一种高碳钢盘条的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高碳钢盘条的热处理方法，包括：将奥氏体化的高碳钢盘条在盐浴中依次经过淬火与等温相变的热处理过程；所述淬火温度为400

【技术实现步骤摘要】
一种高碳钢盘条的热处理方法


[0001]本专利技术涉及材料热处理
，具体涉及一种高碳钢盘条的热处理方法。

技术介绍

[0002]近年随着我国经济发展的需求，交通基础建设蒸蒸日上，特大跨度悬索桥梁数量迅猛增长。随着跨度和车道数量的增加，国内外悬索桥的主缆钢丝己处于超高强度发展阶段，不断提高钢丝的抗拉强度成为桥梁缆索的发展趋势，而钢丝相应的原料盘条的强度和组织均匀性也需要大幅度提高。
[0003]现有高速线材轧制+斯太尔摩风冷技术冷却的风冷盘条，其索氏体化率不高且盘条冷却时存在搭接点而造成组织性能不均匀，另一方面风冷的冷却能力有限，很难将盘条强度再大幅提高。因此，为了进一步提高盘条的强度和组织均匀性，在不改变现有生产线的情况下，需要采用轧后热处理的方式对盘条进行处理。
[0004]盐浴是目前盘条轧后热处理方式之一，在对高强度缆索钢盘条进行盐浴热处理时，为获得较高的强度，往往是将盘条进行奥氏体化以后，再在较低温度下进行等温转变，以细化珠光体片层，提高盘条强度。但大多数热处理用盐是硝盐，由硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠中的两种或三种组成，其与盘条的热交换效率低，冷却能力不足，而为控制实际相变温度只能降低盐温，将盐温低于实际相变温度60℃以上，熔盐温度的降低，会引起熔盐的流动性变化，影响对流换热效率，同时导致有效相变段过短，容易导致盘条相变不完全，残余奥氏体将在出盐槽后转化为低温贝氏体或马氏体组织，贝氏体与马氏体会降低盘条塑性，导致在后续拉拔过程中，由于不同组织变形能力不同，在组织相界面容易产生应力集中，增加材料内部微裂纹的产生几率，引起拉拔断裂，增加拉拔过程的断丝率，降低钢丝的扭转性能。专利CN110205473A中公开了一种提高超高强度缆索用盘条组织均匀性的热处理方法，其采用三段式等温盐浴热处理，先经过470
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500℃的盐浴热处理后，再将温度提高到510
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540℃，保证残余奥氏体转变成珠光体。但其盐浴槽冷却能力有限，无法满足碳含量0.95％以上且规格＞14mm盘条高强度高韧性的生产要求，导致应用受限，而且热处理后的盘条中依然存在较多的贝氏体组织。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有离线热处理高强度缆索钢用高碳钢盘条时，应用受限且易形成低温贝氏体和马氏体组织的缺陷，从而提供一种高碳钢盘条的热处理方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高碳钢盘条的热处理方法，包括：将奥氏体化的高碳钢盘条在盐浴中依次经过淬火与等温相变的热处理过程；
[0008]所述淬火温度为400
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450℃，淬火时间为10
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20s；
[0009]所述等温相变温度为550
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590℃，等温相变时间为3
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5min。
[0010]淬火温度在400
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450℃时，当淬火时间为10s以上时，可使高碳钢盘条与盐浴中的熔盐实现快速热交换，进而快速的过冷至较低温度，降低原子扩散速度，使过冷奥氏体短时间内保持稳定状态，并使高碳钢盘条心部与表面温度趋于一致；而淬火时间小于20s时，不仅仅能保证高碳钢盘条快速的过冷至较低温度并使心部与表面温度趋于一致，而且，由于时间较短，可以保证过冷奥氏体持续处于孕育期，不发生相变，可避免低温贝氏体的形成；当高碳钢盘条从低温淬火温度回到等温相变温度时，由于盐液冷却能力强，相变过程释放的相变潜热可快速被带走，熔盐温度与盘条实际相变温度一致，高碳钢盘条可在稳定的温度下发生等温相变。同时，高碳钢盘条出淬火区后进入等温相变区，深度过冷下存储的驱动力会显著提高等温转变形核率，其珠光体团尺寸会得到明显的细化，盘条塑性大大提高，高碳钢盘条在550
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590℃相变，可得到片层细小均匀的索氏体组织，且相变时间3
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5min的设置，可保证相变充分进行。
[0011]优选的，所述奥氏体化的高碳钢盘条在奥氏体化加热前还进行抛丸处理。
[0012]优选的，所述抛丸处理步骤中，采用的钢丸的粒度为1.2
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2.0mm，抛丸后的高碳钢盘条的粗糙度Ra为6.3
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8.0μm。对热轧盘条抛丸，目的是去除表面锈层及氧化皮。抛丸过程主要控制表面清洁度及粗糙度，为此，使用的钢丸粒度为1.2
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2.0mm，抛丸后表面粗糙度达到6.3
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8.0μm。氧化皮去除不干净或表面粗糙度较大，不仅会使熔盐在盘条表面的流动性变差，还会使盘条与熔盐间的热传导变差，热交换强度降低。
[0013]优选的，所述奥氏体化的高碳钢盘条的获取过程为：对高碳钢盘条采用热辐射加热，加热温度为940
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980℃，加热时间为6
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10min。
[0014]优选的，所述奥氏体化的高碳钢盘条在还原性气氛下加热获得，炉内碳势≥0.96％。
[0015]优选的，所述盐浴采用的熔盐为硝酸钾和硝酸钠的混合盐。
[0016]优选的，所述熔盐中硝酸钾的质量分数为40
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60％。
[0017]优选的，所述熔盐中还添加水；所述水占水和熔盐总质量的0.2
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0.5％。
[0018]优选的，所述熔盐通过涌泉方式浸没在高碳钢盘条传输区域中。
[0019]优选的，所述涌泉的频率为38
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42Hz，涌泉方向与盘条运动方向相反。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]1.一种高碳钢盘条的热处理方法，包括：将奥氏体化的高碳钢盘条在盐浴中依次经过淬火与等温相变的热处理过程；所述淬火温度为400
‑
450℃，淬火时间为10
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20s；所述等温相变温度为550
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590℃，等温相变时间为3
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5min。本专利技术的热处理方法中，先进行淬火将高碳钢盘条冷却至400
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450℃，使其快速达到深度过冷，由于采用过冷的方式，低温下原子扩散能力降低，相变孕育期延长，因此在该温度下保温10
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20s时，过冷奥氏体依然还处于相变孕育期内，过冷奥氏体不会发生低温相变，避免了贝氏体的形成；随后进行等温相变，由于高碳钢盘条在第一段盐浴槽中淬火已经完成了热交换并使心部温度趋于一致，高碳钢盘条进入第二段盐浴槽进行后续等温交换时，对熔盐温度造成的影响极小，可在熔盐预设温度内完成等温相变，且表层与心部温度一致，因此奥氏体组织均转变为珠光体，表层无贝氏体组织产生。同时，由于高碳钢盘条经过了深度过冷步骤，其储存了大量驱动力，以此提高了等温相变时的形核率，细化珠光体团尺寸，提高盘条塑性；由于塑性提高，因此无需自然时效处理即可获得具有较高塑性的盘条，可免除下游客户的时效处理，缩短使用周期，节
约时间成本；
[0022]通过本专利技术的热处理方法获得的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高碳钢盘条的热处理方法，其特征在于，包括：将奥氏体化的高碳钢盘条在盐浴中依次经过淬火与等温相变的热处理过程；所述淬火温度为400
‑
450℃，淬火时间为10
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20s；所述等温相变温度为550
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590℃，等温相变时间为3
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5min。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述奥氏体化的高碳钢盘条在奥氏体化加热前还进行抛丸处理。3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于，所述抛丸处理步骤中，采用的钢丸的粒度为1.2
‑
2.0mm，抛丸后的高碳钢盘条的粗糙度Ra为6.3
‑
8.0μm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的热处理方法，其特征在于，所述奥氏体化的高碳钢盘条的获取过程为：对高碳钢盘条采用热辐射加热，加热温度为940
‑
980℃，加热时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李月云，王雷，张宇，
申请(专利权)人：江苏沙钢集团有限公司张家港宏昌钢板有限公司，
类型：发明
国别省市：