具有优良表面性能、高强度和高韧性的线材及其制造方法技术

本发明专利技术涉及具有高强度和高韧性的线材，所述线材抑制了表面氧化物的生成，并且通过均匀氧化物的形成而具有优良表面性能，以及涉及所述线材的制造方法。为此，根据本发明专利技术，提供了包含0.005至0.02重量％的Sb、具有优良表面性能、高强度和高韧性的线材，以及所述线材的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于结构钢的线材，特别是用于诸如螺栓、拉杆等需要冷锻的汽车部件的线材，以及所述线材的制造方法。
技术介绍
大多数结构钢是在热加工之后通过对钢进行再加热、淬火和回火增加其强度和韧性而形成的热处理钢。与此相反，非热处理钢是指在热加工之后即使不对其进行热处理也具有与热处理钢几乎相似的强度和韧性水平的钢。韩国和日本使用术语“非热处理钢”且该术语也称为“微合金化钢”，这是因为其材料是通过加入少量的合金元素形成的。同时，由于高强度钢通过回火制造，因此具有900MPa或更高的拉伸强度和优异的延展性，使得所述钢可以应用于需要抗冲击性能的部件。然而，在大多数钢中，由于当其强度增加时，其延展性可能会降低，所以其应用可能会受到限制。此外，在线材轧制时不可避免地生成氧化铁，这可能会导致在制造线材之后的拉丝过程中在线材上产生表面缺陷，从而劣化其质量。因此，存在加工缺陷，需要在制造线材之后通过后加工例如酸洗等除去线材表面上的氧化铁(氧化皮)层。因此，尚未解决在线材的制造过程中由于在线材热轧之前使用喷水或热轧件火焰清理除去氧化皮以控制氧化皮而使加工成本增加的问题。同时，为了制造非热处理钢、特别是具有高强度和高延展性的非热处理钢，在轧制和冷却操作中需要通过加速作用的控制的轧制和冷却过程，同时加入合金元素如钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)等。这种控制的轧制和冷却过程可能是有利的，这是因为能够获得具有微小粒径的线材，从而可以制造具有优异强度和延展性的线材。然而，随着合金元素的价格上涨和多个工艺变化，这种控制的轧制和冷却过程可能会不可避免地增加加工成本，因此，其应用可能会受到限制。有鉴于此，日本专利特许公开第2010-242170号公开了一种通过在加入Cr、V、Ti和B之后进行热处理并快速冷却制造贝氏体线材的技术。但是，该技术局限在于:增加了加工成本且还需要冷却装置。此外，在日本专利特许公开第2010-222680号中，为了控制初始奥氏体微结构，具有高强度的非热处理线材可通过向其中加入Al、Cu、N1、Mo、V等通过控制的轧制和冷却过程制造，但由于需要安装其它设备，不可避免地增加了加工成本。此外，日本专利特许公开第1998-008209号公开了在制造由铁素体和珠光体构成的高强度和高韧性线材时，有必要加入合金元素如Cr、V等，但是由于加入了改善冷加工性的昂贵合金元素，效率降低。因此，如上所述，对于制造闻强度和闻朝性的线材，尚未突破提闻拉伸强度和减少表面氧化皮的方案的局限。在日本提交了少数与非热处理线材有关的专利申请，但在所述专利申请中，本质上仍然需要加入昂贵的合金元素以及控制的轧制和冷却，导致无法确保有竞争力的价格，特别是，表面氧化皮的除去受到限制。同时，全球主要的钢铁企业已经进行了如下研究:通过加入廉价的能够形成氧化物的合金元素控制氧化物，从而获得由合金元素所产生的晶粒细化效果。然而，由于大多数能形成氧化物的元素可能是昂贵的，此外，所述元素的加入量与铁合金相同，因此其技术进展缓慢。因此，考虑到汽车行业未来发展的速度，通过省略非热处理钢所需的基本热处理而降低加工成本，通过加入微量的能形成氧化物的元素而确保有竞争力的价格，以及使线材因氧化皮的减少而能够抑制其表面缺陷是必不可少的。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供能够具有高强度和高韧性并且能够抑制表面氧化物的生成、以及能够通过形成均匀氧化物而具有优异表面性能的线材，和所述线材的制造方法。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种具有优良的表面性能、高强度和高韧性的线材，所述线材包括:0.005至0.02%的锑(Sb)，按重量百分比计。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于制造具有优良表面性能、高强度和高韧性线材的方法，该方法包括:对包含0.005至0.02%锑(Sb)的钢进行再加热，按重量百分比计；在700至1100°C下对经再加热的钢进行线材轧制；和在线材轧制后以0.5至2V /s的冷却速率进行冷却。有益效果根据本专利技术的实施方案，在具有高强度和高韧性且表面缺陷得以抑制的线材的制造方法中，可增加线材的拉伸强度`和延展性，同时可通过加入少量的锑(Sb)形成氧化物而实现其晶粒细化，最终氧化皮的厚度可通过在加热炉中的热轧过程中于高温下抑制氧化铁的生长并且均匀形成氧化铁而减小。随着机械部件的轻量化和高功能化，本专利技术实施方案的线材采用用于制造高强度和高延展性线材的通用技术制造，并且要求是无限制的。在制造非热处理钢线材时，本专利技术实施方案线材的制造方法与现有竞争产品的制造方法相比在以下方面具有优势:通过省略相对昂贵的合金元素而获得的价格竞争力、拉伸强度和表面质量，并且所述实施方案可以是通用技术，因为它提供了一种没有工艺条件限制的新型制造方法。【附图说明】图1是示出了现有技术钢和根据本专利技术实施方案的本专利技术钢I的微结构的照片。图2是示出了根据本专利技术实施方案的本专利技术钢I的氧化锑(Sb)的照片。图3是示出表2结果的图。最佳实施方式在下文中，将详细描述本专利技术的实施方案。根据本专利技术的实施方案，在制造线材时包含少量的锑(Sb)，使得可以抑制奥氏体晶粒的晶粒尺寸增长并且可使用氧化锑(Sb)通过结构控制来调整在线材表面上氧化物的形成，以提高线材的强度和韧性。另外，可以抑制在线材表面上形成氧化铁(氧化皮)，使得形成薄且均匀的氧化物，从而减少表面缺陷。首先，详细说明本专利技术实施方案的线材。本专利技术实施方案的线材可包括:0.005至0.02%锑(Sb)，按重量百分比计。锑(Sb)——在本专利技术的实施方案中发挥关键作用的元素——可在奥氏体基础结构中形成氧化锑(Sb)(通常为Sb2O5),以抑制晶界的生长并且抑制氧化铁的形成，从而使线材具有精细的最终表面。如锑(Sb)的含量低于0.005%，其与氧反应的量可能不足，以致于不可能形成热力学上足够的氧化锑(Sb)，导致无法形成锑(Sb)金属形式的固溶体，进而导致难以形成氧化物。如锑(Sb)的含量大于0.02%，加入超出能够形成氧亲和力的量的过量的锑(Sb)，并且过量锑可以溶质原子的形式溶析至奥氏体基础结构中，从而导致在拉丝过程中线材断裂，同时导致冷锻性能快速退化。因此，必须限制锑(Sb)的量。同时，除锑(Sb)之外，本专利技术实施方案的线材可不含有加入其中的沉淀元素。代表性的沉淀元素可包括钛(Ti)、铌(Nb)、钒(V)等。在加入Ti和Sb的组合的情况下，钢水中的氧可首先与Ti反应以提取TiO2，使得无法有效地生成氧化锑(Sb)，并且无法实现晶粒细化的效果。此外，在添加Nb或V的情况下，在奥氏体晶粒细化方面可能是有利的，但不可避免地导致成本增加。另外，由于Nb或V可以很容易与氧发生反应，阻止氧化锑(Sb)的形成，可能无法实现有效的晶粒细化效果。同时，在本专利技术的实施方案的线材中，除锑(Sb)之外的成分没有特别的限制，只要它们是用于一般结构线材的成分。例如，本专利技术的实施方案的线材除锑(Sb)之外还可包括C:0.25 至 0.45%, S1:0.1 至 0.2%，和 Mn:0.1 至 0.7%，按重量百分比计。由于以下原因，这些成分是受到限制的。碳(C)可以是确保钢的强 度的元素。如碳(C)的含量小于0.25%，可能不容易确保强度，如碳(C)的含量大于0.45%，本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有优良表面性能、高强度和高韧性的线材，所述线材包括：0.005至0.02%的锑（Sb），按重量百分比计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.13 KR 10-2011-00453531.具有优良表面性能、高强度和高韧性的线材，所述线材包括:0.005至0.02%的锑(Sb)，按重量百分比计。2.权利要求1的线材，其中线材包含氧化锑(Sb)，所述氧化锑(Sb)包括Sb205。3.权利要求2的线材，其中所述氧化锑(Sb)具有20至50nm的平均晶粒直径。4.权利要求2的线材，其中每μm2分布的氧化锑(Sb)的量是50至100。5.权利要求1的线材，还包含C:0.25至0.45%,S1:0.1至0.2%，和Mn:0.1至0.7%，按重量百分比计。6.权利要求1的线材，其中在线材的微结构中，铁素体的相对面积是70%或更高，珠光体占据面积的其余部分。7.权利要求6的线材，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东炫，李侑焕，曹炯根，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：
国别省市：