CN104532150B

CN104532150B - 一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法

Info

Publication number: CN104532150B
Application number: CN201410809404.5A
Authority: CN
Inventors: 华蔚; 焦四海; 王笑波; 鲁岩; 刘晔; 李红斌
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: CN104532150A

Abstract

一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.60～1.20％，P≤0.030％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0040％，Al：0.010～0.080％，Ti≤0.060％，Ca：0.0010～0.0080％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％，及Nb 0.001～0.050％、Cr 0.01～0.50％、Mo 0.01～0.50％、Ni 0.01～0.50％、V 0.01～0.15％中的一种或几种，且满足0.15％≤(Cr/5+Mn/6+50B)≤0.45％，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率大于10％，夏比V型纵向冲击功可达50‑90J。本发明通过高温终轧、在线水冷、回火工艺过程，生产板厚6.0‑16.0mm钢板，再加工成直径达1700‑4500mm锯片片体，整个锯片片体截面硬度能够达到30‑40HRC，并且硬度值分布均匀。

Description

一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及锯片基体用钢，特别是涉及一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，该钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率为大于10％，洛氏硬度为30～40HRC，夏比V型纵向冲击功可达50-90J。

背景技术

金刚石圆锯片用钢，其切割对象是花岗岩、大理石等石材。由于金刚石锯片以高速旋转对石材进行切割，通常切割花岗石的线速度为25～40m/s，切割大理石的线速度为45～60m/s。具有一定振动频率的锯片，在切割过程中振动频率增加，会产生共振现象。这就要求锯片具有高的弹性极限和高的屈强比；其次，由于锯片的不平度，或是锯片安装不良，切割时产生侧压力使锯片反复弯曲，导致锯片刚度降低，或发生疲劳破坏，所以锯片还应具有高的刚度和疲劳强度；再者，在切割过程中，锯片要承受高速旋转产生的离心力，水槽部位承受循环的切割压力和冲击力，锯片还应具有一定的强韧性，为此，锯片必须通过调质处理来获得使用性能要求，由于锯片是在油中进行淬火，再回火处理，回火时间一般在12～14小时，这种调质热处理工艺在技术上有明显缺点，首先是生产工艺复杂、周期长、能耗高，其次是油淬造成的环境污染，如美国专利US4140524A，US5863358A，日本专利JP08013030A和欧洲专利EP0530175A2。中国专利CN1241645A，CN02116753.2，CN1212193A，ZL2005100283124等。

为此有必要研制强度、红硬性、韧性更好、环境友好型锯片用钢。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，该钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率为大于10％，洛氏硬度为30～40HRC，能够应用于直径达1700～4500mm锯片片体。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明以中高碳、锰、铬、硼为主添加元素，经电炉(转炉)-LF-VD(RH)冶炼后浇铸，通过高温终轧、在线水冷、回火工艺过程，生产板厚6.0-16.0mm钢板，再加工成直径达1700-4500mm锯片片体，整个锯片片体截面硬度能够达到30-40HRC，并且硬度值分布均匀。

具体的，本发明的经济型、超宽锯片钢，其成分重量百分比为：C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.60～1.20％，P≤0.030％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0040％，Al：0.010～0.080％，Ti≤0.060％，Ca：0.0010～0.0080％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％，及Nb 0.001～0.050％、Cr 0.01～0.50％、Mo 0.01～0.50％、Ni 0.01～0.50％、V 0.01～0.15％中的一种或几种，0.15％≤(Cr/5+Mn/6+50B)≤0.45％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明中主要基本元素作用有以下几个方面：

C，0.35-0.45％，是钢中最经济、最基本的强化元素，是保证淬火硬度和淬透性的重要元素。

Si，0.10-0.50％，适当硅含量可以帮助脱氧，并和钙铝一起形成硅酸盐，有助于改善切削加工性能。但太高的硅含量会增加钢的脆性。

Mn，0.60-1.20％，是保证淬火硬度和淬透性的重要元素。

Cr，0.01-0.50％，加入铬，主要是提高淬透性。由于铬是能够显著提高淬透性的合金元素，加入后能够改善淬透性，尤其是提高大直径锯片基体的淬透性。

Mo，0.01-0.50％，可以细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼可以提高回火稳定。

Ni，0.01-0.50％，镍可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。

Nb，0.001-0.050％，Nb的细化晶粒和析出强化作用，对提高材料强韧性贡献是极为显著的，是强烈的C、N化物的形成元素，强烈地抑制奥氏体晶粒长大。

V，0.01-0.15％，具有较高的析出强化作用。V主要是通过热处理后生成的细小VC、VN颗粒使钢强化，因此提高钢中C、N的含量以形成钒的氮化物或碳化物增加强化因素。

Ca，0.0010-0.0080％，钙处理可以控制夹杂物形态，浇铸过程中改善钢液的流动性。

N≤0.0080％，在钒微合金化钢中，适当的氮含量可以提高钢的红硬性。但过高的氮含量会损害钢的韧性，也会增加连铸坯的脆性，降低可制造性。

O≤0.0080％，H≤0.0004％，钢中过多的氮和氢对钢的性能尤其对焊接性、冲击韧性和抗裂性是十分不利的，降低钢板的质量及使用寿命，但控制过严会大幅增加生产成本。

B，0.0010～0.0040％，硼增加钢的淬透性但含量过高将导致热脆现象，影响钢的焊接性能及热加工性能，因此需要严格控制B含量。

Al，0.010-0.080％，适当铝含量可以帮助脱氧，并和钙、硅一起形成易于上浮的低熔点夹杂物，提高钢质纯净度。

Ti≤0.060％，钛是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒，提高钢的耐磨性。

P，≤0.030％和S，≤0.010％，尽量降低该两杂质元素含量，以降低偏析，提高钢质纯净度，并提高钢的韧性。

Cr、Mn和B，在满足各元素含量要求范围基础上，又需满足0.15％≤(Cr/5+Mn/6+50B)≤0.45％。Cr、Mn和B在本发明中是提高钢的淬透性的主要合金元素，但各元素的对钢的淬透性的影响效果不同，因此本发明成分设计中控制“Cr/5+Mn/6+50B”钢种淬透性的当量，通过此当量来控制各合金元素的含量和配比，得到影响本发明钢种的淬透性的最佳效果：既不会由于含量过低而降低钢的淬透性，又不会因含量过高而富裕量过大，甚至造成合金元素的浪费、降低钢的韧性、焊接性能等。

本发明的经济型、超宽锯片钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：

1)冶炼、铸造

按上述成分冶炼、连铸或模铸，模铸后需经初轧成钢坯，连铸坯或模铸后初轧坯采用缓冷；

2)轧制

连铸坯或初轧钢坯加热，加热温度1100℃～1250℃，，终轧温度850～950℃，轧后钢板采用水冷，开始冷却温度：780～850℃；停止冷却温度：250～450℃，冷却速度，30～70℃/s；如果停止冷却温度300±50℃，金相组织为马氏体；停止冷却温度400±50℃，金相组织为马氏体+少量屈氏体；

3)回火

回火温度为350～550℃，不同停止冷却温度的金相组织其回火后的组织也不同，停止冷却温度300±50℃的金相组织，350～550℃回火后组织为回火索氏体组织；停止冷却温度400±50℃的金相组织，350～550℃回火后组织为回火索氏体+屈氏体组织，回火硬度都为30～40HRC。

本发明的有益效果：

与以往专利相比，本发明钢成分设计简单，合理，主要以中高碳、锰、硼为主添加元素，降低了生产制造成本；在轧制过程中采用控轧控冷工艺，在充分细化显微组织的同时，采用在线水冷方式冷却，省去了离线淬火工艺，缩短了生产流程，提高生产效率，降低生产成本。为降低钢板的淬硬性，避免钢板开裂，停止冷却温度控制在250-500℃，通过离线回火可得到综合性能优异的回火索氏体组织，确保了直径达1700-4500mm锯片基体的淬透性和红硬性，也保证了锯片的韧性要求。本发明所涉及的锯片基体具有优异的强韧性匹配，有益于延长使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下实施例1-6的锯片钢和对比例1(CN1212193中实施例)锯片钢，其化学成分的重量百分比如表1所示。

实施例1-10的锯片钢和对比例1锯片钢的制造方法为：

将相应的冶炼原料依次按照如下步骤进行：冶炼→铸造→加热→轧制→淬火→回火。

实施例1-6和对比例1的具体工艺参数如表2所示。力学性能如表3-表5所示。

从表5可知，本发明实施例1-6的钢板力学性能优异，满足用户要求，且明显优于对比钢种1。

表3本发明钢的拉伸性能

表4本发明钢的淬火态硬度，HRC

	表面硬度	1/4厚硬度	1/2厚硬度
				实施例1	49.4/47.4/48.6	47.7/47.4/47.5	47.3/47.3/47.5
实施例2	48.9/48.1/47.3	48.3/48.0/47.2	48.0/48.1/47.3
				实施例3	48.5/48.2/47.2	48.0/47.5/48.1	47.8/48.0/48.1
实施例4	48.2/48.0/47.6	48.1/47.8/48.0	48.0/48.0/48.1
				实施例5	48.3/48.0/47.6	48.1/48.0/47.8	47.8/48.0/448.1
实施例6	48.1/47.9/47.7	48.0/47.8/47.8	48.1/47.9/47.9

表5本发明钢的淬火+回火态硬度，HRC

表6本发明钢的淬火+回火冲击韧性

Claims

1.一种经济型、超宽锯片钢，其成分重量百分比为：C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.60～1.20％，P≤0.030％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0040％，Al：0.010～0.080％，Ti≤0.060％，Ca：0.0010～0.0080％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％，及Nb 0.001～0.050％、Cr0.01～0.50％、Mo 0.01～0.50％、Ni 0.01～0.50％、V 0.01～0.15％中的一种或几种，0.15％≤(Cr/5+Mn/6+50B)≤0.45％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的经济型、超宽锯片钢，其特征是，该钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率为大于10％，洛氏硬度为30～40HRC。

3.如权利要求1所述的经济型、超宽锯片钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：

1)冶炼、铸造

按权利要求1所述成分冶炼、连铸或模铸，模铸后需经初轧成钢坯，连铸坯或模铸后初轧坯采用缓冷；

2)轧制

连铸坯或初轧钢坯加热，加热温度1100℃～1250℃，钢板终轧温度850～950℃，轧后钢板采用水冷，开始冷却温度：780～850℃；停止冷却温度：250～450℃，冷却速度，30～70℃/s；如果停止冷却温度300±50℃，金相组织为马氏体；停止冷却温度400±50℃，金相组织为马氏体+少量屈氏体；

3)回火

回火温度为350～550℃，不同停止冷却温度的金相组织其回火后的组织也不同，其中，停止冷却温度300±50℃的金相组织，350～550℃回火后组织为回火索氏体组织；停止冷却温度400±50℃的金相组织，350～550℃回火后组织为回火索氏体+屈氏体组织，回火硬度为30～40HRC。

4.如权利要求3所述的经济型、超宽锯片钢的制造方法制造的锯片钢，其屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率为大于10％，洛氏硬度为30～40HRC。