【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气阀钢轧制及热处理，涉及一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法。
技术介绍
1、53cr21mn9ni4n钢(简称21-4n)作为汽车排气阀用量较大的钢材料，作为内燃机的重要工作零件以及易损件，其通常要在400-950℃高温、高压、强腐蚀环境下进行频繁往复的高速运动。因此，气阀钢的要求也极为苛刻，尤其是在700℃使用温度下需要具有高的强韧性和耐磨性，并具有冷热交变的组织稳定性和抗氧化性。
2、21-4n采用mn、n代ni并降低si含量，生产成本有所降低且性能优越，是目前排气阀生产材料采用最广的一种。但其因c、mn、n含量高，变形抗力大，室温强度高、塑性低、脆性大，加工硬化效果明显，热变形范围窄，使其生产难度较高。21-4n钢在生产及使用过程中，加热温度高时，层状组织中的碳化物呈粒状，随着加热温度的降低，层状组织中出现含量和尺寸逐渐增大的条状碳化物，高的c、n含量决定了在一定条件下会有晶界层状组织的组成，其占比通常高于5％，这会大幅度降低材料的抗腐蚀性和高温强度，因此，21-4n钢的层状析出物需控制在1级以内，以保证材料的相关性能。但现有技术中，21-4n的生产仍然存在层状析出物超标的问题，且目前国内对21-4n的生产方法的相关研究很少，仍难以有效解决层状析出物的控制问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中21-4n固溶后盘条层状析出物占比大于5％而导致的最终使用性能急剧下降的技术问题，本专利技术提供了一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法。p>
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，所述的生产方法包括21-4n气阀钢坯料进行轧制加热、轧制以及固溶处理，其中，轧制过程中，控制进精轧机温度在750-900℃。本专利技术通过控制在低温下进行轧制，使得碳化物尽可能呈层片状充分析出，在经过轧制变形后，碳化物破碎成颗粒，达到产品层状析出物≤1级的目的。
4、优选的，所述的气阀钢坯料采用140*140-170*170mm的方坯。
5、优选的，所述轧制加热包括预热段、加热一段、加热二段和均热段，其中，加热二段温度1160-1180℃，均热段温度1160-1180℃，加热二段及均热段在炉时间≥90min，坯料内外温度均匀，使其碳化物充分溶入基体。更优选的，所述轧制加热包括：预热段温度≤950℃，此段时间40-60min；加热一段温度1050-1100℃，此段时间20-40min；加热二段温度1160-1180℃，均热段温度1160-1180℃，加热二段及均热段在炉时间≥90min。
6、优选的，所述轧制过程包括：坯料经过粗轧、一中轧、二中扎、预精轧、精轧机组、吐丝得到盘圆，更优选的，其出口尺寸依次为φ102±5mm→φ49±5mm→φ25mm左右的椭圆坯/圆坯→φ17±3mm→φ5.5～10mm，随后进行空冷等待固溶。
7、更优选的，进一中轧温度为950-1050℃。
8、更优选的，通过水冷控制进精轧机温度为750-900℃。
9、更优选的，控制吐丝温度≤1000℃，进一步避免温度过高导致碳化物重新融入基体的情况。且吐丝后轧件空冷即可，无需进行风冷等操作。
10、优选的，轧制线速度20～60m/s，控制轧速能够进一步降低因过高速度而产生的变形热，以及与控制冷却一起进行轧制全过程的表面温度控制。
11、优选的，所述固溶包括：1070±10℃热处理30min，1050±10℃热处理90min；更优选的，固溶在环形固溶炉中进行，环形固溶炉一区设定1070±10℃、二区设定1050±10℃、三区设定1050±10℃、四区设定1050±10℃，每个区域30min。通过将开始的一区温度设定为整炉最高温度区域，加快了固溶时盘条的升温速率，使其快速达到目标温度，缩短在层状析出物析出温度停留时间，进一步保证产品的层状析出物符合≤1级。
12、优选的，所述21-4n钢的成分以质量分数包括：c：0.48-0.58％，mn：8.00-10.00％，cr：20.00-22.00％，ni：3.25-4.50％，n：0.35-0.50％。更优选成分包括：c：0.48-0.58％，si：≤0.35％，mn：8.00-10.00％，p：≤0.040％，s：≤0.030％，cr：20.00-22.00％，cu：≤0.30％，ni：3.25-4.50％，n：0.35-0.50％，c+n：≥0.90％，其余为铁和残余杂质元素。
13、优选的，轧制盘条规格为φ5.5～10mm，层状析出物≤1级。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，包括对21-4n坯料加热、轧制及热处理步骤。本专利技术采用低温轧制，尤其是控制进精轧温度，并结合控制轧制线速度，使碳化物充分析出并破碎，组织变成奥氏体+碳化物两相，在固溶过程中不再析出碳化物，从而得到层状析出物≤1级的目标产品，同时辅助加快固溶时盘条的升温速率，使其快速达到目标温度，缩短在层状析出物析出温度停留时间，进一步保证产品的层状析出物≤1级，具有广阔的市场应用前景。并且本专利技术生产过程控制在低温进行，能够进一步降低生产成本，减少能源损耗，有利于进一步提升经济效益。同时本专利技术生产方法操作简便，适用于工业化大规模生产。
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1.一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述的生产方法包括21-4N气阀钢坯料进行轧制加热、轧制以及固溶处理，其中，轧制过程中，控制进精轧机温度在750-900℃。
2.根据权利要求1所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述轧制加热包括预热段、加热一段、加热二段和均热段，其中，加热二段温度1160-1180℃，均热段温度1160-1180℃，加热二段及均热段在炉时间≥90min。
3.根据权利要求1所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，通过水冷控制进精轧机温度为750-900℃。
4.根据权利要求1所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述轧制过程包括：坯料经过粗轧、一中轧、二中扎、预精轧、精轧机组、吐丝得到盘圆。
5.根据权利要求4所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，进一中轧温度为950-1050℃。
6.根据权利要求4所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，控制吐丝温度≤1000℃。p>
7.根据权利要求1所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，轧制线速度20～60m/s。
8.根据权利要求1所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述固溶包括：1070±10℃热处理30min，1050±10℃热处理90min。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，轧制盘条规格为Φ5.5～10mm，层状析出物≤1级。
10.根据权利要求9所述一种改善21-4N盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述21-4N钢的成分以质量分数包括：C：0.48-0.58％，Si：≤0.35％，Mn：8.00-10.00％，P：≤0.040％，S：≤0.030％，Cr：20.00-22.00％，Cu：≤0.30％，Ni：3.25-4.50％，N：0.35-0.50％，C+N：≥0.90％，其余为铁和不可避免的残余杂质元素。
...【技术特征摘要】
1.一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述的生产方法包括21-4n气阀钢坯料进行轧制加热、轧制以及固溶处理，其中，轧制过程中，控制进精轧机温度在750-900℃。
2.根据权利要求1所述一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述轧制加热包括预热段、加热一段、加热二段和均热段，其中，加热二段温度1160-1180℃，均热段温度1160-1180℃，加热二段及均热段在炉时间≥90min。
3.根据权利要求1所述一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，通过水冷控制进精轧机温度为750-900℃。
4.根据权利要求1所述一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，所述轧制过程包括：坯料经过粗轧、一中轧、二中扎、预精轧、精轧机组、吐丝得到盘圆。
5.根据权利要求4所述一种改善21-4n盘条层状析出物的生产方法，其特征在于，进一中轧温度为950-1050℃。
6.根据权利要求4所述一种改善21-4...
【专利技术属性】
技术研发人员：路春春，金吉男，季灯平，刘畅，陈转玲，丁贺，
申请(专利权)人：浙江青山钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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