體線材的生產制造過程中，只針對珠光體團尺寸的控制來說，還沒有單一的控制手段。一般來說，原奧氏體晶粒細小，在相變過程中，能夠提供形核位置的晶界密度較大，則其珠光體團尺寸相對細小，而對于力學性能的改變，較難準確分辨是珠光體團尺寸細化的影響還是晶粒尺寸細化的影響。

本發明的背景就在于此，上述背景中涉及以下參考文獻。

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[4]Akhmad?A?K,Mutoha?Y,Miyashita?Y?et?al.,Effects?of?pearlitemorphology?and?specimen?thickness?on?fatigue?crack?growth?resistance?inferritic–pearlitic?steels[J].Materials?Science?and?Engineering?A,2006,428:262-269。