韧性优异的线材、钢丝及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种韧性优异的线材、钢丝及其制造方法，所述线材及钢丝以重量％计，包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％、及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质,所述线材及钢丝具有包含铁素体和珠光体的显微组织，所述铁素体的晶粒度为12μm以下并包含20面积％～50面积％的亚晶粒，且包含AlN析出物。本发明专利技术可提供一种韧性优异的线材及钢丝。

【技术实现步骤摘要】
韧性优异的线材、钢丝及其制造方法
本专利技术涉及一种韧性优异的线材、钢丝及其制造方法。
技术介绍
线材产品一般根据最终客户的目的分为QT(淬火和回火)热处理型钢材、和仅通过拉拔来确保钢材物理特性的非热处理型钢材。QT型钢材的强度和韧性/延展性取决于奥氏体化热处理后的回火过程。回火温度越低材料强度越大，但同时产品的延展性/韧性会降低，且耐氢致延迟断裂特性也会减少，因此需要保持适当的回火温度。另外，在QT热处理之后，奥氏体晶粒度(AGS)会对物理特性产生很大的影响。一般来说，随着材料强度增大，延展性/韧性反而会降低，晶粒细化是唯一已知的可以同时确保强度和延展性/韧性的方法。一般情况下会通过利用Nb等析出物来进行晶粒细化，或者通过未再结晶区轧制实现晶粒细化。然而，就未再结晶区轧制而言，在正好高于Ar3的温度下进行轧制，因此温度范围不宽，且在结束轧制后冷却时，基于累积变形及相变热等的晶粒快速生长抑制效果受到限制。现有技术专利文献1：韩国公开专利第2011-0099749号
技术实现思路
技术问题本专利技术的优选一方面提供一种韧性优异的高韧性线材及其制造方法。本专利技术的优选另一方面提供一种韧性优异的高韧性钢丝及其制造方法。技术方案本专利技术的一个优选方案提供一种韧性优异的线材，所述线材以重量％计，包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％、及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质，所述线材具有包含铁素体和珠光体的显微组织，所述铁素体的晶粒度为12μm以下并包含20面积％～50面积％的亚晶粒，且包含AlN析出物。所述线材可进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15％～0.50％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。所述线材可进一步包含铌(Nb)基碳氮化物、钛(Ti)基碳氮化物、钒(V)基碳氮化物及钼(Mo)基碳氮化物中的一种以上析出物。所述线材的显微组织以面积％计包含20％～80％的铁素体和余量的珠光体。在QT热处理之后，所述线材的晶粒度(AGS；原奥氏体晶粒度)为5μm以下。本专利技术的另一个优选方案提供一种韧性优异的线材的制造方法，其包含如下步骤：以900℃～1100℃温度加热钢坯的步骤，该钢坯以重量％计包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质；热轧步骤，将以上述方式加热过的钢坯在820℃～780℃的精轧机(FM)入口温度及760℃～730℃的减定径机(RSM)入口温度条件下进行轧制，以得到铁素体相中的亚晶粒分率为20面积％～50面积％的线材；及在卷取所述线材后进行冷却。所述钢坯可进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15～0.50wt％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。在所述热轧过程中，精轧工艺及减定径工艺优选在铁素体和奥氏体的两相区实施。所述线材的直径可以是18mm以下。在进行所述卷取之后，冷却速度可以是5℃/秒以上。如此制得的线材可以直接进行QT热处理。在进行所述QT热处理之后，线材的晶粒度(AGS；原奥氏体晶粒度)可以是5μm以下。本专利技术的又一个优选方案提供一种韧性优异的钢丝，所述钢丝以重量％计，包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％、及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质,显微组织是回火马氏体，且包含AlN析出物，晶粒度(AGS；原奥氏体晶粒度)为5μm以下。所述钢丝可进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15％～0.50％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。所述钢丝可进一步包含铌(Nb)基碳氮化物、钛(Ti)基碳氮化物、钒(V)基碳氮化物及钼(Mo)基碳氮化物中的一种以上析出物。本专利技术的又一个优选方案提供一种韧性优异的钢丝的制造方法，其包含如下步骤：以900℃～1100℃温度加热钢坯的步骤，该钢坯以重量％计包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质；热轧步骤，将以上述方式加热过的钢坯在820℃～780℃的精轧机(FM)入口温度及760℃～730℃的减定径机(RSM)入口温度条件下进行轧制，以得到铁素体相中的亚晶粒分率为20面积％～50面积％的线材；在卷取所述线材后进行冷却；对所述线材以5％～40％的拉拔率进行拉拔而制造钢丝；及对所述钢丝进行QT热处理。所述钢坯可进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15～0.50wt％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。在所述热轧过程中，精轧工艺及减定径工艺优选在铁素体和奥氏体的两相区实施。专利技术效果如上所述，根据本专利技术，能够提供一种韧性优异的线材及钢丝。附图说明图1是示出专利技术例1及比较例1的经轧制的线材的SEM-EBSD组织的组织照片。图2是示出专利技术例1及比较例1的15°以下的晶界角值的图表。图3是示出专利技术例1及比较例1的经QT热处理的晶粒度(AGS)的图表。图4是示出专利技术例1及比较例1的经QT热处理的显微组织的照片。具体实施方式下面将对本专利技术进行说明。对钢材进行QT热处理时，为确保获得微细的AGS(奥氏体晶粒度)，在进行QT热处理之前初始奥氏体晶粒度的最小化和较短的加热时间尤为重要。本专利技术的目的在于，在QT热处理之前实现初始奥氏体晶粒的细化。为此，就线材及钢丝而言，应控制钢成分、显微组织及析出物。1)就显微组织而言，可通过包含铁素体和珠光体，并提高铁素体中的亚晶粒(subgrain)分率，使得铁素体粒中也能生成奥氏体晶核，从而实现初始奥氏体晶粒的细化。2)就析出物而言，通过添加Al、Ti、Nb、V、Mo等的碳/氮化物形成元素来形成碳/氮析出物，从而在进行QT热处理时，为实现奥氏体化，在加热钢材时抑制在铁素体/珠光体逆相变的奥氏体的生长，从而实现初始奥氏体晶粒的细化。3)在制造线材时，所述析出物抑制铁素体和珠光体的生长使铁素体和珠光体细化，这些被细化的铁素体和珠光体组织作为晶核生成位置使有效的晶界分率增大，从而有助于实现初始奥氏体晶粒的细化。本专利技术中控制钢成分和制造条件，以增大铁素体内的亚晶粒(subgrain)分率。尤其是，控制热轧工艺，特别是控制精轧工艺及减定径工艺。在所述精轧工艺中控制精轧机(FM)入口温度，在减定径工艺中控制减定径机(RSM)入口温度。在所述热轧过程中，精轧工艺及减定径工艺优选在铁素体和奥氏体的两相区实施。如上所述，在钢材的QT热处理之前，通过使初始奥氏体晶粒细化，可以在进行最终QT热处理时确保获得微细晶粒，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种韧性优异的线材，其特征在于，所述线材以重量％计，包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％、及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质，所述线材具有包含铁素体和珠光体的显微组织，所述铁素体的晶粒度为12μm以下并包含20面积％～50面积％的亚晶粒，且包含AlN析出物。

【技术特征摘要】
2016.12.22 KR 10-2016-01762951.一种韧性优异的线材，其特征在于，所述线材以重量％计，包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％、及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质，所述线材具有包含铁素体和珠光体的显微组织，所述铁素体的晶粒度为12μm以下并包含20面积％～50面积％的亚晶粒，且包含AlN析出物。2.根据权利要求1所述的韧性优异的线材，其特征在于，所述线材进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15％～0.50％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。3.根据权利要求2所述的韧性优异的线材，其特征在于，所述线材进一步包含铌(Nb)基碳氮化物、钛(Ti)基碳氮化物、钒(V)基碳氮化物、钼(Mo)基碳氮化物、硼(B)基碳氮化物中的一种以上析出物。4.根据权利要求1或2所述的韧性优异的线材，其特征在于，所述线材的显微组织以面积％计包含20％～80％的铁素体和余量的珠光体。5.根据权利要求1或3所述的韧性优异的线材，其特征在于，所述析出物的大小是10nm～500nm，且析出物密度是2个/um2～100个/um2。6.根据权利要求1所述的韧性优异的线材，其特征在于，所述线材经QT热处理后晶粒度(AGS)为5μm以下。7.一种韧性优异的线材的制造方法，其特征在于，包含如下步骤：以900℃～1100℃温度加热钢坯的步骤，所述钢坯以重量％计包含：C：0.1％～0.6％、Si：0.1％～2.0％、Cr：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～2.0％、Al：0.01％～0.05％及N：0.004％～0.02％、余量为Fe及其他不可避免的杂质；热轧步骤，将以上述方式加热过的钢坯在820℃～780℃的精轧机(FM)入口温度及760℃～730℃的减定径机(RSM)入口温度条件下进行轧制，以得到铁素体相中的亚晶粒分率为20面积％～50面积％的线材；及在卷取所述线材后进行冷却。8.根据权利要求7所述的韧性优异的线材的制造方法，其特征在于，所述钢坯进一步包含Nb：0.001％～0.03％、Ti：0.01％～0.05％、V：0.2％～0.5％、Mo：0.15～0.50wt％及B：0.005％～0.02％中的一种以上。9.根据权利要求7所述的韧性优异的线材的制造方法，其特征在于，在所述热轧过程中，精轧工艺及减定径工艺在铁素体和奥氏体的两相区实施。10.根据权利要求7所述的韧性优异的线材的制造方法，其特征在于，所述线材的直径是18mm以下。11.根据权利要求7所述的韧性优异的线材的制造方法，其特征在于，在所述热轧步骤中，热轧后线材的铁素体相中的亚晶粒分率为20％～50％。12.根据权利要求7所述的韧性优异的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在胜，林男锡，朴仁圭，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR