【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金，涉及一种非调质冷镦钢及其制造方法。
技术介绍
1、冷镦工艺是在室温下采用一次或多次冲击加载的工艺，其广泛用于生产螺钉、销钉、螺母等标准件。冷镦工艺可有效地节省原料、降低生产成本，还可以通过冷作硬化提高工件的抗拉强度，从而改善力学性能。冷镦用钢需要具有良好的冷锻性能，期望钢中s和p等杂质含量少，且对钢材的表面质量要求严格。经常采用优质碳钢作为冷镦用钢。当钢的含碳钢大于0.25％时，需要进行球化退火热处理以改善钢的冷镦性能。
2、冷镦钢盘条一般为低、中碳优质碳素结构钢和优质合金结构钢，用来冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件。冷镦钢盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。冷镦钢产品主要用于汽车、造船、设备制造、电子、家电、自行车、工具、轻钢结构、建筑等行业。
3、冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材的冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10％～30％，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺。
4、07mn2siv属于一种冷镦钢成型用钢。按照合金结构钢标准，07mn2siv的成分组成如下：0.05-0.12％的c；1.0-1.5％的si；1.5-2.0％的mn；≤0.035％的s；≤0.035％的p；0.01-0.04％的v；≥0.015％的al。该钢种的力学性能如下：屈服强度(σs)≥385mpa；抗拉强度(σb) ≥625mpa；延伸率δ5≥29％；断面收缩率ψ≥41％。该合金具
5、因此，需要一种强度更高、塑韧性更好、成本更合理的非调质冷镦钢，以满足实际应用的需要。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的上述缺陷与不足，本专利技术人通过优化合金成分获得了一种非调质冷镦钢，其具有较低的材料成本和良好的力学性能。
2、在第一方面，本公开提供一种非调质冷镦钢，所述非调质冷镦钢除包含90％以上的fe 和其他不可避免的杂质之外，还包含以质量百分比计的如下化学元素：c：0.05-0.15％、si： 1.0-1.5％、mn：1.5-2.0％、p≤0.025％、s≤0.015％、v：0.01-0.04％、n≤0.005％、al：0.018- 0.04％、o≤0.001％、y：0.02-0.05％、zr：0.03-0.08％、mg：0.001-0.005％。
3、在第二方面，本公开提供一种非调质冷镦钢，其包含以质量百分比计的如下化学元素： c：0.05-0.15％、si：1.0-1.5％、mn：1.5-2.0％、p≤0.025％、s≤0.015％、v：0.01-0.04％、n≤0.005％、 al：0.018-0.04％、o≤0.001％、y：0.02-0.05％、zr：0.03-0.08％、mg：0.001-0.005％，余量为fe和其他不可避免的杂质。
4、在一个实施方案中，本公开的非调质冷镦钢还包含总量为1％以下的稀土元素(如ce、 la、sc)和/或过渡金属元素(如hf、re)。
5、在一个优选的实施方案中，本公开的非调质冷镦钢中，v的含量以质量百分比计为0.01- 0.03％。
6、在一个优选的实施方案中，本公开的非调质冷镦钢中，zr的含量以质量百分比计为 0.045-0.075％。
7、在一个优选的实施方案中，本公开的非调质冷镦钢中，y的含量以质量百分比计为0.025- 0.045％。
8、在一个优选的实施方案中，本公开的非调质冷镦钢中，mg的含量以质量百分比计为 0.001-0.0025％。
9、在一个优选的实施方案中，以质量百分比计，本公开的非调质冷镦钢中的元素含量满足： ([y]+[zr]+[mg]-[v])/([o]+[n]+[s])≥2.0，，式中各化学元素符号代表相应化学元素质量百分比含量的百分号之前的数值。当相关元素的含量满足上述关系式时，可以更好地实现钢材的力学性能。
10、在一个优选的实施方案中，以质量百分比计，本公开的非调质冷镦钢中的元素含量满足以下各项中的至少一个：[y]/[n]＝4-20；[y]/[v]＝0.5-4.5；[y]/[c]＝0.2-1.0；[mg]/[o]＝1-10； [mg]/[s]＝0.2-0.8，式中各化学元素符号代表相应化学元素质量百分比含量的百分号之前的数值。当相关元素的含量满足上述关系式时，可以更好地控制质点(如yc、yn、mgo、mgs) 的数量，从而更好地改善钢材的力学性能。
11、在一个实施方案中，所述其他不可避免的杂质包括cr、mo和ni。
12、在一个实施方案中，本公开的非调质冷镦钢具有以下质点中的一种以上：zrc、yc、yn、 mgo、mgs、y2o3、ys；优选地，全部所述质点的合计数量为10～40个/mm2。通过具有合计数量为上述范围内的上述质点，可以在连铸冷却凝固过程和热轧过程中进一步细化晶粒并稳定奥氏体晶粒尺寸，从而避免在钢坯和热轧产品表面形成缺陷，并可以改善钢的力学性能和冲压性能。
13、在一个优选实施方案中，本公开的非调质冷镦钢具有zrc质点，其数量为1-5个/mm2。
14、在一个优选实施方案中，本公开的非调质冷镦钢具有yc和yn质点，它们的合计数量为6-25个/mm2。
15、在一个优选实施方案中，本公开的非调质冷镦钢具有mgo和mgs质点，它们的合计数量为4-16个/mm2。
16、在一个优选实施方案中，本公开的非调质冷镦钢具有y2o3和ys质点。
17、在一个实施方案中，本公开的非调质冷镦钢的微观组织为铁素体+珠光体。
18、本公开的非调质冷镦钢的力学性能满足下述各项中的至少一项：屈服强度(rel)≥425 mpa、抗拉强度(rm)≥675mpa、延伸率≥33％、断面收缩率≥45％。优选地，本公开的非调质冷镦钢的力学性能满足如下：屈服强度(rel)≥425mpa、抗拉强度(rm)≥675mpa、延伸率≥33％以及断面收缩率≥45％。
19、本公开的非调质冷镦钢具有良好的力学性能，强度较高、塑性较好。通过添加特定含量范围内的上述设计元素，使钢的晶粒细化，在提高强度的同时，改善塑性和韧性，实现较高的屈强比。本公开的非调质冷镦钢可用于生产螺钉、销钉、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢除包含90％以上的Fe和其他不可避免的杂质之外，还包含以质量百分比计的如下化学元素：
2.一种非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢包含以质量百分比计的如下化学元素：
3.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢还包含总量为1％以下的稀土元素(如Ce、La、Sc)和/或过渡金属元素(如Hf、Re)。
4.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，V的含量以质量百分比计为0.01-0.03％，Zr的含量以质量百分比计为0.045-0.075％，Y的含量以质量百分比计为0.025-0.045％，和/或Mg的含量以质量百分比计为0.001-0.0025％。
5.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢中的元素含量满足：([Y]+[Zr]+[Mg]-[V])/([O]+[N]+[S])≧2.0，式中各化学元素符号代表相应化学元素质量百分比含量的百分号之前的数值。
6.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述其他不可避免的杂质包括Cr、Mo和Ni。
8.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢具有以下质点中的一种以上：ZrC、YC、YN、MgO、MgS、Y2O3、YS；优选地，全部所述质点的合计数量为10～40个/mm2。
9.根据权利要求8所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢具有ZrC质点，其数量为1-5个/mm2。
10.根据权利要求8所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢具有YC和YN质点，它们的合计数量为6-25个/mm2。
11.根据权利要求8所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢具有MgO和MgS质点，它们的合计数量为4-16个/mm2。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢的微观组织为铁素体+珠光体。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢的力学性能满足如下：屈服强度≥425MPa、抗拉强度≥675MPa、延伸率≥33％以及断面收缩率≥45％。
14.权利要求1至13中任一项所述的非调质冷镦钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：对钢水依次进行冶炼、精炼和连铸，制得连铸坯；对连铸坯进行热轧，获得非调质冷镦钢。
15.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法不包括热处理。
16.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，在精炼末期，加入钇铁合金、锆铁合金和镁铝合金。
17.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，在连铸步骤中，拉速为0.45-0.85m/min；优选地，在连铸步骤中，采用结晶器电磁搅拌，电流为500-700A，频率为2.5-3.5Hz；优选地，所述连铸坯的等轴晶比例≥25％。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述热轧包括初轧和二次轧制，初轧和二次轧制的加热温度均为1150～1250℃。
...【技术特征摘要】
1.一种非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢除包含90％以上的fe和其他不可避免的杂质之外，还包含以质量百分比计的如下化学元素：
2.一种非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢包含以质量百分比计的如下化学元素：
3.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢还包含总量为1％以下的稀土元素(如ce、la、sc)和/或过渡金属元素(如hf、re)。
4.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，v的含量以质量百分比计为0.01-0.03％，zr的含量以质量百分比计为0.045-0.075％，y的含量以质量百分比计为0.025-0.045％，和/或mg的含量以质量百分比计为0.001-0.0025％。
5.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢中的元素含量满足：([y]+[zr]+[mg]-[v])/([o]+[n]+[s])≧2.0，式中各化学元素符号代表相应化学元素质量百分比含量的百分号之前的数值。
6.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢中的元素含量满足以下各项中的至少一个：[y]/[n]＝4-20；[y]/[v]＝0.5-4.5；[y]/[c]＝0.2-1.0；[mg]/[o]＝1-10；[mg]/[s]＝0.2-0.8，式中各化学元素符号代表相应化学元素质量百分比含量的百分号之前的数值。
7.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述其他不可避免的杂质包括cr、mo和ni。
8.根据权利要求1或2所述的非调质冷镦钢，其特征在于，所述非调质冷镦钢具有以下质点中的一种以上：zrc、yc、yn、mgo、mgs、y2o3、ys；优选地，全部所述质...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏光，黄宗泽，翟瑞银，陈志平，任清学，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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