[發明專利]一種在線提升鋼材韌性的軋制生產方法

有效

• 申請號: 202110519205.0
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113245365B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 曾慶博;時濤;李小龍;黃國飄
• 申請（專利權）人: 大冶特殊鋼有限公司
• 主分類號: B21B1/18
• 分類號: B21B1/18;B21B45/00;B21B45/02;B21B45/08
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;劉春成

本發明公開了一種在線提升鋼材韌性的軋制生產方法，以連鑄坯為原料，所述軋制生產方法依次包括如下工序：坯料加熱、除鱗、粗軋、連軋、穿水冷卻、棒材減定徑機組精軋和冷床冷卻，最終得到成品棒材；其中，將連軋后的軋材進行穿水冷卻至650～850℃，在穿水冷卻后，讓軋材返紅以獲得棒材減定徑機組精軋的溫度，終軋溫度為500～700℃，棒材上冷床的溫度為480～650℃。本發明中，棒材減定徑機組精軋采用KOCKS軋制，通過控制終軋溫度和軋后冷卻溫度，消除非要求形態的先共析鐵素體，提升鋼材的韌性，并且通過采用軋后快速冷卻技術工藝，能夠實現對非調質鋼的晶粒度、硬度和力學性能的控制。

技術領域

本發明屬于冶金行業特殊鋼生產加工領域，涉及一種軋制工藝，尤其涉及一種提高鋼材韌性的方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發展，我國汽車制造工業和機械制造行業得到了迅猛發展，在這種背景下，非調質鋼的用量和品種也日益增長，對非調質鋼的質量要求也逐步提高。非調質鋼具有更好的機械性能，從心部到邊緣的硬度更均勻，疲勞壽命更長，大幅降低制造成本，廣泛應用于制作強度高的桿類件、軸類件。但是，由于非調質鋼的終軋溫度(一般為800～850℃)很高，奧氏體晶粒度容易粗大，容易形成非要求形態的先共析鐵素體，即針狀鐵素體和網狀鐵素體，影響鋼材的韌性，降低鋼材的使用壽命。

調質鋼是機械制造業中應用十分廣泛的重要材料之一。通常，提高調質鋼沖擊韌性的方法有：提高材料的部分合金含量，如鎳和銅等；或凈化鋼液，降低材料的雜質含量，達到提高零件韌性的目的。但是，就目前的技術來說，增加合金含量會使成本增加，不利于資源的節約利用，在市場競爭中處于不利地位。而凈化鋼液的潛力有限，且需要較復雜的工藝和昂貴的過濾附件。專利CN?103993139?A公開了一種提高調質鋼沖擊韌性的方法，通過改善熱處理工藝，提升鋼材調質后的沖擊韌性，但該專利未提及非調質鋼在線提升韌性的方法。

20CrMnTiH齒輪鋼件在鍛造后因奧氏體晶粒粗大，冷卻后極易形成針狀鐵素體、網狀鐵素體和貝氏體等非平衡組織，影響后續的滲碳處理和切削加工。文獻《多步連續等溫正火對20CrMnTiH鋼鍛后顯微組織及性能的影響》(劉澄，楊晨，趙振波，華高等，金屬熱處理[J].2017,42(8):93-97)，研究了多步連續冷卻等溫正火對20CrMnTiH鋼鍛坯顯微組織及硬度的影響，研討了這類鋼中先共析鐵素體的形態與形成條件以及控制方法。結果表明，采用適當的連續冷卻等溫正火工藝可精準控制這類鋼中先共析鐵素體形態，使得鍛坯獲得所要求的鐵素體加珠光體組織，其晶粒大小可控制在4～6級，硬度在160～190HBW范圍之內。但該文獻未提及熱軋在線控制工藝，也未提及非調鋼的控制方法。

通過文獻檢索，現有技術中，對于鋼材的韌性提升，絕大多數鋼鐵企業僅通過調質鋼的熱處理工藝來提升鋼材的沖擊韌性，目前尚未發現通過研究熱軋態鋼材來提升鋼材的韌性，也未發現通過研究鋼材的軋后快速冷卻來提升鋼材韌性的相關技術報道。

發明內容

為了節約鋼材的熱處理費用，縮短合同交付周期，本發明提供了一種在線提升鋼材韌性的軋制生產方法，主要通過控制軋后冷卻溫度，消除非要求形態的先共析鐵素體，提升鋼材的韌性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種在線提升鋼材韌性的軋制生產方法，以連鑄坯為原料，所述軋制生產方法依次包括如下工序：坯料加熱、除鱗、粗軋、連軋、穿水冷卻、棒材減定徑機組精軋和冷床冷卻，最終得到成品棒材；其中，

所述棒材減定徑機組精軋工序中，將穿水冷卻工序得到的軋材采用棒材減定徑機組進行精軋，得到棒材；終軋溫度為500～700℃。

上述軋制生產方法中，作為一種優選實施方式，所述坯料加熱工序中，對所述連鑄坯進行加熱，均熱段的保溫溫度為1100～1180℃(例如，1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1175℃)。