本发明专利技术涉及一种Ｃｒ－Ｎｉ系奥氏体耐热钢弹簧及其冷拔钢丝的制备方法，该冷拔钢丝的制备方法包括以下步骤：冶炼、锻造、热轧和冷变形，其中：冷拔钢丝的化学成分按重量百分比为：Ｃ：０．０２５～０．０８５、Ｃｒ：１４．０～１６．０、Ｎｉ：２５．０～２８．０、Ｍｏ：１．０～１．６、Ｔｉ：２．６～３．２、Ａｌ：０．２２～０．４５、Ｓｉ：０．２８～０．４４、Ｍｎ：０．２４～０．４５、Ｓ：≤０．００７、Ｐ：≤０．０１０、Ｂ：０．００２５～０．０１、Ｃａ：０．００１３～０．０３，其余为Ｆｅ和不可避免的杂质；冷变形步骤的变形量为１０～４０％，最佳冷变形量为２０％～２５％，这样可使钢丝的强度和塑性具有最佳配合。采用上述钢丝制备的耐热钢弹簧，其回弹力大大提高，从而可提高制得弹簧的合格率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料及其制备领域，特别涉及一种Cr-Ni系奥氏体 耐热钢弹簧及其冷拔钢丝的制备方法，主要适用于冶金、机械、化工 等领域。
技术介绍
在目前技术中，冷拔丝材采用的冷变形量通常在百分之几至百分 之九十几之间，主要根据丝材的钢种、用途和性能要求决定。如为保 证Fe-Cr-Ni系奥氏体不锈钢具有较好的永磁特性，其丝材的冷拔变形 量最好控制在百分之九十多(《上海钢研》2000年第26巻第3期，第 1页~第4页)。而对于GH90用作弹簧的丝材，为保i正满足技术条件 要求，其冷拔变形量最好控制在40%~45% (《上海钢研》2005年第 3期，第24页 第26页)。冷拔丝材的变形量根据不同材料、不同用 途以及不同性能要求，可以有不同的选择。制作弹簧大部分采用冷拔丝材，不同之处是有的在冷拔后直接巻 曲成簧，有的是经过固溶后再制成弹簧。用两种方法制得的弹簧都要 经过时效和稳定化处理，时效处理是在原基体中析出细小弥散分布的 强化相，以提高丝材的强度；而稳定化处理是在时效并获得较高强度5后再进行压缩时效，即在使用温度以上的某个温度强制压缩时效较长 时间， 一方面可以稳定弹簧的组织，另一方面可以保证弹簧在使用温 度下具有较高的回弹力。所以，制造弹簧丝材时效后的强度和稳定化 处理之后的回弹力直接影响弹簧的性能，但这两种性能都和制造弹簧 所用丝材的冷拔变形量有关。Cr-Ni系奥氏体耐热钢(例如1Crl5Ni27Ti3MolAl),可以在不高 于600。C的温度下工作。由该材料制成的弹簧可以用于冶金、机械、化 工等耐热部件上。该弹簧工作在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下，并 承担着传递压力，控制某些部件的开合，作用非常重要。而和弹簧性 能直接相关的就是制造弹簧所用丝材的强度以及弹簧的回弹力。选择 本专利技术中的冷拔变形量可以提高制得弹簧的合格率，但是现有技术中 对于与该成分最佳匹配的冷变形量却没有进行深入的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种Cr-Ni系奥氏体耐热钢弹簧用冷拔 钢丝制备方法，采用1Crl5Ni27Ti3MolAl耐热钢与最佳冷变形量的结 合，得到具有高强度和高塑性最佳配合的冷拔钢丝。本专利技术的另一目的是提供一种Cr-Ni系奥氏体耐热钢弹簧的制备 方法，采用上述方法得到的弹簧的回弹力提高，从而提高制得弹簧的 合格率。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的一种Cr-Ni系奥氏体耐热钢弹簧用冷拔钢丝的制备方法，包括以下 步骤冶炼、锻造、热轧和冷变形，冷拔钢丝的化学成分按重量百分 比为C: 0.025 — 0.085、 Cr: 14.0—16.0 、 Ni: 25.0 ~ 28.0、 Mo: 1.0 ~ 1.6、 Ti: 2,6 ~ 3.2、 Al: 0.22-0.45、 Si: 0.28 ~ 0.44、 Mn: 0.24 ~ 0.45、 S:《0.007、 P:《0.010、 B: 0.0025 —0.01、 Ca: 0.0013 — 0.03,其余 为Fe和不可避免的杂质；冷变形步骤的变形量为10~40%。最佳变形量为20~25%。冷变形步骤包括2步或2步以上的冷拔工艺，冷拔工艺之间有软 化退火、酸洗和精整。所述软化退火为在1050°C ± l(TC，保温2~3小时。 该制备方法具有至少一组以下工艺参数冶炼步骤采用真空感应和真空自耗冶炼，得到的真空自耗锭为 ,0~ 240x1500- 1800mm;锻造步骤为采用2000t快锻机对自耗锭开坯，加工成145 ~ 165mm 方坯；热轧步骤为将上述方坯轧成08 ~ 10mm直条，采用650和250轧 机，开轧温度^1060。C,停轧温度^卯0。C,成品终轧温度^950。C。一种Cr-Ni系奥氏体耐热钢弹簧的制备方法，包括以下步骤冶炼、 锻造、热轧、冷变形和加工成弹簧，弹簧的化学成分按重量百分比为 C: 0.025 — 0.085、 Cr: 14.0—16.0 、 Ni: 25.0 ~ 28.0、 Mo: 1.0 ~ 1.6、 Ti: 2,6 ~ 3.2、 Al: 0.22 — 0.45、 Si: 0.28 — 0.44、 Mn: 0.24 ~ 0.45、 S:《0.007、 P:《0.010、 B: 0.0025 — 0,01、 Ca: 0.0013 ~ 0.03,其余为Fe和不可避免的杂质；冷变形步骤的变形量为10~40%; 在加工成弹簧后进行时效处理和稳定化处理。最佳变形量为20~25%。时效处理为在700°C ± 10°C,空冷5~5.5小时。 稳定化处理为在500°C ± 10°C ，空冷20 ~ 30小时。 弹簧具有至少以下性能之一时效后室温力学性能为Rm : 1170 ~ 1450 MPa、 Rp02: 1150 - 1280 MPa、 A : 3.5 ~ 8%、 Z : 30.0 ~ 47.5%、 HV(u : 362 ~ 475; 稳定化处理后的回弹力为24 ~ 103N。当变形量为20 ~ 25%时，稳定化处理后的回弹力为59 ~ 103N。本专利技术的关4建在于采用1Crl5Ni27Ti3MolAl耐热钢与最佳冷变 形量的结合，得到具有高强度和高塑性配合的冷拔钢丝。冷拔后丝材的性能与丝材所承受的冷变形量直接相关。金属或合 金经过冷变形后，材料内部晶粒发生滑移，位错密度大幅度增加，逐 渐出现位错缠结，进而阻碍位错在材料内部的移动，从而提高了材料 的强度和硬度。同时，由于位错缠结增多，位错滑移更加困难，致塑 性随冷变形量的增加而下降。很明显，冷变形量和材料的强度成正比 变化，冷变形量越大，晶粒变形越激烈，位错增殖越多，强度也越高， 塑性越低，反之强度越低，塑性越高。而冷变形直接时效后的性能也有同样规律，即，冷变形量越大，时效后的强度也越高，塑性越低。而且对于1Crl5M27Ti3MolAl钢而言，冷变形后直4^时岁文会进一步才是 高材料的强度，因为在时效过程中析出了细小弥散的析出物，强化了 基体，而冷变形量的增加也会促进这种强化相的析出。但强度提高的 同时塑性会下降，对于冷变形钢丝存在一个最佳的冷变形区间，可以 达到强度和塑性的最佳配合。由1Crl5Ni27Ti3MolAl冷拔丝材制得的弹簧经过时效处理后还要 经过稳定化处理，即在使用温度以上再经过较长时间的强制压缩时效 处理，其目的之一是使组织进一步稳定，目的之二是保证弹簧在使用 温度上能有较高的回弹力。稳定化处理后的性能除了和稳定化处理工 艺有关外，还和丝材的冷拔变形量密切相关。冷变形量过小(<10% ) 时，时效后强化相析出不充分，强度低，稳定化处理后弹性性能差， 回弹力不足；冷变形量过大(〉40% )时，加工硬化严重，时效过程 中强化相会出现过时效，即发生强化相粗化现象，表现为强度上升， 而塑性、韧性下降。经过稳定化处理之后同样会引起回弹力的下降， 影响弹簧的性能。因此，对于制造弹簧的冷拔丝材而言，存在一个最 佳的冷变形量，即20~25%，可使得丝材的强度和塑性达到最佳匹配， 使得弹簧的回弹力大大提高。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于对于Cr-Ni系奥氏体耐热钢弹簧用冷拔钢丝，通过 1Crl5Ni27Ti3MolAl耐热钢的成分与最佳冷变形量的结合，使得冷拔钢丝的强本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃｒ－Ｎｉ系奥氏体耐热钢弹簧用冷拔钢丝的制备方法，包括以下步骤：冶炼、锻造、热轧和冷变形，其特征在于： 冷拔钢丝的化学成分按重量百分比为：Ｃ：０．０２５～０．０８５、Ｃｒ：１４．０～１６．０、Ｎｉ：２５．０～２８．０、Ｍｏ：１．０ ～１．６、Ｔｉ：２．６～３．２、Ａｌ：０．２２～０．４５、Ｓｉ：０．２８～０．４４、Ｍｎ：０．２４～０．４５、Ｓ：≤０．００７、Ｐ：≤０．０１０、Ｂ：０．００２５～０．０１、Ｃａ：０．００１３～０．０３，其余为Ｆｅ和不可避免的杂质； 冷变形步骤的变形量为１０～４０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立民，杨钢，刘正东，程世长，林肇杰，李密，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[]
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