【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料，具体涉及一种抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条及其制造方法。
技术介绍
1、对于超高强桥梁缆索等应用领域钢丝用热轧盘条一般为高碳含量钢种，铁水经电炉冶炼和精炼工序制为钢水后，再通过连铸、轧制和吐丝制为盘条，国内外常规高速线材热轧盘条通常将吐丝后的盘条经过斯太尔摩风冷线进行盘条最终组织与性能调控，但由于斯太尔摩风冷线控冷能力不足，例如专利 cn102352469b公开的超高强度钒钛复合微合金化高碳钢盘条及其制备方法，采用c-mn-si-v-ti成分、中高温吐丝和斯太尔摩风冷线控制冷却工艺设计，即使风冷线冷珠光体相变前采用快冷，冷却速率也仅能达到14℃/s，其产品性能抗拉强度rm为1330～1410mpa，断面收缩率z≥32%；强塑性不足的成因在于：一方面，增加碳含量可以提高钢种强度，但高碳含量加剧了网状碳化物的析出风险，盘条冷却过程经过网碳析出敏感区的时间仍较长，导致析出网状碳化物，会引起强度损失特别是加剧了对盘条塑性的劣化；另一方面，铸态组织中晶粒较为粗大，虽然专利中加入v、ti等合金元素可以起到抑制热轧时奥氏体晶粒的长大的作用，但控冷不当导致的vc颗粒粗化，会弱化析出强化作用且vc颗粒析出得越多越粗会明显降低盘条塑性，塑性降低会导致盘条在制丝拉拔过程中断裂，同时控冷不当导致的索氏体组织含量较小、片层间距增加会进一步降低盘条强度；其次，风冷线控冷能力不足以及盘条的受风面与背风面冷速不均还会增加盘条性能波动。
2、虽然现有技术中有采用吐丝后在线水浴冷却替代风冷的方法，例如专利cn114369
3、以及虽然例如专利cn112176258a公开的2500mpa级钢绞线用盘条及其制造方法，采用c-mn-si-cr-v-ti成分、斯太尔摩冷却、集卷和盐浴冷却工艺设计，利用盐浴冷却减轻凝固偏析以及提高材料均匀性，使盘条的抗拉强度rm为1610～1660mpa，断面收缩率z≥28％，但集卷后需要通过散卷、加热和离线盐浴热处理再集卷，工序较多，能耗较大。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，提供一种抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条及其制造方法，实现热轧盘条向超高强化、轻量化方向发展，具有良好的市场应用前景。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条的制造方法，所述热轧盘条化学成分及质量百分比包括：c： 0 .90％～1 .10％、si：0.60％～1.10％、mn：0 .50％～0 .90％、al：0.10％～0 .30％、p≤0 .020％、s≤0 .008％、cr：0 .10％～0 .50％、v：0 .030％～0.070％，mo：0 .10％～0 .40％，其余为fe和不可避免杂质；所述制造方法包括：由高线轧制和吐丝后的盘条经过在线熔盐冷却处理，在线熔盐冷却处理的熔盐温度为480~540℃，等温时间为100~190s，盘条冷却速度≥42℃/s。
4、上述热轧盘条的化学成分及质量百分比设计依据包括：
5、（1）碳：c元素是钢材中最基本和经济的强化元素，用于形成足够的碳化物强化相，显著增强材料强度，以保证钢的强度级别，有益于提高盘条用于桥索、绞线等领域时拉拔后的强度等级，但c元素过高会增加连铸偏析、降低盘条塑性，导致拉拔或扭转时断裂，因此c的质量百分比控制为0 .90％～1 .10％。
6、（2）硅、铝：si与al元素作用类似，在钢中起固溶强化作用，可扩大铁素体形成范围，在铁素体/渗碳体界面的富集有利于抑制渗碳体形成，提高加工过程中的热稳定性，进而改善盘条的塑性，但si过高会引起脱碳，降低盘条表面质量，al过高会引起连铸过程中的水口结瘤和加速脱碳，因此si的质量百分比控制为0.60％～1.10％，al的质量百分比控制为0 .10％～0 .30％。
7、（3）锰：mn元素可扩大奥氏体相区，有利于相变组织的细化和调控基体组织含量，同时，固溶的mn元素可提高钢的强度，以保证钢的强度级别，但mn过高易促进残余元素的偏聚，增加钢的过热敏感性及控冷组织控制难度，因此mn的质量百分比控制为0 .50％～0.90％。
8、（4）铬：cr元素是中强碳化物形成元素，能显著提高钢的淬透性，增强基体，但cr过高会产生低温组织，不利于组织控制，降低塑性和韧性，因此cr的质量百分比控制为0.10％～0 .50％。
9、（5）矾：v微合金元素主要作用是在中温段等温形成弥散析出强化相，增强基体，同时降低盘条抗氢致裂纹敏感性，进而使盘条具有优异的抗氢脆性能，但v过高会导致材料成本过高、塑性下降，因此v的质量百分比控制为0 .030％～0 .070％。
10、（6）钼：mo元素能够提高微合金碳化物的热稳定性，抑制cr的析出粗化以及包括vc的碳化物粗化倾向，有利于发挥cr、v的作用，提高材料强度，但mo含量过高会增加脱碳、铁素体和脆性相风险，导致塑性降低，因此mo的质量百分比控制为0 .10％～0 .40％。
11、（6）磷、硫：p会引起晶粒粗化，使钢的可塑性和韧性明显下降，s会增加钢种的有害杂物，引起热脆性，因此p的质量百分比限定为≤0.020％，s的质量百分比限定为≤0.008％。
12、上述制造方法在采用含v、al、mo成分设计、添加适宜的cr、si合金元素设计的基础上，采用吐丝后直接进行在线熔盐冷却处理的工艺：
13、一方面，盘条冷却速度较斯太尔摩风冷线和在线水浴处理明显增加，在超快速冷却作用下，高碳含量的盘条可以快速略过有害网状碳化物析出温度区间，避免在奥氏体发生相变前二次渗碳体从奥氏体中析出并沿晶界长大而呈网状分布，快速进入索氏体相区析出细小均匀索氏体，进而提高盘条强度和特别是盘条塑性。
14、另一方面，吐丝后的高温盘条经过在线熔盐冷却迅速降至熔盐温度，用温度驱动盘条组织相变的同时在中温段等温形成弥散析出强化相，且熔盐温度越高、等温时间越长、冷速越低，则vc析出时的粗化倾向越大，奥氏体转变为索氏体的含量越低、铁素体含量越高，索氏体片层间距越大，使盘条强度降低，但熔盐温度过高及等温时间过长则会因vc持续粗化造成盘条强度降低及特别是塑性显著下降；反之，熔盐温度越低、等温时间越短、冷速越高，则vc析出时越细小均匀分散，奥氏体转变为索氏体的含量越高、铁素体含量越低，索氏体片层间距越低，使盘条强度增加、塑性下降，但熔盐温度过低时会出现贝氏体异常组织，引起盘条塑性显著下降，等温时间过低时组织未充分转变，会引起盘条强度下降，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述热轧盘条化学成分及质量百分比包括：C： 0 .90％～1 .10％、Si：0.60％～1.10％、Mn：0 .50％～0.90％、Al：0 .10％～0 .30％、P≤0 .020％、S≤0 .008％、Cr：0 .10％～0 .50％、V：0.030％～0 .070％，Mo：0 .10％～0 .40％，其余为Fe和不可避免杂质；所述制造方法包括：由高线轧制和吐丝后的盘条经过在线熔盐冷却处理，在线熔盐冷却处理的熔盐温度为480~540℃，等温时间为100~190s，盘条冷却速度≥42℃/s。
2.根据权利要求1所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，包括用连铸坯高线轧制，所述连铸坯由钢液经连铸工序获得，连铸坯的C偏析指数≤1.04，所述连铸工序的连铸中间包过热度控制在10~30℃，结晶器钢液面波动控制±3mm以内，首端电磁搅拌电流为200～400A，频率为1~5Hz；末端电磁搅拌电流为350～550A，频率为9～12Hz。
3.根据权利要求1所述的抗拉强度
4.根据权利要求3所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述吐丝采用在≤860℃以下温度进行低温吐丝。
5.根据权利要求1所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述在线熔盐冷却处理的熔盐循环速度为230~280/h，熔盐温度精度控制为±3℃以内。
6.一种抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条由权利要求1~5任意一项所述抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的制造方法获得。
7.根据权利要求6所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条组织为体积百分比≥96%的索氏体组织，其余为铁素体和弥散析出相所组成的混合组织，所述索氏体组织片层间距为60~80nm。
8.根据权利要求6所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条的网状碳化物＜0.5级。
9.根据权利要求6所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条，其特征在于，所述热轧盘条的直径为12.5～15.0mm，抗拉强度≥1610MPa，断面收缩率≥30%，同圈力学波动≤24MPa。
10.根据权利要求6所述的抗拉强度1600MPa级超高强热轧盘条的应用，其特征在于，包括用于制造桥梁缆索和钢绞线。
...【技术特征摘要】
1.一种抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述热轧盘条化学成分及质量百分比包括：c： 0 .90％～1 .10％、si：0.60％～1.10％、mn：0 .50％～0.90％、al：0 .10％～0 .30％、p≤0 .020％、s≤0 .008％、cr：0 .10％～0 .50％、v：0.030％～0 .070％，mo：0 .10％～0 .40％，其余为fe和不可避免杂质；所述制造方法包括：由高线轧制和吐丝后的盘条经过在线熔盐冷却处理，在线熔盐冷却处理的熔盐温度为480~540℃，等温时间为100~190s，盘条冷却速度≥42℃/s。
2.根据权利要求1所述的抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，包括用连铸坯高线轧制，所述连铸坯由钢液经连铸工序获得，连铸坯的c偏析指数≤1.04，所述连铸工序的连铸中间包过热度控制在10~30℃，结晶器钢液面波动控制±3mm以内，首端电磁搅拌电流为200～400a，频率为1~5hz；末端电磁搅拌电流为350～550a，频率为9～12hz。
3.根据权利要求1所述的抗拉强度1600mpa级超高强热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述高线轧制采用重载预精轧机组、重载精轧机组和重载减定径机组在≤860℃以下温度进行低温轧制，终轧压下量为7~11%，线材晶粒尺寸≤18μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭梦都，王淼，时彤彤，屈小波，饶子才，张叶飞，陈远清，谷杰，李成斌，王晓兰，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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