專利名稱：一種免退火處理熱軋s50c板帶的生產方法
技術領域：
本發明型涉及一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產方法，屬熱軋板帶技術領域。
背景技術：
S50C熱軋板帶通常采用冷成型法來制造圓盤剪、彈簧等機械零部件，其碳含量通常為0. 47% 0. 53%。按照常規軋制工藝技術生產的熱軋圓盤剪用鋼S50C，其微觀組織中的珠光體呈片層狀，因而在冷成型前需要進行耗時、耗能的球化退火處理，才能使鋼中的碳化物形態由片狀改變為球狀。
背景技術：
的球化退火處理不僅工藝復雜，生產周期長，消耗大量的能源，而且熱處理容易造成廢品，增加金屬消耗，并污染環境，生產效率低、生產成本高，因此，S50C鋼碳化物在線球化已成為目前急需解決的問題。

發明內容
本發明目的是提供一種免球化退火處理S50C熱軋板帶的生產方法，在熱軋板帶生產過程中，在線使S50C鋼中的碳化物直接球化并獲得軟化；用這種熱軋在線軟化的免球化退火S50C熱軋板帶制作圓盤剪等機械零部件，可以省去冷成型前的球化退火工序，節約能源，減少環境污染，降低生產制作成本，解決背景技術存在的上述問題。本發明技術方案是
一種免球化退火處理S50C熱軋板帶的生產方法，采用薄板坯連鑄連軋生產線進行生產，包括煉鐵工序、煉鋼工序和軋制工序，在軋鋼工序中，粗軋階段采用奧氏體再結晶軋制， 精軋階段，采用形變誘導鐵素體軋制(DIFT)和溫軋變形相結合的工藝；形變誘導鐵素體相變(DIFT)是動態相變，是由形變產生儲存能提高相變驅動力誘導的相變；相變主要發生在變形中，這與背景技術中鋼的軋制采用的TMCP相變不同，后者主要發生在軋后冷卻中；首先通過形變誘導鐵素體軋制獲取鐵素體加短棒狀或顆粒狀碳化物，然后直接進行溫軋，使碳化物在溫軋變形過程中發生彎折、溶解直至球化并重新分布，從而實現碳化物在線直接球化，使最終S50C熱軋板帶組織為鐵素體加碳化物顆粒；其特別之處是通過粗軋的奧氏體再結晶軋制，細化鑄態奧氏體晶粒，精軋的形變誘導鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過程中球化，使熱軋板的成品組織為鐵素體加粒狀珠光體組織。為保證粗軋過程中奧氏體發生完全再結晶，粗軋終止溫度在960°C以上，低于該溫度奧氏體將不能發生完全再結晶，使最終成品板產生混晶組織，造成鋼的韌性降低；粗軋區溫度控制在960 1150°C ；粗軋出來的中間坯經水冷進入精軋機組，在精軋機組進行形變誘導鐵素體軋制和溫軋，形變誘導鐵素體軋制的溫度控制在760 850°C，累計壓下率大于 50%，其主要是為了誘導鐵素體在變形過程中析出，然后再通過水冷，使軋件的溫度降低到 650 750°C進行溫軋，溫軋階段單道次壓下量大于15%，溫軋就是為了使碳化物改性；溫軋完成后，通過控制層流冷卻的冷速，使軋件溫度冷卻到550 700°C進行卷取，其后自然冷卻到室溫。按照本發明的加工方法生產的S50C熱軋板帶，其最終熱軋板的成品組織為鐵素
3體加顆粒狀碳化物。在整個板帶生產過程中不需要進行保溫相變階段。由于鋼的組織中鐵素體的比例增加，碳化物由片層狀變成顆粒狀，使鋼的塑性和韌性得以提高，達到可以免球化退火直接成形的目的。本發明所說的軋制工序的工藝參數控制如下鑄坯在加熱爐中加熱到1050 1150°C后，進行粗軋和精軋，粗軋出來的中間坯經水冷進入精軋機組，在精軋機組進行形變誘導鐵素體軋制和溫軋，軋后冷卻速度控制在0. 1 25°C /s。本發明的積極效果針對熱變形過程，采用形變誘導鐵素體軋制和溫軋變形相結合的方法，通過形變與相變的耦合，合理控制軋制工藝參數，誘發鐵素體在變形過程中超量析出，碳化物在變形過程中改性，最終得到鐵素體加顆粒狀珠光體組織。性能檢測表明，按照本發明工藝參數生產的S50C熱軋板帶，塑性和韌性大大提高，均優于現有產品，且冷成型前不需要進行球化退火處理，不會因未進行球化退火而開裂。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明作進一步說明
本發明生產方法的特點體現在軋鋼工藝，其碳化物在線直接球化是通過粗軋的奧氏體再結晶軋制，精軋的形變誘導鐵素體軋制和溫軋進行的。但碳化物在線直接球化的主要手段是精軋的形變誘導鐵素體軋制和溫軋相結合的加工方法實現的。其機理是通過粗軋階段奧氏體的再結晶首先對高溫奧氏體晶粒進行細化；然后通過精軋的臨界奧氏體區大形變量軋制，形變誘導出超細的鐵素體晶粒。由于在應力的作用下，奧氏體向鐵素體轉變的溫度升高，所以鐵素體的轉變量增加。而未轉變奧氏體的平均碳含量隨鐵素體的不斷析出而增加， 但鐵素體析出時擴散排除的碳的分布并不均勻，而是高度富集在細小的鐵素體界面和未轉變奧氏體的界面，在變形過程中，這些富碳區析出短棒狀或顆粒狀滲碳體，然后通過后續的溫軋，使碳化物在溫軋變形過程中發生彎折、溶解直至球化并重新分布，從而實現碳化物在線直接球化，使最終S50C熱軋板帶組織為鐵素體加碳化物顆粒，從而達到提高鋼的塑性和韌性，節約能源，減少環境污染，降低生產成本的目的。實施例一產品規格為厚7. 9mm,寬1680mm的S50C熱軋板卷。其化學成分按照重量百分比為C :0. 47%，Si :0. 2%，Mn :0. 85%，P 0. 012%, S :0. 006%，余量 i^e。主要生產工序鐵水預處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1565°C，中間包的鋼水通過扁形的浸入式水口注入結晶器，結晶器為長漏斗形結晶器；鑄坯的拉速為4. 2m/ min，出結晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為900°C，板坯加熱溫度為1100°C，粗軋終止溫度控制在1000°C，精軋入口溫度控制在850°C，精軋終止溫度控制在 7500C，精軋最后一道次壓下量為20%。卷取溫度控制在660°C。實施例二 產品規格為厚6. Omm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學成分按照重量百分比為C :0. 50%，Si :0. 22%，Mn :0. 75%，P 0. 013%, S :0. 007%，余量 Fe。主要生產工序鐵水預處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1560°C，中間包的鋼水通過扁形的浸入式水口注入結晶器，結晶器為長漏斗形結晶器；鑄坯的拉速為4. Om/ min，出結晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為880°C，板坯加熱溫度為1120°C，粗軋終止溫度控制在1020°C，精軋入口溫度控制在830°C，精軋終止溫度控制在 7000C，精軋最后一道次壓下量為21%。卷取溫度控制在660°C。實施例三產品規格為厚5. 5mm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學成分按照重量百分比為C :0. 53%，Si :0. 30%，Mn :0. 65%，P 0. 018%, S :0. 008%，余量!^e。主要生產工序鐵水預處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1540°C，中間包的鋼水通過扁形的浸入式水口注入結晶器，結晶器為長漏斗形結晶器；鑄坯的拉速為4. 5m/ min，出結晶器的鑄坯厚度為85mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為950°C，板坯加熱溫度為1150°C，粗軋終止溫度控制在1050°C，精軋入口溫度控制在800°C，精軋終止溫度控制在 680°C，精軋最后一道次壓下量為18%。卷取溫度控制在640°C。實施例四產品規格為厚5. 5mm,寬1650mm的S50C熱軋板卷。其化學成分按照重量百分比為C :0. 51%，Si :0. 15%，Mn :0. 73%，P 0. 015%, S :0. 005%，余量!^e。主要生產工序鐵水預處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1520°C，中間包的鋼水通過扁形的浸入式水口注入結晶器，結晶器為長漏斗形結晶器；鑄坯的拉速為4. 3m/ min，出結晶器的鑄坯厚度為90mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為930°C，板坯加熱溫度為1120°C，粗軋終止溫度控制在1040°C，精軋入口溫度控制在830°C，精軋終止溫度控制在 7300C，精軋最后一道次壓下量為23%。卷取溫度控制在690°C。實施例五產品規格為厚7. Imm,寬1680mm的S50C熱軋板卷。其化學成分按照重量百分比為C :0. 50%，Si :0. 24%，Mn :0. 75%，P 0. 013%, S :0. 007%，余量!^e。主要生產工序鐵水預處理、冶煉、薄板坯連鑄、連鑄坯加熱、粗軋、精軋、卷取。其中，薄板坯連鑄工序鋼水通過鋼包底部的滑動水口注入中間包，中間包的鋼水溫度為1550°C，中間包的鋼水通過扁形的浸入式水口注入結晶器，結晶器為長漏斗形結晶器；鑄坯的拉速為4. Im/ min，出結晶器的鑄坯厚度為90mm。軋制工藝控制鑄坯入爐溫度為920°C，板坯加熱溫度為1050°C，粗軋終止溫度控制在960°C，精軋入口溫度控制在760°C，精軋終止溫度控制在 6500C，精軋最后一道次壓下量為22%。卷取溫度控制在550°C。
權利要求
1.一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產方法，采用薄板坯連鑄連軋生產線進行生產， 包括煉鐵工序、煉鋼工序和軋制工序，在軋鋼工序中，粗軋階段采用奧氏體再結晶軋制，精軋階段，采用形變誘導鐵素體軋制(DIFT)和溫軋變形相結合的工藝；其特征在于通過粗軋的奧氏體再結晶軋制，細化鑄態奧氏體晶粒，精軋的形變誘導鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過程中球化，使熱軋板的成品組織為鐵素體加粒狀珠光體組織。
2.根據權利要求1所述的一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產方法，其特征在于 粗軋終止溫度在960°C以上，低于該溫度奧氏體將不能發生完全再結晶，粗軋區溫度控制在 960 1150°C;粗軋出來的中間坯經水冷進入精軋機組，在精軋機組進行形變誘導鐵素體軋制和溫軋，形變誘導鐵素體軋制的溫度控制在760 850°C，累計壓下率大于50%，然后再通過水冷，使軋件的溫度降低到650 750°C進行溫軋，溫軋階段單道次壓下量大于15%，溫軋就是為了使碳化物改性；溫軋完成后，通過控制層流冷卻的冷速，使軋件溫度冷卻到550 700°C進行卷取，其后自然冷卻到室溫。
3.根據權利要求1或2所述的一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產方法，其特征在于軋制工序的工藝參數控制如下鑄坯在加熱爐中加熱到1050 1150°C后，進行粗軋和精軋，粗軋出來的中間坯經水冷進入精軋機組，在精軋機組進行形變誘導鐵素體軋制和溫軋，軋后冷卻速度控制在0. 1 250C /s。
全文摘要
本發明涉及一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產方法，屬熱軋板帶技術領域。技術方案是粗軋采用奧氏體軋制，精軋采用形變誘導鐵素體軋制和溫軋相結合的工藝，粗軋區溫度控制在960～1150℃，累計壓下率大于50%，粗軋出來的中間坯經水冷進入精軋機組，精軋機的開軋溫度為760～850℃，精軋機的終軋溫度為650～750℃，累計壓下率大于50%，軋后冷卻速度控制在0.1～25℃/s，卷取溫度控制在550～700℃。通過粗軋的奧氏體軋制，細化奧氏體晶粒，精軋的形變誘導鐵素體軋制和溫軋，使鐵素體超量析出，碳化物在變形過程中改性，提高鋼的塑性和韌性，達到免退火直接成型的目的，省去了冷成型前的球化退火工序。
文檔編號C21D8/02GK102417959SQ20111041159
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者馮運莉, 宋卓斐, 尹金枝, 張潤東, 梁精龍, 趙丹 申請人:河北聯合大學