[發(fā)明專利]一種控制合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110029849.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN113278777B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)誠(chéng);曹紅福;鮑儉;張永啟;裴曉星;李富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號(hào): C21D8/00
• 分類號(hào): C21D8/00;B22D11/18;B22D11/22;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/38;C22C38/22
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發(fā)明涉及一種控制合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織的方法，包括澆鑄過(guò)程中根據(jù)合金結(jié)構(gòu)鋼的碳含量控制鑄造時(shí)鋼水的過(guò)熱度△t，合金結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)過(guò)熱度范圍為(A1?A2)℃，在基礎(chǔ)過(guò)熱度的基礎(chǔ)上根據(jù)合金結(jié)構(gòu)鋼碳含量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)C的10倍進(jìn)一步降低過(guò)熱度，澆鑄時(shí)的鋼水過(guò)熱度△t按照[(A₁?10*C)～(A₂?10*C)]℃設(shè)置，式中C為合金結(jié)構(gòu)鋼碳含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；澆鑄過(guò)程中根據(jù)合金結(jié)構(gòu)鋼的碳含量控制鑄造時(shí)連鑄坯冷卻的二冷比水量指數(shù)，連鑄二冷比水量指數(shù)按照[0.9+0.2*C]L/kg設(shè)置，式中C為碳含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(％)；采用預(yù)熱段、均熱段、加熱段對(duì)連鑄坯再加熱，各段的加熱溫度與加熱時(shí)間參照產(chǎn)品的規(guī)格控制提高加熱溫度和加熱時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵基合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及合金結(jié)構(gòu)鋼。

背景技術(shù)

合金結(jié)構(gòu)鋼主要用作機(jī)械零件、汽車零件以及工程構(gòu)件等。由于合金元素的作用，合金結(jié)構(gòu)鋼擁有較好的力學(xué)性能，高品質(zhì)的合金結(jié)構(gòu)鋼是現(xiàn)代化工業(yè)的重要基礎(chǔ)。

合金結(jié)構(gòu)鋼的帶狀組織會(huì)造成鋼材的各向異性，降低鋼材的強(qiáng)度與韌性；可以造成鋼材熱處理后容易變形、冷彎性能下降、沖壓廢品率高等不良后果，從而影響工業(yè)部件的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的使用壽命。

合金結(jié)構(gòu)鋼由于鋼中有一定含量的碳元素與合金元素存在，碳元素與合金元素在澆鑄過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生枝晶偏析，在軋制過(guò)程中形成沿鋼材軋制方向的先共析鐵素體條帶與珠光體條帶，它們相互堆疊最終產(chǎn)生帶狀組織。帶狀組織的控制一直是冶金生產(chǎn)領(lǐng)域的難點(diǎn)，目前世界先進(jìn)水平的合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋材帶狀組織可以穩(wěn)定控制≤2.0級(jí)。

合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織產(chǎn)生的原因：連鑄澆鑄過(guò)程中碳元素以及合金元素偏聚產(chǎn)生微觀偏析。偏聚的化學(xué)元素通常會(huì)降低鋼材的Ar3溫度，從而促進(jìn)了鋼材帶狀組織的形成。軋制過(guò)程中，鋼坯中的枝晶偏析沿著軋制方向延長(zhǎng)，形成沿鋼材軋制方向的先共析鐵素體條帶與珠光體條帶，它們相互堆疊最終產(chǎn)生帶狀組織。

現(xiàn)有研究成果顯示：鑄坯澆鑄過(guò)程中的工藝參數(shù)以及鑄坯加熱工藝對(duì)碳元素與合金元素形成枝晶偏析與枝間偏析影響較大，從而決定了鋼材最終的帶狀組織。根據(jù)不同碳含量的合金結(jié)構(gòu)鋼制定合理的連鑄過(guò)熱度以及比水量指數(shù)；根據(jù)不同碳含量的合金結(jié)構(gòu)鋼與不同規(guī)格的鑄坯，制定合理的加熱溫度與加熱時(shí)間，可以有效的控制合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織。

專利CN?103194580?A公開了一種低帶狀組織合金結(jié)構(gòu)鋼的軋制方法，該方法通過(guò)鋼坯加熱-粗軋-中軋-穿水冷卻-精軋-穿水冷卻-風(fēng)冷-剪切-緩慢冷卻的工序以及適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，使合金結(jié)構(gòu)鋼的帶狀組織降至較低水平。

專利200810223796.1公開了一種合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織控制方法，該方法經(jīng)過(guò)鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐-鋼包精煉+真空脫氣-連鑄鋼坯，鋼坯加熱后經(jīng)20架連軋機(jī)軋制，通過(guò)控制不同終軋溫度生產(chǎn)的熱軋圓鋼，使合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織級(jí)別≤2.5級(jí)，滿足了用戶要求。

以上專利技術(shù)是通過(guò)軋制過(guò)程的穿水冷卻控制過(guò)程溫度及軋后的冷卻等措施實(shí)現(xiàn)了帶狀組織的控制級(jí)別，但控制過(guò)程復(fù)雜，操作難度大，難以有效保證帶狀組織的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決合金結(jié)構(gòu)鋼中帶狀組織明顯的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供了一種全新的控制連鑄過(guò)熱度、二冷比水量指數(shù)以及鑄坯加熱溫度、加熱時(shí)間的生產(chǎn)工藝方法，優(yōu)化后的新方法可以將合金結(jié)構(gòu)鋼中的帶狀組織級(jí)別控制在≤2.0級(jí)。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種控制合金結(jié)構(gòu)鋼帶狀組織的方法，所述合金結(jié)構(gòu)鋼是以鋼水澆鑄而成的鑄坯經(jīng)熱軋得到，控制帶狀組織的方法包括

(1)采用連鑄工藝鑄造鑄坯