CN107299208A - 轴件用合金结构钢的轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴件用合金结构钢的轧制方法，包括加热过程、轧制过程，加热过程中，在轧制前利用加热炉对小方坯进行加热，加热炉分为包括预热段、加热段、均热段，预热段温度：800～900℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度：1150～1250℃，出炉温度：1050～1150℃；轧制过程中，开轧温度大于1020℃，终轧温度大于970℃，缓冷温度大于500℃。本发明可以防止合金结构钢在轧制过程中开裂，适合大生产操作，并且其产品具有表面质量好、力学性能好的特点。

Description

轴件用合金结构钢的轧制方法
技术领域
本发明涉及一种金属材料技术，具体说，涉及一种轴件用合金结构钢的轧制方法。
背景技术
目前,随着国民经济的发展，汽车需求量日益增长，促进了汽车工业的迅猛发展，拉动了汽车专用钢的快速发展。
在生产汽车曲轴等结构件的过程中，需要用大量的CrMo系列合金结构钢。CrMo系列合金结构钢主要用于制作机车牵引用大齿轮、增压器传动齿轮、后轴等各种机械的重要部件，要求其具有很高的力学性能，对加工材料的质量要求也在不断提高。
CrMo系列合金结构钢在轧制温度过低时，会使得圆钢塑性显著降低，轧制时容易产生裂纹，影响用户的后续加工。因此，制定合理的加热工艺、轧制工艺对抑制圆钢表面开裂有着重要的作用与意义。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种轴件用合金结构钢的轧制方法，可以防止合金结构钢在轧制过程中开裂，适合大生产操作，并且其产品具有表面质量好、力学性能好的特点。
技术方案如下：
一种轴件用合金结构钢的轧制方法，包括加热过程、轧制过程，加热过程中，在轧制前利用加热炉对小方坯进行加热，加热炉分为包括预热段、加热段、均热段，预热段温度：800～900℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度：1150～1250℃，出炉温度：1050～1150℃；轧制过程中，开轧温度大于1020℃，终轧温度大于970℃，缓冷温度大于500℃。
进一步：采用小方坯轧制圆钢，为了保证压缩比，圆钢的直径小于60mm。
进一步，热轧圆钢的化学成分包括：C 0.38～0.45％，Si 0.17～0.37％，Mn 0.50～0.80％，P≤0.025％，S≤0.020％，Mo 0.15～0.25％，Cr 0.90～1.20％，Ni≤0.30％，Cu≤0.25％，其它为Fe和不可避免的杂质。
进一步：预热段温度为805～857℃，加热段温度为1165～1195℃，均热段温度为1129～1165℃。
进一步：出炉温度为1050～1120℃，开轧温度为1022～1057℃，终轧温度为970～1004℃，缓冷的入坑温度为502～534℃。
进一步：缓冷后的力学性能满足：抗拉强度≥1080MPa，屈服强度≥930MPa，断后伸长率≥12％，断面收缩率≥45％。
进一步：加热前还包括脱硫铁水的转炉冶炼步骤，转炉冶炼后得到的小方坯的质量百分比化学成分包括：C 0.40～0.42％，Si 0.23～0.26％，Mn 0.59～0.66％，P 0.009～0.017％，S 0.002～0.011％，Cr 0.93～1.00％，Mo 0.159～0.173％。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
1、本发明可以防止合金结构钢在轧制过程中开裂，克服了影响其表面质量等问题，适合大生产操作，并且其产品具有表面质量好、力学性能好的特点。通过在轧后增加缓冷工艺，有效的防止了圆钢表面裂纹的产生，提高了圆钢的表面质量，满足客户的使用要求。
2、本发明采用新工艺生产轴件用合金结构钢，具有生产周期较短、生产成本较低、经济效益较好等特点。采用小方坯工艺轧制生产轴件用合金结构钢，相比原有的大方坯工艺，减少二火成材的开坯工艺，降低了成本。
3、本发明已完成工业试生产，目前市场价格3500元/吨，而且华东、华中等市场需求量较大，预计年经济效益100万元以上。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
轴件用合金结构钢的轧制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：脱硫铁水的转炉冶炼；
小方坯的化学成分结果如表1所示。
表1 成品成分(％)
C Si Mn P S Cr Mo
最小值 0.40 0.23 0.59 0.009 0.002 0.93 0.159
最大值 0.42 0.26 0.66 0.017 0.011 1.00 0.173
平均值 0.42 0.25 0.62 0.012 0.004 0.982 0.168
步骤2：加热工艺；
在轧制前利用加热炉对小方坯进行加热，加热炉分为包括预热段、加热段、均热段，预热段温度：800～900℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度：1150～1250℃，出炉温度控制在1050～1150℃；
采用小方坯轧制圆钢，为了保证压缩比，轧制规格必须在Φ60mm以下。
本发明中，热轧圆钢的化学成分如下：C:0.38～0.45％、Si:0.17～0.37％、Mn:0.50～0.80％、P≤0.025％、S≤0.020％、Mo:0.15～0.25％、Cr:0.90～1.20％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％，其它为Fe和不可避免的杂质。
生产过程中的加热温度见表2。
表2加热炉温度控制
预热段/℃ 加热段/℃ 均热段/℃
最小值 805 1137 1157
最大值 857 1195 1129
平均值 824 1165 1165
步骤3：轧制工艺；
开轧温度控制在1000℃以上，终轧温度在950℃以上，圆钢入缓冷坑的缓冷温度控制500℃以上，防止冷却过快，圆钢表面产生裂纹，影响用户的后续加工使用。
表3轧制温度控制
出炉温度/℃ 开轧温度/℃ 终轧温度/℃ 入坑温度/℃
最小值 1050 1022 970 502
最大值 1120 1057 1004 534
平均值 1088 1043 989 510
缓冷后的力学性能满足：抗拉强度≥1080MPa，屈服强度≥930MPa，断后伸长率≥12％，断面收缩率≥45％。具体力学性能见表4
表4力学性能
Rm/MPa Rel/MPa A％ Z％
最小值 1083 960 12.5 51
最大值 1209 1155 16.5 59
平均值 1142 1009 14.5 55
经成品圆钢的热酸低倍检验，没有发现表面裂纹、折叠、结疤，有效地防止了圆钢表面裂纹的产生，保证了圆钢的表面质量。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种轴件用合金结构钢的轧制方法，包括加热过程、轧制过程，其特征在于：加热过程中，在轧制前利用加热炉对小方坯进行加热，加热炉分为包括预热段、加热段、均热段，预热段温度：800～900℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度：1150～1250℃，出炉温度：1050～1150℃；轧制过程中，开轧温度大于1020℃，终轧温度大于970℃，缓冷温度大于500℃。
2.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于：采用小方坯轧制圆钢，为了保证压缩比，圆钢的直径小于60mm。
3.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于，热轧圆钢的质量百分比化学成分包括：C 0.38～0.45％，Si 0.17～0.37％，Mn 0.50～0.80％，P≤0.025％，S≤0.020％，Mo 0.15～0.25％，Cr 0.90～1.20％，Ni≤0.30％，Cu≤0.25％，其它为Fe和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于：预热段温度为805～857℃，加热段温度为1165～1195℃，均热段温度为1129～1165℃。
5.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于：出炉温度为1050～1120℃，开轧温度为1022～1057℃，终轧温度为970～1004℃，缓冷的入坑温度为502～534℃。
6.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于：缓冷后的力学性能满足：抗拉强度≥1080MPa，屈服强度≥930MPa，断后伸长率≥12％，断面收缩率≥45％。
7.如权利要求1所述轴件用合金结构钢的轧制方法，其特征在于：加热前还包括脱硫铁水的转炉冶炼步骤，转炉冶炼后得到的小方坯的质量百分比化学成分包括：C 0.40～0.42％，Si 0.23～0.26％，Mn 0.59～0.66％，P 0.009～0.017％，S 0.002～0.011％，Cr0.93～1.00％，Mo 0.159～0.173％。
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