【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热轧盘条领域，具体涉及一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条及其生产工艺。
技术介绍
1、弹簧是广泛应用于机械、汽车等领域的金属机械零部件，在机械结构中可以起着缓冲、减震、支撑、传动等作用，用作钢板弹簧、气门弹簧等工况的弹簧在长期受冲击载荷振动和弯曲应力下，为提高弹簧抗疲劳破坏能力，满足大重载和轻量化需求，需要弹簧材料具有良好的抗拉强度。超高强弹簧以钢厂的热轧盘条经过下游弹簧钢厂的热处理、拉拔等加工而成，在小拉拔量成品弹簧制造过程中，提高热轧盘条的强度和塑性，降低热轧盘条的成本，有利于满足弹簧钢厂的应用需求、降低弹簧成品的成本、拉拔断丝风险和模具损耗。
2、目前，弹簧钢盘条通过0.5%以上碳含量钢种添加高硅、高铬含量，来提高成品弹簧的强度等级，依靠轧钢高速线材生产线上斯太尔摩风冷线进行冷却控制，例如专利cn109487162a公开的一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法，利用高硅含量提高钢的强度、弹簧弹抗减抗力能力和回火稳定性，在斯太尔摩风冷工艺下获得以索氏体组织为主的盘条组织，达到抗拉强度950~1050mpa，断面收缩率≥50%；例如专利cn111763892a公开的一种高强韧弹簧钢盘条及其制备方法，以提高cr含量提高了材料的强度，冷却后可达到抗拉强度1180mpa，断面收缩率42%，其成本、强度等级不足与塑性匹配的技术难点和成因在于：
3、（1）以降低成本为目标的降低c、特别是si、cr成分含量会导致钢种强度等级的显著下降。
4、（2）盘条在吐丝后进入斯太尔摩风冷
5、（3）降低冷却速率会因先共析铁素体析出、软相组织含量高等导致盘条强度难以提升，为细化晶粒并减少产品中铁素体组织比例，吐丝后风冷线会以采用加大冷却速度的方式来提高盘条强度，例如专利cn114921709a公开的一种高强韧性弹簧钢盘条的制备方法，采用线材吐丝后冷速快速冷却控制盘条的力学性能，但在控制冷却过程中，加大风冷冷却能力往往由于弹簧钢盘条的高淬透性产生马氏体、贝氏体等有害组织，从而在拉拔过程中断裂。
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，本专利技术提供一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条及其生产工艺，降低成本并调控热轧弹簧钢盘条微观组织，实现盘条强塑性匹配，降低弹簧厂拉拔断丝风险，适合小拉拔量超高强弹簧的制造和应用。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条，其化学成分及质量百分比包括：c：0.42％~0.48％、si：0.2％~0.4％、mn：0.4％~0.6％、cr：0.2％~0.4％、p≤0.020％、s≤0.015％，b：0.0008%~0.0015%，其余为fe和不可避免杂质；所述弹簧钢盘条的组织包括体积百分比占55%~65%的回火贝氏体、体积百分比占30%~40%的回火马氏体、其余为残余奥氏体所组成的混合组织。
4、上述弹簧钢盘条的化学成分及质量百分比的设计依据包括：
5、（1）碳：c元素作为强化元素，用于固溶强化和形成足够的碳化物析出强化相，显著增强材料强度，但碳含量过高会导致盘条塑性降低、增加脱碳倾向和拉拔断裂风险，因此少量降低碳含量，控制碳的质量百分比为0.42％~0.48％。
6、（2）硅：si在炼钢过程中可以作为脱氧剂，具有盘条固溶强化作用和提高弹簧弹抗减性作用，但硅含量过高会增加盘条成本，以及增加奥氏体中碳的活度，引起脱碳风险和晶粒粗化现象，因此采用低硅含量，控制硅的质量百分比为0.2％~0.4％。
7、（3）锰：mn在炼钢过程中可以作为脱氧剂，是提高钢的淬透性的合金元素，溶入基体中有固溶强化作用，可有效改善基体强度和硬度，但mn含量过高会增加盘条成本和过热敏感性，促进晶粒长大和引起偏析，因此适当减少锰含量，控制锰的质量百分比为0.4％~0.6％。
8、（4）铬：cr可以提高钢的淬透性，与锰共用效果更好，是碳化物形成元素，能提高钢中碳扩散的能力，减轻脱碳倾向，增强基体，但cr含量过高会增加盘条成本和回火脆性，引起盘条塑性损失，因此采用低铬含量，控制铬的质量百分比为0.2％~0.4％。
9、（5）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≤0.015％。
10、（6）硼：b可以显著提高钢的淬透性，钢种加入微量硼可以改善钢的致密性和热轧性能，溶于固溶体可提高基体强度，但硼过高会导致成本升高、引起粗晶和脆性，以及产生非金属夹杂危害，因此采用微量硼含量，控制硼的质量百分比为0.0008%~0.0015%。
11、在上述弹簧钢盘条采用少量降低碳含量和锰含量，在低硅和低铬含量，能够显著降低材料成本，且用微量硼一定程度弥补低合金含量带来的强度损失基础上，进一步调控弹簧钢盘条组织，显微组织中回火贝氏体和回火马氏体保留了贝氏体和马氏体的强度特性，且较硬脆相贝氏体和马氏体显著改善了塑性，回火马氏体的强度优于回火贝氏体，回火贝氏体的塑性优于回火马氏体，因此通过进一步控制回火贝氏体和回火马氏体的占比进一步提高弹簧钢盘条强度，并具有较好的塑性，显微组织中保留有少量残余奥氏体，用于缓解应力集中，阻止裂纹源的产生与扩展，增加盘条的形变能力，进而在小拉拔量中不易断丝，且避免残余奥氏体过高导致疲劳寿命降低。
12、优选的，所述弹簧钢盘条的规格为6~15mm，抗拉强度rm为1310~1352mpa，断面收缩率z为42~48%，可以保证盘条的强度和塑性匹配，适合小拉拔量超高强弹簧的制造和应用。
13、一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条的生产工艺，基于如上所述热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条的化学成分的钢坯热轧生产线材，线材吐丝为盘条后经过在线熔盐等温处理前段，使盘条按＞30℃/s的冷却速度淬火为以淬火贝氏体和淬火马氏体为主、其余为少量未转变奥氏体的混合组织，盘条再经过在线熔盐等温处理后段升温回火，制为组织包括体积百分比占55%~65%的回火贝氏体、体积百分比占30%~40%的回火马氏体、其余为残余奥氏体所组成的混合组织盘条，最后以保温缓冷持续软化至集卷，获得弹簧钢盘条。
14、上述生产工艺采用将线材吐丝后的盘条直接进行在线熔盐等温处理，利用熔盐的高换热特性，较斯太尔摩风冷工艺可以显著提高盘条冷速，使盘条按＞30℃/s的冷却速度，在此钢种成分的马氏体与贝氏体混合相变温度范围内，尽可能多的形成淬火贝氏体及淬火马氏体，为后续等温处理为回火组织作组织上的准备，来显著提高钢种强度，同时避免全部转化为淬火贝氏体与淬火马氏体组织，保留少量未转变的奥氏体，以便以在线熔盐等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条，其特征在于，其化学成分及质量百分比包括：C：0.42％～0.48％、Si：0.2％～0.4％、Mn：0.4％～0.6％、Cr：0.2％～0.4％、P≤0.020％、S≤0.015％，B：0.0008%~0.0015%，其余为Fe和不可避免杂质；所述弹簧钢盘条的组织包括体积百分比占55%~65%的回火贝氏体、体积百分比占30%~40%的回火马氏体、其余为残余奥氏体所组成的混合组织。
2.根据权利要求1所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条，其特征在于，所述弹簧钢盘条的规格为6~15mm，抗拉强度Rm为1310~1352MPa，断面收缩率Z为42~48%。
3.一种热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，基于权利要求1所述热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的化学成分的钢坯热轧生产线材，线材吐丝为盘条后经过在线熔盐等温处理前段，使盘条按＞30℃/s的冷却速度淬火为以淬火贝氏体和淬火马氏体为主、其余为少量未转变奥氏体的混合组织，盘条再经过在线熔盐等温处理后段升温回火，制为组织包括体积百分比占55%~6
4.根据权利要求3所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述热轧前用加热炉加热钢坯，控制均热温度为1120~1160℃，总加热时间为90~120min，钢坯出加热炉后用压力为16~21MPa水除鳞。
5.根据权利要求3所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述热轧控制精轧入口为980~1020℃，精轧变形量为32~42%，且精轧出口温度≥960℃，所述吐丝的吐丝温度≥930℃。
6.根据权利要求3~5任意一项所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述在线熔盐等温处理前段的温度为510~530℃，处理时间为5~15s。
7.根据权利要求6所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述在线熔盐等温处理后段的温度为530~580℃，处理时间为30~80s。
8.根据权利要求7所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述在线熔盐等温处理前段的熔盐循环量为500~750t/h，所述在线熔盐等温处理后段的熔盐循环量为120~320t/h。
9.根据权利要求3~5任意一项所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述保温缓冷采用前期使盘条以0.3~1℃/s的冷却速度保持50~70s，后期使盘条在500℃以下以1.5~4.5℃/s的冷却速度前进至集卷。
10.根据权利要求9所述的热轧1300MPa级含B弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述保温缓冷的前期辊道速度为0.2~0.45m/s，后期辊道速度为0.5m/s及以上。
...【技术特征摘要】
1.一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条，其特征在于，其化学成分及质量百分比包括：c：0.42％～0.48％、si：0.2％～0.4％、mn：0.4％～0.6％、cr：0.2％～0.4％、p≤0.020％、s≤0.015％，b：0.0008%~0.0015%，其余为fe和不可避免杂质；所述弹簧钢盘条的组织包括体积百分比占55%~65%的回火贝氏体、体积百分比占30%~40%的回火马氏体、其余为残余奥氏体所组成的混合组织。
2.根据权利要求1所述的热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条，其特征在于，所述弹簧钢盘条的规格为6~15mm，抗拉强度rm为1310~1352mpa，断面收缩率z为42~48%。
3.一种热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，基于权利要求1所述热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条的化学成分的钢坯热轧生产线材，线材吐丝为盘条后经过在线熔盐等温处理前段，使盘条按＞30℃/s的冷却速度淬火为以淬火贝氏体和淬火马氏体为主、其余为少量未转变奥氏体的混合组织，盘条再经过在线熔盐等温处理后段升温回火，制为组织包括体积百分比占55%~65%的回火贝氏体、体积百分比占30%~40%的回火马氏体、其余为残余奥氏体所组成的混合组织盘条，最后以保温缓冷持续软化至集卷，获得弹簧钢盘条。
4.根据权利要求3所述的热轧1300mpa级含b弹簧钢盘条的生产工艺，其特征在于，所述热轧前用加热炉加热钢坯，控制均热温度为1120~1160℃，...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭梦都，时彤彤，张叶飞，王晓兰，赵小军，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。