用于钢材热机处理的方法技术

技术编号:1778653 阅读:144 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于热机处理钢材的方法,其中将原材料加热到再结晶温度以上的一个温度,使组织奥氏体化,保持温度平衡,然后变形并接着淬火到马氏体并退火,其中原材料由圆钢棒材构成,其再结晶温度在一个混铁炉中在棒材长度上看去均匀一致,然后使圆钢棒材通过斜轧基本上保持线性地变形,其中在超过临界变形率之后开始动态的再结晶过程,接着使圆钢棒为了完全静态的再结晶置于Ac3以上的温度再加热,并接着从奥氏体淬火到马氏体并退火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的。由DE 43 40 568 C2已知一种用于钢丝连续调质的方法,它包括下列步骤-将钢丝以一个85到100℃/s的速度快速加热到奥氏体区;-使钢丝在奥氏体区保持10至60s;-以一个>80℃/s的速度将钢丝淬火到室温;-以一个从85至95℃/s的速度快速加热到退火温度;-保持退火温度60至100s;-以一个>50℃/s的对于水冷常见的速度冷却钢丝。在步骤2与3之间可以紧邻Ac3温度以上轧制钢丝。在此钢丝在第一道次椭圆化,在第二道次轧圆并接着穿过精整喷嘴拉出。在DE 195 46 204 C1中描述了一种用于加工高强度调质钢物品的方法并应用这种方法加工弹簧。含有(质量百分比)0.4至0.6%的C、达1%的Si、达1.8%的Mn、0.8至1.5%的Cr、0.03至0.10%的Nb、0至0.2%的V、其余为铁的钢材能够进行如下处理-使预制材料在奥氏体区在1050至1200℃的温度下扩散退火;-紧接着使预制材料在再结晶温度以上的温度下在一个第一级中热变形;-紧接着使预制材料在再结晶温度以下、但是在Ac3温度以上的温度下在一个第二级中热变形;-接着使轧制产品保持在一个Ac3温度以上的温度下用于执行其它的变形和加工过程然后-一直冷却到马氏体以下,-接着进行退火。由DE 196 37 968 C2已知一种用于高温热机加工用于板簧和/或板簧杆的弹簧板,它以两级热机的抛物线弹簧加工为基础。该方法具有下列步骤-将原材料以一个4℃/s至30℃/s的加热速度加热到奥氏体化温度;-所述奥氏体化温度为1100□100℃,-使材料从奥氏体化温度以在10℃/s至30℃/s之间的冷却速度冷却到第一轧制级的温度,-首先在第一轧制级中在一个1050□100℃温度下以一个在弹簧板长度上非恒定的在15%至80%之间的变形在一个道次或多个道次中预轧,-从第一轧制级的温度以一个在10℃/s至30℃/s之间的冷却速度冷却到第二轧制级的温度,-在第二轧制级中在一个880□30℃的温度下以一个在弹簧板长度上恒定的在15%至45%之间的变形在一个道次或多个道次中通过可调节负荷的轧辊完成终轧。最后DE 198 39 383 C2公开了一种用于热机处理用于受扭转负荷的弹簧元件的钢材的方法,其中原材料在一个再结晶温度以上的温度下变形并且接着在一个这样的再结晶温度以上的温度下在至少两个变形步骤中这样变形,由此产生动态的和/或静态的奥氏体再结晶。对变形产品的这种再结晶奥氏体进行淬火并退火。使用一种碳含量从0.35至0.75%的硅铬钢材,它与钒或一种其它的合金元素微合金。由现有技术已知的用于热机处理由钢材制成的物体的方法基本上以多级变形步骤为基础,其中需要使原材料多次地冷却/加热,用于产生以后在最终产品上调节的参数。本专利技术的目的是提供一种如权利要求1前序部分所述的用于加工钢制螺旋弹簧或稳定器的方法,它能够实现一种有针对性的、针对最终产品的负荷曲线的特性参数的改善。这个目的通过一种具有权利要求1特征的方法得以实现。本方法的有利结构方案或改进方案在权利要求2至24中描述。按照本专利技术的方法规定,将原材料首先加热到再结晶温度以上的一个温度并接着在整个杆长上实现温度均匀。此外棒材的加热温度保持几乎恒定地直到进入轧缝。通过这个加工步骤致力于使棒材在进入轧缝之前不仅在其长度上而且在其横截面上都具有一个尽可能均匀的组织结构,这对于下面的变形过程是有利的。由于过程特有的斜轧特性并由于一个有针对性地确定的轧制参数在一级变形过程中调节在棒材边缘部位中材料的设定的扭转和在棒材横截面上的变形梯度。因为变形方向在斜轧时倾斜于轧制物的轴线延伸并且最大变形位于棒材边缘部位,因此由于变形引起的组织拉伸在该边缘区内显得特别剧烈并且组织取向对应于变形方向同样倾斜于轧制物轴线延伸。在超过临界的变形率之后动态的再结晶过程在这个边缘区中特别强烈地展开,因此确定再结晶率在棒材横截面上从外向里的梯度。在变形过程之后再加热到Ac3温度以上来完成静态的再结晶,它尤其在边缘区导致形成细颗粒的奥氏体。在淬火并接着退火之后所述边缘区显示出高强度的细奥氏体组织。本专利技术与由现有技术已知的解决方案相比具有显著的优点。由有针对性地通过斜轧的一级变形与一个与其相协调的热处理相结合的结果使所处理的棒材在其横截面上具有一个强度曲线,它在边缘部位达到其最大值。由于斜轧引起的在圆棒材边缘部位中组织的扭转方向对应于一个承受扭转负荷的构件的主应力方向,因此由此产生的棒材特性为其尤其在弹簧工业中应用提供最佳的前提。通过按照本专利技术的方法产生在棒材横截面上的组织分布在加工完成的圆棒材中导致一个特性曲线,它对应于在弯曲和扭转负荷时在棒材横截面上的应力曲线。因为为了形成这种有利的强度效果只需一个变形步骤并且下面的加工级基本上在加热中进行,因此也只需一个对于原材料的加热过程,这由于本方法导致明显节省能量和时间。因此按照本专利技术的方法与已知的方法相比不仅改善加工完成产品的针对负荷的强度特性和韧性特性,而且还由于最少量的加工步骤而显示出经济上的优点。以有利的方式将圆棒形状的原材料以一个100至400K/s的加热速度感应地加热到700至1100℃之间的温度。接着使棒材的加热温度在其长度上均匀至少10秒。由此保证,温度差在棒材长度上不超过5K。通过一个适合的再加热装置使棒材的加热温度一直到进入轧缝保持恒定。变形本身通过斜轧在一个步骤中进行,其中棒材保持线性地穿过轧缝。根据原材料的材质最好在一个700至1150℃的温度范围中变形。这样选择原直径/最终直径的直径比,使得棒材的斜轧以一个大于1.3的平均拉伸率λ进行并且最大变形至少为ψ=0.3。通过有针对性地调节轧制参数、如轧辊转数和进给速度并通过专门选择具有特殊角度关系的轧辊轮廓使得在边缘部位中的最大变形位于棒材直径的0.65至1.0之间并且调节一个所期望的在棒材横截面上的变形梯度。最好这样控制斜轧过程,使得在轧制物中最大局部温升不超过50K。由于变形在超过一个临界的变形率之后开始动态的再结晶过程,它们在边缘部位由于最大变形显得比在棒材芯部位更加剧烈。对于变形梯度在棒材横截面上的形成有针对性的影响措施的结果是,在动态再结晶过程中就已经显示出在轧制物横截面上不同的组织分布。因此对按照本专利技术轧制的棒材的金相检验在再结晶状态显示出细奥氏体晶体的组分从边缘部位向着芯部位明显地降低。在轧制物横截面上不同的组织结构还附加地由于斜轧的典型特性得到加强。因为在斜轧时变形方向倾斜于轧制物轴线延伸,因此尤其在轧制物的边缘部位由于更大的变形产生明显的组织拉伸。对应于变形方向所述组织拉伸也倾斜于轧制物轴线延伸并在边缘部位导致材料扭转。在按照本专利技术的方法过程中所述组织的扭转方向在棒材的边缘部位相对于棒材的纵轴线成35至65度角并且因此使它对应于一个承受扭转负荷的构件的主应力方向。在所示的单级斜轧方法中要被轧制的棒材在其整个长度中穿过一个具有恒定的轧缝几何形状的轧缝。如果要在整个棒材长度上以一个相同的直径加工棒材,可以选择这种方法。按照本专利技术的方法还能够实现一种可选择的方法变型,其中在运行状态在要被轧制的棒材穿过轧缝期间改变轧缝的几何形状。这种灵活的方法以一个斜轧机架实现,其轧辊在需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钢材热机处理的方法,其中将原材料加热到再结晶温度以上的一个温度,奥氏体化,保持温度均匀,然后变形并最后淬火到马氏体并退火,其特征在于,从圆棒材开始,其加热温度在棒材长度上均匀,然后通过斜轧基本保持线性地这样变形,使得在边缘部位实现设定的材料扭转并在横截面上实现所期望的变形梯度,其中在超过临界变形率之后开始动态的再结晶过程,接着再加热到Ac3温度以上,以便接下来淬火和退火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:H冯德拉切克H济姆巴拉L曼克A博罗维科夫R乌里希M许特纳
申请(专利权)人:泰森克鲁普汽车股份公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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