CN112226594B - 一种减少50CrV异常组织的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减少50CrV异常组织的生产方法，属于钢铁生产制造技术领域。本发明在吐丝冷却过程中，将吐丝温度范围设置为895±15℃，且设置斯太尔摩线上冷却辊道的速度满足条件：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s和7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s，保证相变发生在罩内，提高50CrV的力学性能均匀性和断面收缩率，无异常低面缩现象，生产的50CrV不含有异常组织，适合拉拔。

Description

一种减少50CrV异常组织的生产方法
技术领域
本发明属于钢铁生产制造技术领域，具体涉及一种减少50CrV异常组织的生产方法。
背景技术
50CrV具有良好的力学性能和工艺性能，淬透性较高，加入钒使钢的晶粒细化，降低过热敏感性，提高了强度和韧性，具有高的疲劳强度，屈服比也较高；可用于重载模具弹簧，塑胶模、压铸模的整体淬火顶杆用钢。图1为现有技术生产的小规格50CrV，其芯部含有马氏体、贝氏体等异常组织，且存在拉拔断、增加退火成本的情况。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种减少50CrV异常组织的生产方法，生产的50CrV不含有异常组织，适合拉拔。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种减少50CrV异常组织的生产方法，包括如下步骤：
步骤(1)，钢坯加热：钢坯进入三段加热炉进行加热，钢坯的在炉时间为120min-165min，出炉钢坯的温度为1040℃-1080℃；
步骤(2)，钢坯轧制：出炉钢坯经过粗轧、中轧、预精轧、精轧和减定径工艺进行轧制；
步骤(3)，吐丝冷却：轧制后的钢坯吐丝形成盘条，盘条进入斯太尔摩线，关闭所有保温罩进行冷却；吐丝温度范围设置为895±15℃，斯太尔摩线上冷却辊道的速度满足如下条件：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s、7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s。
进一步的技术方案，所述三段加热炉设置有预热段、加热段和均热段；所述预热段的温度范围是840±50℃，所述加热段的温度范围是980±30℃，所述均热段的温度范围是1060±20℃。
进一步的技术方案，所述钢坯轧制的开轧的温度范围是980±20℃，所述精轧的温度范围是920±30℃，所述减定径的温度范围是930±15℃。
进一步的技术方案，冷却过程中，通过安排轧制钢种的生产顺序，提高辊道温度。
进一步的技术方案，所述钢坯的断面为160cm×160cm。
进一步的技术方案，所述生产方法适用于规格范围在Φ5.5～9.0mm内的50CrV。
本发明的有益效果为：本发明设定了合理的吐丝温度，减少了冷却辊道温度对盘条降温的影响，保证盘条在相变点前入罩，提高冷却辊道生产状况下工艺的普适性；本发明还将斯太尔摩线上冷却辊道的速度设置为：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s、7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s，从而增加盘条位于保温罩内的时间，确保相变发生在罩内，提高50CrV的力学性能均匀性和断面收缩率，无异常低面缩现象；本发明生产的50CrV，常规金相检测结果表明无马氏体等异常组织的出现。
附图说明
图1为50CrV的异常组织图；
图2为本发明方法生产的50CrV组织图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
一种减少50CrV异常组织的生产方法，具体包括如下步骤：
步骤(1)，钢坯加热：断面为160cm×160cm的钢坯进入三段加热炉进行加热，钢坯的在炉时间为120min-165min，三段加热炉设置有预热段、加热段和均热段，预热段的温度范围为840±50℃、加热段的温度范围为980±30℃、均热段的温度范围为1060±20℃，出炉钢坯的温度为1040℃-1080℃；
步骤(2)，钢坯轧制：出炉钢坯经过6道粗轧、6道中轧、6道预精轧、8道精轧和4道减定径工艺进行轧制；其中开轧的温度范围为980±20℃，精轧的温度范围为920±30℃，减定径的温度范围为930±15℃；
步骤(3)，吐丝冷却：轧制后的钢坯吐丝形成盘条，盘条进入斯太尔摩线，关闭所有保温罩进行冷却；吐丝温度范围为895±15℃，减少冷却辊道温度对盘条降温的影响，控制入罩温度；同时保证斯太尔摩线上冷却辊道的速度满足如下条件：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s，7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s，增加盘条位于保温罩内的时间，确保相变发生在罩内，从而降低盘条的出罩温度；在冷却过程中，如果需要提高辊道温度，可以根据实际生产的需要，安排轧制钢种的生产顺序，例如：生产前轧制缓冷钢。
本发明的一种减少50CrV异常组织的生产方法适用的规格范围为Φ5.5～9.0mm。
实施例
本实施例采用三种规格的50CrV，进行了四次试验：6月19日轧制试验了20吨Φ9mm的50CrV(X61906103001)，6月20日轧制试验了20吨Φ8mm(X61906108001)和20吨Φ7mm(X61906114001)的50CrV，7月8日轧制试验了20吨Φ9mm的50CrV(X61907030001和X61907030002)。
(1)加热及轧制
四次试验的加热炉及轧线温度控制如表1所示。
表1四次试验的加热炉及轧线温度控制
Figure BDA0002731203790000031
(2)斯太尔摩冷却
结合表2的测温数据，上冷床时的最高温度均为900℃以上。虽然6月20日Φ8mm和7月8日Φ9mm的50CrV轧制前生产的是72B(-S)这类风冷的高碳钢，对辊道降温作用明显，但本发明的吐丝温度设置基本可以满足罩内发生相变的目标，提高冷却辊道生产状况下工艺的普适性。同时，轧制前生产缓冷的51B20批50CrV(6月19日的Φ9mm)盘条出罩时的温度均匀性较好(搭接点温度较高)。
表2四次试验的斯太尔摩温度
Figure BDA0002731203790000032
(3)PF线冷却
据记载，50CrV珠光体转变温度约为620～670℃，贝氏体转变温度约为370～525℃，马氏体转变温度在330℃以下。本实施例测得的出罩温度均在720℃以下，冷速在0.68℃/s以下，基本可以满足罩内发生相变的工艺设计要求。
本实施例测量了6月19日Φ9mm和6月20日Φ8mm的50CrV的PF线上温降情况，如表3和表4所示。从热检到理头位置历时30min，这30min是50CrV降温速度最快的阶段，到理头位置温度基本在300℃以下；因此重点研究分析该阶段盘条降温情况，测得该阶段6月19日Φ9mm和6月20日Φ8mm的50CrV盘条冷速分别为0.17～0.29℃/s和0.19～0.33℃/s。
表3 6月19日Φ9mm的50CrV的PF线温度
时间 测温位置 搭接点-外 搭接点-内 非搭接点-外 非搭接点-内
22:15 热检 740 720 418 547
22:25 热检后 649 541 321 467
22:35 热检后 407 340 207 326
22:45 理头 303 215 125 212
23:15 打包前 148 73 57 75
表4 6月20日Φ8mm的50CrV的PF线温度
Figure BDA0002731203790000041
(4)性能检测
①常规性能
常规力学、金相、夹杂检测结果如表5～7所示。由表5可知常规力学检验结果为：抗拉强度为875～1105MPa，平均973MPa；断面收缩率为42～65％，平均51％。表6的常规金相检测结果表明：参见图2，本发明方法生产的50CrV无马氏体等异常组织出现，为均匀的索氏体，适合拉拔。
表5常规力学检验结果
Figure BDA0002731203790000042
表6常规金相检测结果
Figure BDA0002731203790000051
②加密取样性能
本实施例轧制的同圈力学结果如表7所示，整体力学性能及其平均值如表8所示。
表7四次试验的同圈力学结果
Figure BDA0002731203790000052
Figure BDA0002731203790000061
表8四次试验的同圈力学与罩内冷速的关系
Figure BDA0002731203790000071
本发明将冷却辊道的速度设置为：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s，7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s，使得在罩内时间增至532s，较原工艺延长了45％。X61906103001批次Φ9mm规格的50CrV与相同规格、相同吐丝温度、相同冷床热辊子的50CrV的同圈力学相比，通过延长罩内时间，力学性能均匀性得到了较大提高，面缩平均值提高了4％；且试验没有出现面缩异常值，所有面缩值均大于35％，如表7所示。
本次试验验证了固化高温吐丝工艺的必要性。如表8，生产前若轧制缓冷钢，盘条的力学性能则显著地优于生产风冷钢后接触冷辊道的50CrV，罩内冷速明显低于后者、出罩温度明显高于后者。对于轧制前生产风冷钢的批次，即使使用高温吐丝工艺，面缩也已接近设置的临界异常值35％。因此高温吐丝工艺提高了工艺的普适性，降低斯太尔摩辊道温度对50CrV性能的影响。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)，钢坯加热：钢坯进入三段加热炉进行加热，钢坯的在炉时间为120min-165min，出炉钢坯的温度为1040℃-1080℃；
步骤(2)，钢坯轧制：出炉钢坯经过粗轧、中轧、预精轧、精轧和减定径工艺进行轧制；
步骤(3)，吐丝冷却：轧制后的钢坯吐丝形成盘条，盘条进入斯太尔摩线，关闭所有保温罩进行冷却；吐丝温度范围设置为889-910℃，斯太尔摩线上冷却辊道的速度满足如下条件：入口段及1#～6#辊道速度均小于等于0.16m/s、7#～11#及出口段辊道速度均小于等于0.20m/s。
2.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述三段加热炉设置有预热段、加热段和均热段。
3.根据权利要求2所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述预热段的温度范围是840±50℃，所述加热段的温度范围是980±30℃，所述均热段的温度范围是1060±20℃。
4.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述钢坯轧制的开轧的温度范围是980±20℃。
5.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述精轧的温度范围是920±30℃。
6.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述减定径的温度范围是930±15℃。
7.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，冷却过程中，通过安排轧制钢种的生产顺序，提高辊道温度。
8.根据权利要求1所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述钢坯加热的钢坯的断面为160cm×160cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的减少50CrV异常组织的生产方法，其特征在于，所述生产方法适用于规格范围在Φ5.5～9.0mm内的50CrV。
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