一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法技術

本發明專利技術屬于軋制技術領域，涉及一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法。將鋼坯在不高于1100℃溫度經過1.5～2小時加熱；精軋機組、mini機組采用不高于750℃的超低溫度軋制；吐絲溫度采用不高于750℃的超低溫度；使盤條在斯太爾摩控冷線上的冷卻速度不高于0.12℃/s。該工藝有效促進了先共析組織的析出，保證了過冷奧氏體在斯太爾摩控冷線上全部轉變完成，有效防止了貝氏體及馬氏體的轉變，同時獲得了鐵素體晶粒度應不低于12級細晶組織，使中碳CrMo鋼盤條在熱軋態就有良好的拉拔性能，可進行一次減面率不低于30％的冷拉拔，為下游用戶減少了一次球化退火的成本。

A controlled rolling and cooling method for medium carbon CrMo steel wire rod which can be directly drawn as hot rolled

【技術實現步驟摘要】
一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法
本專利技術屬于軋制
，涉及一種中碳CrMo鋼盤條的軋制及冷卻方法，具體是一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的生產工藝。進一步涉及一種消除中碳CrMo鋼盤條馬氏體及貝氏體組織的控軋控冷方法。
技術介紹
合金結構鋼是指用作機械零件和各種工程構件并含有一種或數種一定量的合金元素的鋼，常見的合金元素包括Cr、Mo、Mn、V、B、Si、Ti、Ni、Cu等。合金結構鋼由于具有合適的淬透性，經適宜的金屬熱處理后，顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體，因而具有較高的抗拉強度和屈強比，較高的韌性和疲勞強度，和較低的韌性－脆性轉變溫度，可用于制造截面尺寸較大的機器零件。合金元素的作用有以下三個方面：1、增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外，幾乎所有合金元素如Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中Mn、Mo、Cr、B的作用最強，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如V、Ti、Nb等，只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。2、影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩定性，即提高鋼的抗回火軟化能力，V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細小彌散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分較粗大的合金滲碳體，使鋼的強度不再下降反而升高，即出現二次硬化。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。3、影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體；Mo、V、Nb等碳化物形成元素，既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度；碳的強化作用最顯著。此外，加入這些合金元素，一般都細化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復雜，Ni改善鋼的韌性；Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感；降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用。合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼兩大類。1、調質結構鋼這類鋼的含碳量一般約為0.25％～0.55％，對于既定截面尺寸的結構件，在調質處理(淬火加回火)時，如果沿截面淬透，則力學性能良好，如果淬不透，顯微組織中出現有自由鐵素體，則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等，回火后應快冷。這類鋼的淬火臨界直徑，隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大。2、表面硬化結構鋼用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件，如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含碳量應低，一般在0.12～0.25％，同時還有適量的合金元素，以保證適宜的淬透性。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳或碳氮共滲鋼，經850～950℃滲碳或碳氮共滲后，淬火并在低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼經氮化處理(480～580℃)，直接使用，不再經淬火與回火處理。CrMo鋼作為合金結構鋼中的重要組成部分之一，屬于典型的調質結構鋼。CrMo鋼具有淬火性好、對回火脆性傾向少、高溫加工性好、熔接性好、沖擊的吸收性能好等優點，被廣泛應用于緊固件、工具、機械桿軸等產品的生產加工。為保證加工產品的強度和硬度，同時保持適當的塑性，CrMo鋼應用最為廣泛的是碳含量在0.30～0.45％之間的中碳系列。目前國內鋼廠在生產中碳CrMo鋼盤條時主要采用兩種工藝：一種是普通低溫控軋結合軋后常規緩冷，其控軋溫度多數在800～850℃，軋后則采用關閉斯太爾摩控冷線上保溫罩的常規緩冷方案(通常開啟前1個后2個保溫罩，其它關閉)。此種工藝條件下，斯太爾摩控冷線的保溫時間、最低冷卻速率無法滿足中碳CrMo鋼在控冷線內完全轉變，盤條離開控冷線時仍有一定比例的過冷奧氏體未轉變，隨后轉變為貝氏體或馬氏體，熱軋盤條獲得的顯微組織通常為鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體的混合組織，此種熱軋盤條無法直接進行拉拔加工，須先進性球化退火。另一種是常規軋制結合軋后先風冷后緩冷的方案，該方案可以使熱軋盤條獲得以珠光體和貝氏體為主的顯微組織，但是由于貝氏體塑性不佳的限制，熱軋盤條在拉拔過程中會存在拉拔斷裂、拉拔后表面產生橫向裂紋等問題，仍難以滿足不退火先拉拔的需求。如何使中碳CrMo鋼盤條在熱軋態就有良好的拉拔性能，能進行一次減面率不低于30％的冷拉拔，為下游用戶減少了一次球化退火的成本，這是一個急需解決的技術問題。因此，還需對中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷工藝作深入研究，進一步優化控軋控冷工藝，促進先共析組織的轉變，同時創造條件降低軋后的冷卻速率，在有效消除熱軋盤條貝氏體及馬氏體組織的同時，還能獲得了鐵素體晶粒度應不低于12級細晶組織。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法，采用該工藝方法可有效消除熱軋盤條顯微組織中的貝氏體和馬氏體，同時獲得了鐵素體晶粒度應不低于12級細晶組織，使中碳CrMo鋼盤條在熱軋態就有良好的拉拔性能，為下游用戶減少了一次球化退火的成本，也減少了能源消耗和環境污染。一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法，工藝包括：加熱爐加熱、精軋機組軋制、mini機組軋制、吐絲、斯太爾摩控冷線緩冷，步驟如下：(1)鋼坯通過加熱爐加熱，在不高于1100℃溫度加熱1.5～2小時；進一步，優選的加熱溫度在1000～1100℃；(2)軋件進入精軋機組軋制，精軋機組軋制溫度不高于750℃；進一步，優選的軋制溫度在720～750℃；(3)精軋機組軋制后的軋件進入mini機組軋制成盤條成品規格，mini機組軋制溫度不高于750℃，終軋溫度不高于800℃；進一步，優選的軋制溫度在720～750℃，終軋溫度770～800℃；(4)終軋后盤條通過吐絲機成圈，吐絲溫度不高于750℃；進一步，優選的吐絲溫度在730～750℃；(5)吐絲成圈后在斯太爾摩控冷線上控制冷卻，控冷線上所有保溫罩關閉，保溫罩之間的縫隙用隔溫材料密封，使盤條在控冷線上的冷卻速度不高于0.12℃/s；進一步，優選的的冷卻方式為：所述冷卻速度為0.10～0.12℃/s，保溫時間25～30分鐘，冷卻至520℃以下空冷。所述盤條化學成分按照質量百分數計為C：0.33～0.38％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.60～0.90％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.90～1.20，Ni≤0.25％，Cu≤0.30％，Mo：0.15～0.35％，Al：0.020～0.040％，其余為鐵和不可避免的雜質。下面對本專利技術的主要工藝控制過程，對消除中碳CrMo鋼盤條馬氏體及貝氏體組織的影響做詳細敘述。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法，其特征在于，加熱爐加熱、精軋機組軋制、mini機組軋制、吐絲、斯太爾摩控冷線緩冷，步驟如下：/n(1)鋼坯通過加熱爐加熱，在不高于1100℃溫度加熱；/n(2)進入精軋機組軋制，精軋機組入口溫度不高于750℃；/n(3)精軋機組軋制后的軋件進入mini機組軋制成盤條成品規格，mini機組入口溫度不高于750℃，終軋溫度不高于800℃；/n(4)終軋后盤條通過吐絲機成圈，吐絲溫度不高于750℃；/n(5)吐絲成圈后在斯太爾摩控冷線上控制冷卻，使盤條在控冷線上的冷卻速度不高于0.12℃/s。/n

【技術特征摘要】
1.一種熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法，其特征在于，加熱爐加熱、精軋機組軋制、mini機組軋制、吐絲、斯太爾摩控冷線緩冷，步驟如下：
(1)鋼坯通過加熱爐加熱，在不高于1100℃溫度加熱；
(2)進入精軋機組軋制，精軋機組入口溫度不高于750℃；
(3)精軋機組軋制后的軋件進入mini機組軋制成盤條成品規格，mini機組入口溫度不高于750℃，終軋溫度不高于800℃；
(4)終軋后盤條通過吐絲機成圈，吐絲溫度不高于750℃；
(5)吐絲成圈后在斯太爾摩控冷線上控制冷卻，使盤條在控冷線上的冷卻速度不高于0.12℃/s。


2.根據權利要求1所述的熱軋態可直接進行拉拔加工的中碳CrMo鋼盤條的控軋控冷方法，其特征在于：所述盤條化學成分按照質量百分數計為C：0.33～0.38％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.60～0.90％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.90～1.20，Ni≤0.25％，Cu≤0.30％，Mo：0.15～0.35％，Al：0....

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇振偉，張盛華，周淼，屠興壙，高協清，左錦中，
申請(專利權)人：中天鋼鐵集團有限公司，常州中天特鋼有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32