一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法技术

本发明专利技术属于轧制技术领域，涉及一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法。将钢坯在不高于1100℃温度经过1.5～2小时加热；精轧机组、mini机组采用不高于750℃的超低温度轧制；吐丝温度采用不高于750℃的超低温度；使盘条在斯太尔摩控冷线上的冷却速度不高于0.12℃/s。该工艺有效促进了先共析组织的析出，保证了过冷奥氏体在斯太尔摩控冷线上全部转变完成，有效防止了贝氏体及马氏体的转变，同时获得了铁素体晶粒度应不低于12级细晶组织，使中碳CrMo钢盘条在热轧态就有良好的拉拔性能，可进行一次减面率不低于30％的冷拉拔，为下游用户减少了一次球化退火的成本。

A controlled rolling and cooling method for medium carbon CrMo steel wire rod which can be directly drawn as hot rolled

【技术实现步骤摘要】
一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法
本专利技术属于轧制
，涉及一种中碳CrMo钢盘条的轧制及冷却方法，具体是一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的生产工艺。进一步涉及一种消除中碳CrMo钢盘条马氏体及贝氏体组织的控轧控冷方法。
技术介绍
合金结构钢是指用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量的合金元素的钢，常见的合金元素包括Cr、Mo、Mn、V、B、Si、Ti、Ni、Cu等。合金结构钢由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比，较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。合金元素的作用有以下三个方面：1、增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时，从表层起淬成马氏体层的深度，是取得良好综合性能的主要参数。除Co外，几乎所有合金元素如Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高钢的淬透性，其中Mn、Mo、Cr、B的作用最强，其次是Ni、Si、Cu。而强碳化物形成元素如V、Ti、Nb等，只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。2、影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用，从而提高钢的回火稳定性，即提高钢的抗回火软化能力，V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著，Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢，在500～600℃回火时，析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分较粗大的合金渗碳体，使钢的强度不再下降反而升高，即出现二次硬化。Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。3、影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体；Mo、V、Nb等碳化物形成元素，既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度；碳的强化作用最显著。此外，加入这些合金元素，一般都细化奥氏体晶粒，增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂，Ni改善钢的韧性；Mn易使奥氏体晶粒粗化，对回火脆性敏感；降低P、S含量，提高钢的纯净度，对改善钢的韧性有重要作用。合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢两大类。1、调质结构钢这类钢的含碳量一般约为0.25％～0.55％，对于既定截面尺寸的结构件，在调质处理(淬火加回火)时，如果沿截面淬透，则力学性能良好，如果淬不透，显微组织中出现有自由铁素体，则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等，回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径，随晶粒度和合金元素含量的增加而增大。2、表面硬化结构钢用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件，如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低，一般在0.12～0.25％，同时还有适量的合金元素，以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢，经850～950℃渗碳或碳氮共渗后，淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480～580℃)，直接使用，不再经淬火与回火处理。CrMo钢作为合金结构钢中的重要组成部分之一，属于典型的调质结构钢。CrMo钢具有淬火性好、对回火脆性倾向少、高温加工性好、熔接性好、冲击的吸收性能好等优点，被广泛应用于紧固件、工具、机械杆轴等产品的生产加工。为保证加工产品的强度和硬度，同时保持适当的塑性，CrMo钢应用最为广泛的是碳含量在0.30～0.45％之间的中碳系列。目前国内钢厂在生产中碳CrMo钢盘条时主要采用两种工艺：一种是普通低温控轧结合轧后常规缓冷，其控轧温度多数在800～850℃，轧后则采用关闭斯太尔摩控冷线上保温罩的常规缓冷方案(通常开启前1个后2个保温罩，其它关闭)。此种工艺条件下，斯太尔摩控冷线的保温时间、最低冷却速率无法满足中碳CrMo钢在控冷线内完全转变，盘条离开控冷线时仍有一定比例的过冷奥氏体未转变，随后转变为贝氏体或马氏体，热轧盘条获得的显微组织通常为铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体的混合组织，此种热轧盘条无法直接进行拉拔加工，须先进性球化退火。另一种是常规轧制结合轧后先风冷后缓冷的方案，该方案可以使热轧盘条获得以珠光体和贝氏体为主的显微组织，但是由于贝氏体塑性不佳的限制，热轧盘条在拉拔过程中会存在拉拔断裂、拉拔后表面产生横向裂纹等问题，仍难以满足不退火先拉拔的需求。如何使中碳CrMo钢盘条在热轧态就有良好的拉拔性能，能进行一次减面率不低于30％的冷拉拔，为下游用户减少了一次球化退火的成本，这是一个急需解决的技术问题。因此，还需对中碳CrMo钢盘条的控轧控冷工艺作深入研究，进一步优化控轧控冷工艺，促进先共析组织的转变，同时创造条件降低轧后的冷却速率，在有效消除热轧盘条贝氏体及马氏体组织的同时，还能获得了铁素体晶粒度应不低于12级细晶组织。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法，采用该工艺方法可有效消除热轧盘条显微组织中的贝氏体和马氏体，同时获得了铁素体晶粒度应不低于12级细晶组织，使中碳CrMo钢盘条在热轧态就有良好的拉拔性能，为下游用户减少了一次球化退火的成本，也减少了能源消耗和环境污染。一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法，工艺包括：加热炉加热、精轧机组轧制、mini机组轧制、吐丝、斯太尔摩控冷线缓冷，步骤如下：(1)钢坯通过加热炉加热，在不高于1100℃温度加热1.5～2小时；进一步，优选的加热温度在1000～1100℃；(2)轧件进入精轧机组轧制，精轧机组轧制温度不高于750℃；进一步，优选的轧制温度在720～750℃；(3)精轧机组轧制后的轧件进入mini机组轧制成盘条成品规格，mini机组轧制温度不高于750℃，终轧温度不高于800℃；进一步，优选的轧制温度在720～750℃，终轧温度770～800℃；(4)终轧后盘条通过吐丝机成圈，吐丝温度不高于750℃；进一步，优选的吐丝温度在730～750℃；(5)吐丝成圈后在斯太尔摩控冷线上控制冷却，控冷线上所有保温罩关闭，保温罩之间的缝隙用隔温材料密封，使盘条在控冷线上的冷却速度不高于0.12℃/s；进一步，优选的的冷却方式为：所述冷却速度为0.10～0.12℃/s，保温时间25～30分钟，冷却至520℃以下空冷。所述盘条化学成分按照质量百分数计为C：0.33～0.38％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.60～0.90％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.90～1.20，Ni≤0.25％，Cu≤0.30％，Mo：0.15～0.35％，Al：0.020～0.040％，其余为铁和不可避免的杂质。下面对本专利技术的主要工艺控制过程，对消除中碳CrMo钢盘条马氏体及贝氏体组织的影响做详细叙述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法，其特征在于，加热炉加热、精轧机组轧制、mini机组轧制、吐丝、斯太尔摩控冷线缓冷，步骤如下：/n(1)钢坯通过加热炉加热，在不高于1100℃温度加热；/n(2)进入精轧机组轧制，精轧机组入口温度不高于750℃；/n(3)精轧机组轧制后的轧件进入mini机组轧制成盘条成品规格，mini机组入口温度不高于750℃，终轧温度不高于800℃；/n(4)终轧后盘条通过吐丝机成圈，吐丝温度不高于750℃；/n(5)吐丝成圈后在斯太尔摩控冷线上控制冷却，使盘条在控冷线上的冷却速度不高于0.12℃/s。/n

【技术特征摘要】
1.一种热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法，其特征在于，加热炉加热、精轧机组轧制、mini机组轧制、吐丝、斯太尔摩控冷线缓冷，步骤如下：
(1)钢坯通过加热炉加热，在不高于1100℃温度加热；
(2)进入精轧机组轧制，精轧机组入口温度不高于750℃；
(3)精轧机组轧制后的轧件进入mini机组轧制成盘条成品规格，mini机组入口温度不高于750℃，终轧温度不高于800℃；
(4)终轧后盘条通过吐丝机成圈，吐丝温度不高于750℃；
(5)吐丝成圈后在斯太尔摩控冷线上控制冷却，使盘条在控冷线上的冷却速度不高于0.12℃/s。


2.根据权利要求1所述的热轧态可直接进行拉拔加工的中碳CrMo钢盘条的控轧控冷方法，其特征在于：所述盘条化学成分按照质量百分数计为C：0.33～0.38％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.60～0.90％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：0.90～1.20，Ni≤0.25％，Cu≤0.30％，Mo：0.15～0.35％，Al：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：苏振伟，张盛华，周淼，屠兴圹，高协清，左锦中，
申请(专利权)人：中天钢铁集团有限公司，常州中天特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32