[發明專利]一種低碳鋁鎮靜冷鐓鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 202011164650.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112609131B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 張劍;王寶華;王屹;梁東宏;芮文超;肖元生
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司承德分公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C33/04;C21C7/06;B21B37/74
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發明涉及冶金技術領域，具體公開一種低碳鋁鎮靜冷鐓鋼及其生產方法。所述冷鐓鋼的成分為：C 0.06～0.09％，Mn 0.30～0.50％，Si 0.03～0.06％，P≤0.015％，S≤0.010％，Al 0.020～0.040％，余量為Fe和不可避免的雜質，通過煉鋼、連鑄、加熱軋制和吐絲工序，制備得到所述低碳鋁鎮靜冷鐓鋼。本發明通過成分調整和工藝優化，使所制備的所得冷鐓鋼的力學性能滿足抗拉強度Rm≤450N/mm²，收縮率Z≥70％，生產的冷鐓鋼完全滿足使用要求，且力學性能穩定，可進行大規模推廣和使用。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種低碳鋁鎮靜冷鐓鋼及其生產方法。

背景技術

冷鐓鋼是一種室溫成型鋼，在室溫下能夠承受一次或多次沖擊載荷，廣泛用于生產螺釘、銷釘、螺母等標準件，主要應用于汽車、工程建筑、機械、電子、輕鋼結構、建筑等行業。隨著現代工業的快速發展，對冷鐓鋼的性能要求越來越高，同時，冷加工會是材料局部產生顯著形變，為了防止出現不合格產品，保證生產過程順利進行，冷鐓鋼必須具有足夠的塑性，良好的表面質量和均勻的組織等性能。為了提高鋼材的塑性，鋼材中的硅含量都受到了限制，為了提高鋼水的純凈度，降低鋼中氧含量，細化晶粒，一般高質量的冷鐓鋼都要求較高的鋁含量。但是，鋁含量較高會造成鋼液中夾雜物增多，進而增加冶煉和澆鑄工序的難度，甚至會導致鑄坯質量變差，最終導致軋制成品的質量變差，甚至報廢。為了改善鋼材的塑性指標和加工性能，有些冷鐓鋼中還加入Ti、B、Cr等元素，但是，這些元素的加入會提高生產成本。因此，如何提高冷鐓鋼的冷鐓性能，降低生產成本，滿足緊固件行業需求是目前冷鐓鋼領域亟待解決的問題。

發明內容

針對現有冷鐓鋼冷鐓性能有待進一步提高以及生產成本較高的問題，本發明提供一種低碳鋁鎮靜冷鐓鋼及其生產方法。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供的技術方案是：

一種低碳鋁鎮靜冷鐓鋼，其成分重量百分比為C 0.06～0.09％，Mn0.30～0.50％，Si 0.03～0.06％，P≤0.015％，S≤0.010％，Al 0.020～0.040％，余量為Fe和不可避免的雜質。

本發明提供的低碳鋁鎮靜冷鐓鋼，控制較低的C含量，降低冷鐓鋼的強度指標，加入Al起到強脫氧作用，細化晶粒，改善鋼水的內部質量，提高冷鐓鋼的綜合性能，同時，進一步控制P、S含量，改善冷鐓鋼的力學性能，所得冷鐓鋼的力學性能：抗拉強度Rm≤450N/mm²，收縮率Z≥70％，生產的冷鐓鋼完全滿足使用要求，且力學性能穩定，可進行大規模推廣和使用。

各元素的作用及配比依據如下：

C是決定鋼材力學性能的主要元素，也是決定碳鋼凝固后金相組織和性能的主要元素，有利于促進珠光體的形成，且具有固溶強化作用，可以提高鋼的強度。但是，C在冷鐓鋼中會形成硬而脆的滲碳體，含碳量增加，雖然冷鐓鋼的強度和硬度升高了，但是塑性和韌性會下降，冷鐓性能也降低，綜合考慮，本發明中將C含量設計為0.06～0.09％。

Si在冷鐓鋼中少部分會形成脆性夾雜物SiO₂，大部分會溶于鐵素體中，使鐵素體強化，從而提高冷鐓鋼的強度、硬度和彈性，塑性、熱性和冷鐓性能下降，因此，將Si的含量設計為0.03～0.06％。

Mn錳對鋼的力學性能有良好的作用，其以置換方式固溶于鋼中起強化作用；錳進入滲碳體代替部分鐵原子，形成MnC，因此錳的增加還能提高鋼中珠光體的相對量，Mn還可以與S形成MnS，消除硫在鋼中的有害影響，但是，Mn也會降低冷鐓鋼的塑性、韌性和冷鐓性能，使冷鐓開裂率升高，因此綜合考慮，將Mn含量設計為0.30～0.50％。

P、S在鋁鎮靜冷鐓鋼中是有害元素，P存在于鋼中，會使鋼產生冷脆性，S存在于鋼中，會使鋼產生熱脆性，因此，控制P≤0.015％，S≤0.010％，且越低越好。