具有优异的球化热处理特性的钢线材及其生产方法技术

本发明专利技术的一个方面旨在提供具有优异的球化热处理特性的钢线材及其生产方法。本发明专利技术的一个实施方案提供了具有优异的球化热处理特性的钢线材及其生产方法，所述钢线材包含：0.3重量％至0.5重量％的C、0.02重量％至0.4重量％的Si、1.0重量％至1.5重量％的Mn、0.3重量％至0.7重量％的Cr、0.003重量％或更少(不包括0重量％)的B、0.03重量％或更少(不包括0重量％)的Ti、0.03重量％或更少(包括0重量％)的P、0.01重量％或更少(包括0重量％)的S、0.02重量％至0.05重量％的Al和0.001重量％至0.01重量％的N，余量为Fe和不可避免的杂质，并且显微组织为其中主相为铁素体+珠光体的复合组织，并且包含5面积％或更少(包括0面积％)的贝氏体或马氏体中的至少一者，其中从直径的2/5点延伸至3/5点的区域中的平均珠光体团尺寸为至多7μm。至多7μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优异的球化热处理特性的钢线材及其生产方法


[0001]本公开内容涉及具有球化热处理特性的线材及其制造方法。

技术介绍

[0002]硼钢为这样的经济的材料：其可以通过经由添加少量的廉价的硼改善钢的淬透性来减少昂贵的合金元素例如Cr和Mo。具有低抗拉强度的800MPa等级硼钢由于不添加用于改善强度的合金元素而具有低抗拉强度，因此可以省略球化热处理，但是所述钢在淬透性方面具有限制，这限制其在大直径材料中的用途。高于1000MPa的高强度产品和大直径材料添加大量合金元素例如Cr或Mn，这增加了线材的抗拉强度并且需要球化热处理。
[0003]专利文献1为800MPa等级硼钢的代表性技术。在专利文献1中，旨在通过使铁素体晶粒尺寸细化并且增加在热轧钢棒中的分数来改善钢的韧性。然而，由于Cr含量的限制，因此在淬透性方面存在限制，这限制其在大直径钢棒中的用途。
[0004]为了改善该问题，在专利文献2中，添加Cr、Mo等，并且开发具有包含铁素体的显微组织的硼钢以改善感应淬透性(induction hardenability)。然而，由于铁素体为在奥氏体化热处理期间难以被奥氏体化的组织，因此为了使用短的热处理例如感应热处理，存在的缺点在于必须尽可能地减少线材的初始显微组织中包含的铁素体相分数。此外，在该方法中，为了提高精轧温度以尽可能低地保持铁素体分数，线材的强度增加，因此，其不可避免地在加工性方面产生不利影响。
[0005][现有技术文献][0006](参考文献1)日本特许专利公开第2010
‑r/>053426号
[0007](参考文献2)日本特许专利公开第2005
‑
133152号

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本公开内容的一个方面提供了具有球化热处理特性的线材及其制造方法。
[0010]技术方案
[0011]根据本公开内容的一个方面，具有优异的球化热处理特性的钢线材包含：0.3重量％至0.5重量％的C、0.02重量％至0.4重量％的Si、1.0重量％至1.5重量％的Mn、0.3重量％至0.7重量％的Cr、0.003重量％或更少(不包括0重量％)的B、0.03重量％或更少(不包括0重量％)的Ti、0.03重量％或更少(包括0重量％)的P、0.01重量％或更少(包括0重量％)的S、0.02重量％至0.05重量％的Al和0.001重量％至0.01重量％的N，以及余量中的Fe和不可避免的杂质，并且显微组织为其中主相为铁素体+珠光体的复合组织，并且包含5面积％或更少(包括0面积％)的贝氏体或马氏体中的一者或更多者，其中在距离表面从直径的2/5点延伸至3/5点的区域中的平均珠光体团尺寸为7μm或更少。
[0012]根据本公开内容的另一个方面，用于制造具有优异的球化热处理特性的钢线材的方法包括以下的操作：将钢材在1200℃或更高下加热60分钟或更长，然后对钢材进行一次
热轧以获得钢坯，所述钢材包含：0.3重量％至0.5重量％的C、0.02重量％至0.4重量％的Si、1.0重量％至1.5重量％的Mn、0.3重量％至0.7重量％的Cr、0.003重量％或更少(不包括0重量％)的B、0.03重量％或更少(不包括0重量％)的Ti、0.03重量％或更少(包括0重量％)的P、0.01重量％或更少(包括0重量％)的S、0.02重量％至0.05重量％的Al和0.001重量％至0.01重量％的N，以及余量中的Fe和不可避免的杂质；将钢坯空气冷却至150℃至500℃；以5℃/秒至30℃/秒的冷却速率将经空气冷却的钢坯冷却至室温；将经冷却的钢坯加热，然后在950℃至1050℃下取出钢坯；对取出的钢坯进行二次热轧以获得钢线材；以及以2℃/秒或更小将钢线材冷却，其中所述二次热轧包括以下的操作：对取出的钢坯进行中间精轧；以及在730℃至Ae3下对钢坯进行精轧。
[0013]有益效果
[0014]根据本公开内容的一个方面，可以提供能够提高球化热处理期间的渗碳体的球化率的线材及其制造方法。
具体实施方式
[0015]在以下描述中，将描述根据本公开内容的一个实施方案的具有优异的球化热处理特性的钢线材。首先，将描述本公开内容的合金组成。除非另有指示，否则以下描述的合金组成的含量由重量％表示。
[0016]C：0.3％至0.5％
[0017]C为被添加以加速渗碳体的球化的元素。当C的含量超过0.5％时，由于在进行球化热处理和锻造过程之后的淬火和回火热处理期间过量地产生残余奥氏体，因此难以获得足够的强度、韧性和延性。同时，C含量小于0.3％的硼钢具有足够低的抗拉强度，因此不需要单独的球化热处理。在本公开内容中，使用需要球化热处理的硼钢作为目标钢，以及为了加速渗碳体的球化率，将C含量控制为0.3％或更大。因此，C的含量优选在0.3％至0.5％的范围内。
[0018]Si：0.02％至0.4％
[0019]Si为被添加以确保一定水平的强度的元素。当Si含量小于0.02％时，强度改善效果不足，而当Si含量超过0.4％时，固溶强化效果过高，这可能在确保钢的加工性方面是不利的。因此，Si的含量优选具有0.02％至0.4％的范围。Si含量的下限可以更优选为0.04％，以及Si含量的上限可以更优选为0.3％。
[0020]Mn：1.0％至1.5％
[0021]Mn为被添加以改善淬透性的元素。当Mn的含量小于1.0％时，由于淬透性不足而可能难以获得足够的淬透性，使得在球化热处理和锻造过程之后的淬火和回火热处理期间可能难以获得足够的强度。当Mn的含量超过1.5％时，由于过大的淬透性而可能存在当制造钢线材时产生低温组织的问题。由于低温组织可能在随后的拉拔过程中引起内部裂纹，因此期望限制其含量。因此，Mn的含量优选在1.0％至1.5％的范围内。Mn含量优选为1.0％至1.3％。这是因为，通常，由于Mn为在铸造过程期间容易偏析的元素，因此当满足期望水平的淬透性时，通过将Mn含量保持得低来控制钢的偏差是有利的。
[0022]Cr：0.3％至0.7％
[0023]与Mn相似，Cr可以主要地用作用于增强钢的淬透性的元素。当Cr的含量小于0.3％
时，钢的淬透性不足，使得大直径材料的中心部分的淬透性不足。当钢的淬透性超过0.7％时，由于在钢内部偏析区域的存在，因此在线材制造过程期间可能出现低温组织带，并且在随后的拉拔过程中可能出现裂纹。因此，Cr的含量优选在0.3％至0.7％的范围内，更优选在0.3％至0.6％的范围内。
[0024]B：0.003％或更少(不包括0％)
[0025]B为被添加以改善淬透性的元素。当B的含量超过0.003％时，由于B形成Fe
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(C,B)6，因此游离硼的量减少并且钢的淬透性降低。因此，B的含量优选在0.003％或更少的范围内。
[0026]Ti：0.03％或更少(不包括0％)
[0027]Ti为被添加以固定氮从而使用于改善本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有优异的球化热处理特性的钢线材，所述钢线材包含：0.3重量％至0.5重量％的C、0.02重量％至0.4重量％的Si、1.0重量％至1.5重量％的Mn、0.3重量％至0.7重量％的Cr、0.003重量％或更少但不包括0重量％的B、0.03重量％或更少但不包括0重量％的Ti、0.03重量％或更少且包括0重量％的P、0.01重量％或更少且包括0重量％的S、0.02重量％至0.05重量％的Al和0.001重量％至0.01重量％的N，以及余量中的Fe和不可避免的杂质，并且显微组织为其中主相是铁素体+珠光体的复合组织，并且包含5面积％或更少且包括0面积％的贝氏体或马氏体中的一者或更多者，其中在距离表面从直径的2/5点延伸至3/5点的区域中的珠光体团的平均尺寸为7μm或更少。2.根据权利要求1所述的具有优异的球化热处理特性的钢线材，其中所述铁素体的分数为35面积％或更大。3.根据权利要求1所述的具有优异的球化热处理特性的钢线材，其中所述钢线材的在距离所述钢线材的表面从直径的2/5点至3/5点的区域中的所述铁素体的平均晶粒尺寸为5μm或更小。4.根据权利要求1所述的具有优异的球化热处理特性的钢线材，其中所述钢线材在进行球化热处理一次之后具有2.5或更小的渗碳体的平均纵横比。5.一种用于制造具有优异的球化热处理特性的钢线材的方法，所述方法包括以下的操作：将钢材在1200℃或更高下加热60分钟或更长，然后对所述钢材进行一次热轧以获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相润，李在胜，李炳甲，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：