CN113481427B - 一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 - Google Patents
一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113481427B CN113481427B CN202110394737.6A CN202110394737A CN113481427B CN 113481427 B CN113481427 B CN 113481427B CN 202110394737 A CN202110394737 A CN 202110394737A CN 113481427 B CN113481427 B CN 113481427B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equal
- steel
- less
- percent
- continuous casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/009—Pearlite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材,所述棒材以Fe为基础元素,化学成分重量百分数为C:0.39~0.43%,Si:1.30~1.50%,Mn:0.65~0.80%,P≤0.013%,S≤0.005%,Cr:0.75~0.90%,B:0.0015~0.0035%,O≤0.0015%,H≤0.00015%,N≤0.0070%,Cu≤0.25%,Ni≤0.20%,及不可避免的杂质元素。通过控制冶炼、低温浇注、高温轧制或锻制、合理冷却及退火工艺过程实现,钢材最终得到铁素体+珠光体组织。钢材热处理后的力学性能:Rm≥1000MPa,Rp0.2≥850MPa,A≥12%,Z≥45%,Aku≥50J,HBW≥300,满足冷镦模具用材料的高强韧性及耐磨性使用要求。
Description
技术领域
本发明属于连铸坯生产锻、轧制棒材的技术领域,涉及连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的方法。
背景技术
冷镦模块工作上的特点要求模具材料有较高的强度、韧性和耐磨性,在剧烈的冲击载荷作用下其凹模表面承受很高的压应力,热处理后表面必须具有很高的硬度,而心部必须具有良好的韧性,这样,表面一定的压应力可以抵消冷镦过程中承受的应力以满足模具材料使用特性要求。
目前中碳低合金CrMnSiB系冷镦模块用钢棒材均采用模铸钢锭-锻造开坯或成材工艺生产,因为模铸-锻制冶金生产方式更适用于较高合金元素配比及钢的内部组织致密性、力学性能要求较高的模具用钢材。而连铸与模铸相比钢水浇铸方式及钢的凝固原理不同,生产合金含量较高的中碳CrMnSiB系钢需克服连铸坯内部组织致密性差、偏析重的缺点,以满足锻、轧制冷镦模具材料使用中的高强韧性要求。但模铸方式浇注生产的钢锭每支均需要切除冒口及锭尾,经锻制后开坯或直接成材工艺生产的钢材综合成材率80%左右。而连铸方式生产铸坯数炉钢一个浇次,铸坯成坯率高,锻、轧制后钢材综合成材率分别达90%、95%以上,具有生产效率高、成本低特点。因此提高连铸坯内部质量,控制铸坯锻、轧制生产工艺,以连铸坯代替模铸锭锻、轧制生产冷镦模具用钢是较好的冶金发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法,通过提高中碳低合金CrMnSiB系钢Φ600mm2、390×510mm2连铸圆、方坯内部质量,采用合理的锻、轧制生产工艺,以连铸坯代替模铸锭生产Φ250-350mm规格锻制圆钢及Φ≥20-<250mm规格轧制圆钢,内部质量满足SEP1921标准的D/d级别超声波探伤要求,力学性能满足冷镦模具材料使用上的强韧性及耐磨性等要求。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材,所述棒材以Fe为基础元素,化学成分重量百分数为C:0.39~0.43%,Si:1.30~1.50%,Mn:0.65~0.80%,P≤0.013%,S≤0.005%,Cr:0.75~0.90%,B:0.0015~0.0035%,O≤0.0015%,H≤0.00015%,N≤0.0070%,Cu≤0.25%,Ni≤0.20%,及不可避免的杂质元素。
本发明采用Φ600mm2、390×510mm2尺寸的连铸圆、方坯代替模铸钢锭锻造或轧制生产钢棒,其中Φ250-350mm规格钢棒用连铸坯锻制生产,Φ≥20-<250mm规格钢棒用连铸坯轧制生产,锻、轧制钢棒的内部质量满足SEP 1921标准的D/d级别超声波探伤要求,力学性能满足冷镦模具材料使用上的强韧性及耐磨性要求。
以下对本发明中所含各组分的作用及用量选择作具体说明如下:
C:碳是确保钢棒耐磨性的必须元素,提高钢中的C元素含量将会增加它的马氏体转变能力,从而提高钢的强度和硬度,进而提高耐磨性。但C含量太高,将降低材料的韧性,且过高的C含量也会导致大规格圆钢严重的中心C偏析从而影响钢棒的芯部韧性,本发明优选C为0.39~0.43%。
Si:硅以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,提高Si元素含量会增加铁素体和奥氏体硬度和强度,显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比,并提高钢的疲劳强度和耐磨性能。但若Si含量过高,会恶化钢材的塑性和韧性,且易使钢中形成严重的带状组织,造成横向性能变差。因此,本发明中的钢材Si含量范围设定为1.30~1.50%。
Mn:锰是提高钢的淬透性元素,并起到固溶强化作用以弥补钢中因碳含量降低引起的强度和硬度损失,添加一定量的Mn元素对确保材料力学性能非常重要。但Mn对钢的过热性敏感,Mn含量过高,有使钢晶粒粗化并增加回火脆性敏感性倾向,且较高的Mn容易使大规格铸坯产生严重的中心偏析及裂纹,降低钢棒芯部韧性。综上,本发明中的钢材Mn含量范围设定为0.65~0.80%。
Cr:铬能够提高淬透性,增加回火稳定性,它能够细化珠光体片层间距,有利于提高细片状珠光体组织的形成比例及显微组织均匀性,从而有效改善材料的强度、硬度及疲劳性能,Cr也能提高钢的抗氧化和耐腐蚀性能。但加入过量则降低钢材的韧性,为此本发明中的钢材Cr含量范围设定为0.75~0.90%。
B:硼是提高钢材淬透性最为显著的元素,加入微量的B可以抑制铁素体在奥氏体晶界上的形核而显著提高钢的淬透性,同时对其它性能无明显影响。B作为贵重元素Mo、Ni等重要作用的替代品可以改善钢的直径方向显微组织均匀性。但含量过高会促进脆性颗粒Fe23(C,B)6或FeB的形成,因此本发明中的钢材B含量范围设定为0.0015~0.0035%。
S、P:硫、磷为钢中的有害杂质元素,易形成偏析、夹杂等缺陷。P溶于铁素体使晶粒扭曲、粗大,且增加冷脆性;S使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性。作为杂质元素应尽量减少其含量,因此本发明中的钢材设定为:P元素含量≤0.013%,S元素含量≤0.005%。
Ni:镍是提高钢的淬透性并可以显著改善低温韧性的元素,对冲击韧性和韧脆转变温度具有良好的作用。另外,Ni也是贵重金属,添加含量会增加成本,本发明Ni是以残余元素形式存在的,其含量设定为≤0.20%。
Cu:铜可提高钢材的淬透性和耐腐蚀性能,降低钢材的氢致裂纹敏感性。但过高的Cu含量易产生铜脆现象,恶化钢材的表面性能,本发明Cu是以残余元素形式存在的,其含量设定为≤0.25%。
N:氮元素为钢中的杂质元素,易与钢中的杂质Ti元素形成TiN夹杂物,对钢的韧性有害,降低钢的韧性,本发明设定N含量为≤0.0070%。
O:氧含量的降低对提高钢的疲劳寿命显著有利,本发明设定O含量为≤0.0015%。
H:氢是钢中最有害的元素,它是产生钢中白点的罪魁祸首,本发明设定H含量为≤0.00015%。
本发明所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,通过控制冶炼、低温浇注、高温轧制或锻制、合理冷却及退火工艺过程实现,钢材最终得到铁素体+珠光体组织。
上述棒材的制造方法具体包括以下步骤:
1)钢水冶炼:铁水先进行KR预处理,经BOF转炉初炼、LF精炼及RH真空脱气处理,炼钢过程采用高性能精炼合成渣,控制钢材各类夹杂物的数量及形态,同时去除有害夹杂,特别是外来大颗粒夹杂物。钢包保持长时间的夹杂物去除过程,使非金属夹杂物充分上浮,保证了外来大颗粒夹杂物的去除。选择专用的精炼渣和中间包保护渣更好地吸附夹杂物,冶炼出符合钢的化学成分要求钢水,同时内部控制最终按P≤0.010%、S≤0.003%、H≤1.0ppm、O≤12ppm、N≤50ppm的低杂质元素、低气体含量要求出钢。
2)连铸:采用氩气保护,结晶器M-EMS和末端F-EMS复合电磁搅拌及轻压下先进装备工序,二冷区的冷却水量控制≤0.25L/Kg并低拉速浇注,为了保证铸坯内部质量,浇注时严格控制过热度20-35℃,减少柱状晶、扩大等轴晶控制材料的晶界偏析,防止柱状晶发达从而细化晶粒,降低钢结晶过程中偏析程度,充分保证铸坯内在组织均匀致密性。Φ600mm2圆形及390×510mm2形连铸坯下线后表面及两端盖石棉保温,≥600℃高温下线入热周转的缓冷坑,在保温坑中保持≥60h,出坑后及时锻造、轧制;连铸坯低倍组织:按YB/T153标准附录A评级满足:中心疏松≤1.5级、中心裂纹≤1.0级、缩孔≤1.0级,严禁有中间裂纹、皮下裂纹、白点、翻皮等缺陷。
3)锻制:将铸坯加热,其升温速度按≤80℃/h控制,铸坯加热温度控制1230-1260℃,到温后保温时间控制5小时以上,以保证铸坯均匀透烧,使钢中的合金元素充分固溶,发挥其强韧化作用,以保证产品热处理后的使用性能。始锻温度高于1130℃,终锻温度不低于870℃,连铸坯出炉后采用1600T或2000T液压机双工位自由锻造,锻造过程中及时去氧化皮,初锻开坯尺寸500-520mm方钢,采用30-40mm小压下量拔方,防止出现初锻坯表面裂纹;中间开坯380-400mm方钢,采用70-80mm大压下量拔方,使锻压力渗透到铸坯芯部,以保证铸坯芯部疏松、缩孔、中心裂纹缺陷被充分弥合,从而保证大规格钢棒内部组织致密均匀,从而使钢材满足使用上的力学性能要求,随后继续拔方并倒外圆,锻造至Φ365mm钢棒,经粗车至Φ350mm成品棒材尺寸;锻材下线后≥700℃高温沙埋缓冷,待温度降至200℃以下后出沙空冷;铸坯经锻制后钢的内部组织均匀、致密,按GB/T226标准附录A评级棒材低倍组织满足:一般疏松、中心疏松及偏析均≤1.0级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;内部质量满足SEP1921标准D/d级别的超声波探伤要求。
4)轧制:将铸坯入步进式加热炉加热,升温速度按≤100℃/h控制,铸坯缓慢加热至1230-1260℃,到温后保温时间控制4小时以上,以保证铸坯均匀透烧,出加热炉铸坯先经高压水除鳞处理去氧化皮,再采用连续式轧机进行粗轧-精轧,粗轧阶段1130-1160℃温度开轧,前两道次总压缩率≥30%,采用强压下轧制,其中单道次压下率17%以上,总压缩率≥50%;精轧阶段的精轧温度≥980℃,终轧温度不低于870℃,钢的总压缩率≥100%,轧材下线后≥600℃入缓冷坑保温,待温度降至200℃以下后出坑空冷;轧制棒材按GB/T226标准附录A评级低倍组织满足:一般疏松、中心疏松及偏析均≤1.5级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;内部质量满足SEP1921标准D/d级别的超声波探伤要求。
5)退火处理:锻、轧制棒材及时退火,退火温度700±20℃,分棒材规格控制退火保温时间为每毫米直径棒材保温2-2.5分钟,随炉冷却至300℃以下温度出炉,空冷至室温。
6)检验:每支棒材切掉头、尾部,逐支按SEP1921标准的D/d级别超声波探伤检验合格;按批次棒材进行GB/T226标准附录A评级低倍组织满足:一般疏松、中心疏松及偏析均≤1.5级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;按批次进行力学性能检验,力学性能满足冷镦模具材料高强韧性及耐磨性使用要求。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1)采用“KR-BOF-LF-RH-CCM”冶炼及连铸工艺生产,自动化和机械化程度高,改善了工作条件,提高了生产效率。
2)采用结晶器M-EMS和末端F-EMS复合电磁搅拌技术,提高连铸坯内部质量,通过控制铸坯锻、轧制加热工艺和锻、轧制加工工艺,生产出内部质量较好的中碳Cr、Mn、Si、B系冷镦模具用不同规格锻、轧棒材,以连铸坯代替模铸钢锭锻、轧制生产,显著提高了成材率及生产效率,且生产成本优势明显。
3)锻、轧制加工棒材经850-870℃淬火、水冷+500-600℃回火、水冷,棒材室温纵向力学性能保证:Rm≥1000MPa,Rp0.2≥860MPa,A5≥12%,Z≥45%,Aku≥50J,HBW≥300;热处理后钢材显微组织为回火索氏体,实际晶粒度≥9.0级。
附图说明
图1为本发明实施例1连铸坯生产的Φ350mm规格锻制圆钢低倍组织;
图2为本发明实施例2连铸坯生产的Φ182mm规格轧制圆钢低倍组织。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
中碳低合金CrMnSiB系钢棒材的化学成分满足C:0.39~0.43%,Si:1.30~1.50%,Mn:0.65~0.80%,P≤0.013%,S≤0.005%,Cr:0.75~0.90%,B:0.0015~0.0035%,O≤0.0015%,H≤0.00015%,N≤0.0070%,Cu≤0.25%,Ni≤0.20%,余量为铁及不可避免的杂质元素。
实施例1
材料选用中碳CrMnSiB系钢;
1)冶炼:铁水需先经KR预处理进行脱S、脱Si,入转炉前S=0.004%,BOF转炉冶炼主要脱P、脱C和升温,出钢后加入合金。在LF精炼过程中微调钢水成分,脱氧、脱S、去夹杂。在经过RH真空脱气处理后,破空定H=0.7ppm。
2)连铸:钢水在浇注过程中全程氩气保护,过热度控制在27℃,采用结晶器(M-EMS)和末端(F-EMS)复合电磁搅拌技术生产Φ600mm2连铸坯,铸坯下线盖石棉入缓冷坑温度610℃,保温时间60小时,连铸坯缓冷出坑后取低倍组织样品检测,按YB/T153标准的附录A评级评级:中心疏松1.0级、中心裂纹0.5级、缩孔0级,无中间裂纹、皮下裂纹、白点、翻皮等缺陷。
3)锻造:Φ600mm2连铸圆坯冷装入炉加热至1240℃,升温速度≤80℃/h,保温5h,始锻温度1150℃,终锻温度不低于870℃,采用1600T或2000T液压机双工位自由锻造连铸圆坯,锻造过程中及时去氧化皮,初开坯锻造压下量约30mm拔长约520mm方,中间开坯锻造采用大压下量约70mm拔长约400mm方,使锻压力渗透到芯部,以提高内部质量,随后继续拔长并倒外圆至Φ365mm,最后车皮至成品尺寸Φ350mm圆棒,锻材下线空冷至700℃埋沙缓冷,温度降至200℃以下出沙。
4)退火:锻材缓冷出沙后进行退火处理,退火温度700℃,保温时间12h,然后随炉冷却至300℃以下出炉,空冷至室温,检测的Φ350mm圆棒材低倍组织如图1所示。
5)检验:每支锻材切掉头、尾部,逐支按SEP 1921标准的D/d级别超声波探伤检验合格;按批次进行GB/T226标准附录A的低倍组织评级,一般疏松、中心疏松及偏析均为1.0级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;按批次进行力学性能检验,室温纵向力学性能结果为:抗拉强度Rm=1095Mpa,Rp0.2=941Mpa,伸长率A5=16.5%,断面收缩率Z=53%,Aku=69J,硬度=333HB,满足冷镦模具材料高强韧性及耐磨性的使用要求。
实施例2
材料选用中碳CrMnSiB系钢。
1)冶炼:铁水需先经KR预处理进行脱S、脱Si,入转炉前S=0.003%,BOF转炉冶炼主要脱P、脱C和升温,出钢后加入合金。在LF精炼过程中微调钢水成分,脱氧、脱S、去夹杂。在经过RH真空脱气处理后,破空定H=0.8ppm。
2)连铸:钢水在浇注过程中全程氩气保护,采用结晶器(M-EMS)和末端(F-EMS)复合电磁搅拌技术生产390×510mm2连铸方坯,过热度29℃,下线盖石棉入坑温度605℃,保温时间60h,连铸坯缓冷出坑后取低倍组织样品检测,按YB/T153标准的附录A评级评级:中心疏松0.5级、中心裂纹0级、缩孔0级,无中间裂纹、皮下裂纹、白点、翻皮等缺陷。
3)轧制:390×510mm2连铸方坯入炉加热至1230℃,升温速度≤100℃/h,保温4.5h,采用连续式轧机粗轧+精轧轧制连铸方坯,轧制过程中初轧坯火焰清理去除表面氧化铁皮,粗轧温度1137℃,大压下量轧制开337*260mm方,使压力渗透到芯部,以提高内部质量;精轧温度不低于980℃,多道次轧制250*250mm方,随后轧制到Φ182mm圆钢,终轧温度不低于870℃;轧制下线后棒材620℃入缓冷坑缓冷,温度降至200℃以下出坑。
4)退火:轧材缓冷出坑后进行退火处理,退火温度700℃,保温时间8h,然后随炉冷却至300℃以下出炉,空冷至室温,检测的低倍组织如图2所示。
5)检验:每支轧材切掉头、尾部,逐支按SEP 1921标准的D/d级别超声波探伤检验合格;按批次进行GB/T226标准附录A的低倍组织评级,一般疏松及偏析为1.0级、中心疏松1.5级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;按批次进行力学性能检验,室温纵向力学性能结果为:抗拉强度Rm=1103Mpa,Rp0.2=953MPa,伸长率A5=15.7%,断面收缩率Z=51%,Aku=65J,硬度=331HB,满足冷镦模具材料高强韧性及耐磨性的使用要求。
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:所述棒材以Fe为基础元素,且还包括如下质量百分比的化学成分:C:0.39~0.43%,Si:1.30~1.50%,Mn:0.65~0.80%,P≤0.013%,S≤0.005%,Cr:0.75~0.90%,B:0.0015~0.0035%,O≤0.0015%,H≤0.00015%,N≤0.0070%,Cu≤0.25%,Ni≤0.20%,及不可避免的杂质元素;所述方法具体包括以下步骤:
1)钢水冶炼:铁水先进行KR预处理,经BOF转炉初炼、LF精炼及RH真空脱气处理,冶炼出符合钢的化学成分要求钢水,同时内部控制最终按P≤0.010%、S≤0.003%、H≤1.0ppm、O≤12ppm、N≤50ppm的低杂质元素、低气体含量要求出钢;
2)连铸:采用氩气保护,结晶器M-EMS和末端F-EMS复合电磁搅拌及轻压下先进装备工序,二冷区的冷却水量控制≤0.25L/Kg并低拉速浇注,浇注时严格控制过热度20-35℃;最后制得相应规格尺寸的连铸圆坯或连铸方坯;
3)锻制或轧制
3.1)将连铸圆坯按≤80℃/h的升温速度进行加热,加热温度控制1230-1260℃,到温后保温时间控制5小时以上,始锻温度高于1130℃,终锻温度不低于870℃,锻造至目标规格钢棒,经粗车至成品棒材尺寸;锻材下线后≥700℃高温沙埋缓冷,待温度降至200℃以下后出沙空冷;
3.2)将连铸方坯入步进式加热炉加热,升温速度按≤100℃/h控制,铸坯缓慢加热至1230-1260℃,到温后保温时间控制4小时以上,出加热炉铸坯先经高压水除鳞处理去氧化皮,再采用连续式轧机进行粗轧-精轧,轧材下线后≥600℃入缓冷坑保温,待温度降至200℃以下后出坑空冷;
4)退火处理:锻、轧制棒材及时退火,退火温度700±20℃,分棒材规格控制退火保温时间为每毫米直径棒材保温2-2.5分钟,随炉冷却至300℃以下温度出炉,空冷至室温;
5)检验:每支棒材切掉头、尾部,逐支按SEP1921标准的D/d级别超声波探伤检验合格;按批次棒材进行GB/T226标准附录A评级低倍组织满足:一般疏松、中心疏松及偏析均≤1.5级,没有中心裂纹、缩孔、中间裂纹、白点、翻皮及皮下夹杂缺陷;按批次进行力学性能检验,力学性能满足冷镦模具材料高强韧性及耐磨性使用要求。
2.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:所述棒材经850-870℃淬火、水冷+500-600℃回火、水冷,棒材室温纵向力学性能保证:Rm≥1000MPa,Rp0.2≥860MPa,A5≥12%,Z≥45%,Aku≥50J,HBW≥300;热处理后钢材显微组织为回火索氏体,实际晶粒度≥9.0级。
3. 一种如权利要求1所述的连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:采用Φ600mm2、390×510 mm2尺寸的连铸圆、方坯代替模铸钢锭锻造或轧制生产钢棒,其中Φ250-350mm规格钢棒用连铸坯锻制生产,20≤Φ<250mm规格钢棒用连铸坯轧制生产,锻、轧制钢棒的内部质量满足SEP 1921标准的D/d级别超声波探伤要求,力学性能满足冷镦模具材料使用上的强韧性及耐磨性要求。
4.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:所述方法通过控制冶炼、低温浇注、高温轧制或锻制、合理冷却及退火工艺过程实现,钢材最终得到铁素体+珠光体组织。
5.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:所述步骤3.1)中连铸圆坯出炉后进行自由锻造,初锻开坯尺寸500-520mm方钢,采用30-40mm小压下量拔方,防止出现初锻坯表面裂纹;中间开坯380-400mm方钢,采用70-80mm大压下量拔方,随后继续拔方并倒外圆。
6.根据权利要求1所述的一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材的制造方法,其特征在于:所述步骤3.2)中粗轧阶段1130-1160℃温度开轧,前两道次总压缩率≥30%,采用强压下轧制,其中单道次压下率17%以上,总压缩率≥50%;精轧阶段的精轧温度≥980℃,终轧温度不低于870℃,钢的总压缩率≥100%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110394737.6A CN113481427B (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110394737.6A CN113481427B (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113481427A CN113481427A (zh) | 2021-10-08 |
CN113481427B true CN113481427B (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=77932843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110394737.6A Active CN113481427B (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113481427B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114769542B (zh) * | 2022-03-18 | 2024-03-15 | 云南云铝泽鑫铝业有限公司 | 一种6系铝镁硅合金的棒材生产的铸造工艺 |
CN114682723A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-01 | 建龙北满特殊钢有限责任公司 | 一种小锻比碳锰钢锻材的制造方法 |
CN115094304B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-09-15 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种连铸圆坯生产超长寿命滚珠丝杠用钢及其制备方法 |
CN115161550B (zh) * | 2022-06-01 | 2023-10-20 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种大型液压冲击破碎器用高强度紧固件用钢及其制造方法 |
CN115323268B (zh) * | 2022-07-20 | 2023-09-22 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高强度高韧性可用于感应淬火的齿轮钢及其制造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6034632B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2016-11-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐遅れ破壊性に優れたボロン添加高強度ボルト用鋼および高強度ボルト |
WO2017094870A1 (ja) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 新日鐵住金株式会社 | 冷間鍛造調質品用圧延棒線 |
CN106591680B (zh) * | 2016-11-09 | 2018-02-23 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种连铸坯生产深海采油井口装置用CrNiMo30C钢锻材的工艺 |
CN109371325A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种冷弯性能优良的锌系镀覆热成型钢板或钢带及其制造方法 |
CN109487162A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-19 | 邢台钢铁有限责任公司 | 一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法 |
CN110923546B (zh) * | 2019-12-09 | 2021-06-22 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种10.9级紧固件用高耐候冷镦钢及生产方法 |
CN111394639B (zh) * | 2020-03-13 | 2022-05-06 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高耐磨齿轮钢的制造方法 |
-
2021
- 2021-04-13 CN CN202110394737.6A patent/CN113481427B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113481427A (zh) | 2021-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113481427B (zh) | 一种连铸坯生产冷镦模块用中碳低合金CrMnSiB系钢锻、轧制棒材及其制造方法 | |
EP3865595B1 (en) | Steel for wind turbine main shaft bearing and production method therefor | |
EP3859042A1 (en) | High-strength high-toughness non-quenched and tempered round steel and preparation method | |
CN104264064B (zh) | 一种特厚规格q690高强度结构钢板及其制造方法 | |
CN113025917A (zh) | 一种具有低强度高塑性免退火冷镦钢用盘条及其制造方法 | |
CN113025867A (zh) | 一种高纯净度齿轮用钢20CrMnAl的制造方法 | |
KR102562391B1 (ko) | 내식성 미러 다이강 및 이의 제조 방법 | |
CN103540838A (zh) | 一种低温容器用钢板及生产方法 | |
CN101724790A (zh) | 一种节镍奥氏体不锈钢及其制造方法 | |
CN112981232B (zh) | 一种连铸坯成材低压缩比高探伤质量要求的12Cr2Mo1VR钢板及生产工艺 | |
CN104988435A (zh) | 一种低碳高韧性特厚钢板及其制造方法 | |
CN107130172B (zh) | 布氏硬度400hbw级整体硬化型高韧性易焊接特厚耐磨钢板及其制造方法 | |
CN110541113A (zh) | 一种高强钢筋及其生产方法 | |
WO2020038244A1 (zh) | 一种80mm厚低成本FH420海工钢板及其制造方法 | |
CN112226687B (zh) | 一种低轧制压缩比齿条钢板及其制造方法 | |
CN115261715A (zh) | 一种高温渗碳齿轴用钢及其制造方法 | |
CN110205542A (zh) | 一种冷轧辊用工具钢及其制备方法 | |
CN107557690A (zh) | 一种耐低温和抗层状撕裂的特厚钢板及其制造方法 | |
CN114934231A (zh) | 一种高锰低磁高强度奥氏体钢及其制造方法 | |
CN114134397B (zh) | 一种适用于冷挤压滚珠丝母用钢及其生产方法 | |
WO2023165068A1 (zh) | 一种大载荷轧机轴承用渗碳轴承钢及其生产方法 | |
CN115125457B (zh) | 一种连铸大圆坯生产的耐-50℃低温石化热交换器管板用钢及其制造方法 | |
CN114875331B (zh) | 一种具有优良心部疲劳性能的610MPa级厚钢板及其生产方法 | |
CN110565024A (zh) | 含铌钛550MPa级厚规格耐候钢及其生产方法 | |
CN113174535A (zh) | 一种大厚度调质态fo460船舶用钢板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |