一种高塑性过共析弹簧钢板及其生产方法技术

一种高塑性过共析弹簧钢板，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.80～0.90％、Si≤0.06％、Mn：0.80～1.30％、Cr：0.20～0.40％，并限制P

A high plasticity hypereutectoid spring steel plate and its production method

A high plasticity hypereutectoid spring leaf with chemical composition of C:0.80-0.90%, Si<0.06%, Mn:0.80-1.30%, Cr:0.20-0.40% by weight percentage, and P limitation.

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性过共析弹簧钢板及其生产方法
本专利技术涉及金属材料领域，特别涉及到一种高塑性过共析弹簧钢板及其生产方法。本专利技术的钢板主要适用于汽车弹簧零部件、刃具等产品。
技术介绍
众所周知，过共析弹簧钢的碳含量大于0.77％，随着碳含量的增加其钢质越脆，断后延伸率不足10％，下游客户在纵剪、冷轧等环节极易出现开裂、轧断等生产事故，严重影响生产节奏和效率。因此急需钢厂开发一种高塑性、易于下游加工的过共析弹簧钢。公布号为CN201110134314.7的中国专利申请公开了一种高碳钒合金耐磨钢衬板及其制备方法，是在普通C-Mn成分体系中加入V微合金化元素，通过正火调质等热处理方法，将过共析钢的断后延伸率提高到20％以上。该方法虽可提高钢板的塑性，但增加微合金元素以及热处理工艺，生产成本大大增加，不具备市场竞争力。与之类似的专利还有CN201410532909.1的具有良好冷成型高碳钢的制备方法，采用增加退火工序的方法提高过共析钢的塑性，生产成本大，无市场竞争力。公布号为CN200880119611.0的中国专利申请公开了抗拉强度和延伸率优异的高碳钢板及其制造方法，该专利中也涉及到过共析钢板的生产方法，用于吊杆、车架等零件，该生产方法也许要增加热处理工艺，同时还需要添加Mo、Ni和Ti等微合金化元素，生产成本高。经过相关检索发现，如何提高热轧过共析钢板塑性的工艺方案未见提及。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高塑性过共析弹簧钢板及其生产方法，得到的钢板断后延伸率达到20％以上，热轧态下可实现12％以上的冷轧压下率。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种高塑性过共析弹簧钢板，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.80～0.90％、Si≤0.06％、Mn：0.80～1.30％、Cr：0.20～0.40％，并限制P&lt;0.010％、S&lt;0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术中钢板成分的主要作用为：C:碳是钢中最主要的固溶强化元素，是钢材强度的保证。考虑到弹簧钢弹性的要求，本专利技术中碳的最优范围为0.80～0.90％。Si：硅是固溶强化元素，可以贡献钢板的强度。然而，钢中过高的硅会给热轧表面质量带来麻烦。本专利技术中硅的含量为Si≤0.06％。Mn：锰是起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用。但锰含量过高，在推迟珠光体转变的同时，也推迟铁素体的析出，反之组织中易出现珠光体。因此，选定锰含量为0.80～1.30％。P：磷可以提高α相的形成温度，扩大形成α相的温度范围。但磷含量过多，会使钢板的加工性恶化，为了得到较高的延伸率，因此将其上限定为0.010％。S：硫通过形成MnS等硫化物夹杂，成为裂纹的起点而使加工性能恶化，因此含量越少越好，将其上限定为0.005％。Cr：铬是碳化物形成元素，可推迟珠光体转变。其含量大于0.20％时可阻碍铁素体和珠光体形成，显著提高钢的淬透性，细化组织，起到强化效果。铬含量过高，会使材料的加工、成型性变差。因此本专利技术中铬含量的最优范围在0.20～0.40％之间。一种高塑性过共析弹簧钢板的生产方法，该生产方法包括如下步骤：1)连铸坯采用热装入炉方式，钢坯热装温度在500～600℃，自开始预热至出炉的加热时间控制在200～250分钟；2)各阶段温度和时间控制：预热段炉温控制在950～1100℃；加热段炉温控制在1150～1250℃，加热时间控制在75～95分钟之间；均热段炉温控制在1240～1270℃，均热时间控制在35～40分钟之间；3)还原气氛为煤气与空气的混合气体，其中加热段至均热段的空气过剩系数为：加热段的空气过剩系数为：0.75～0.90；均热段的空气过剩系数为：0.75～0.85；4)轧制工艺：再结晶区轧制温度小于1060℃，中间坯厚度为35-50mm，未再结晶区终轧温度为820-900℃，成品厚度为2.5-6.0mm；5)冷却工艺：终轧后采用前段快速连续层流冷却，冷却速率为30-50℃/s；6)卷取温度：卷取温度为600-700℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)其塑性优异，断后延伸率可达到21％以上，可加工性强，在热轧状态下，可实现12％的冷轧压下率，降低下游生产成本；2)在下游客户进行纵剪、冷轧时不易开裂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：本专利技术一种高塑性过共析弹簧钢板，是在C-Mn系钢成分基础上，进行成分优化，同时添加一定量的Cr元素，通过轧制工艺参数、冷却工艺参数控制，获得断后延伸率达到21％以上的过共析弹簧钢，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.80～0.90％、Si≤0.06％、Mn：0.80～1.30％、Cr：0.20～0.40％，并限制P&lt;0.010％、S&lt;0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。最终组织为珠光体和少量渗碳体，其中珠光体的片层间距在0.2-0.4μm。本专利技术适用于碳含量在0.8～0.9％范围内的过共析弹簧带钢的生产。一种高塑性过共析弹簧钢板的生产方法，生产工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→LF或RH精炼→钙处理→板坯连铸→热装→加热→轧制→层流冷却→卷取→检验→入库→堆垛缓冷；具体包括如下步骤：1)连铸坯采用热装入炉方式，钢坯热装温度在500～600℃，自开始预热至出炉的加热时间控制在200～250分钟；2)各阶段温度和时间控制：预热段炉温控制在950～1100℃；加热段炉温控制在1150～1250℃，加热时间控制在75～95分钟之间；均热段炉温控制在1240～1270℃，均热时间控制在35～40分钟之间；3)还原气氛为煤气与空气的混合气体，流量比为1:1.1-1.4，其中加热段至均热段的空气过剩系数为：加热段的空气过剩系数为：0.75～0.90；均热段的空气过剩系数为：0.75～0.85；4)轧制工艺：采用控制轧制手段，再结晶区轧制温度小于1060℃，中间坯厚度为35-50mm，未再结晶区终轧温度为820-900℃，成品厚度为2.5-6.0mm；较高的再结晶区轧制温度和较大的压下量使原始奥氏体晶粒得到细化；5)冷却工艺：终轧后采用前段快速连续层流冷却，冷却速率为30-50℃/s；连续的层流冷却工艺使铁素体晶粒大量快速的析出，保证珠光体组织足够细化，使其片层间距控制在0.2-0.4μm之间。6)卷取温度：卷取温度为600-700℃。卷取温度过高导致组织粗大，使得钢质脆；过低会使强度过高，降低其断后延伸率，在温度范围，可以保证钢板卷取的强度和良好塑性。最终将钢卷堆垛缓冷。本专利技术实施例如下：将厚度为230mm的连铸坯加热到1240～1270℃，加热保温200-250分钟后，采用控制轧制手段，中间坯厚度为35-50mm，成品厚度为2.5-6.0mm。本专利技术的6个实施例的具体成分、温度制度见表1-5，成平钢板的性能见表6。表1本专利技术实施例的化学成分(wt，％)表2本专利技术实施例的加热温度制度表3本专利技术实施例的加热及均热段时间(min)表4本专利技术各加热段空气过剩系数表5本专利技术实施例的热轧温度制度表6本专利技术实施例的力学性能参数及冷轧压下率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高塑性过共析弹簧钢板，其特征在于，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.80～0.90％、Si≤0.06％、Mn：0.80～1.30％、Cr：0.20～0.40％，并限制P

【技术特征摘要】
1.一种高塑性过共析弹簧钢板，其特征在于，以重量百分比计，其化学成分为：C：0.80～0.90％、Si≤0.06％、Mn：0.80～1.30％、Cr：0.20～0.40％，并限制P&lt;0.010％、S&lt;0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的高塑性过共析弹簧钢板的生产方法，其特征在于，该生产方法包括如下步骤：1)连铸坯采用热装入炉方式，钢坯热装温度在500～600℃，自开始预热至出炉的加热时间控制在200～250分钟；2)各阶段温度和时间控制：预热段炉温控制在950～1100℃；加热段炉温控...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩斌，乔磊，时晓光，董毅，孙成钱，张宇，高磊，徐荣杰，王洪海，李茂成，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21