[发明专利]一种具有优良低温性能的高强度盘条及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金钢盘条，特别涉及一种具有优良低温性能的高强度盘条及其制造方法，一种用于冷拉拔高强度钢丝的低合金钢盘条，制成的冷拉钢丝具有良好的低温性能，可应用于低温环境下石化、建筑工程上。

背景技术

高强度钢丝在桥梁、高架、隧道、石化、核电等工程建设上应用广泛，目前主要通过对热轧盘条进行冷拉拔加工，通过合金强化和加工硬化来提高强度。钢丝强度越高，工程建设所用材料减少，可以达到节约成本的目的。国内外钢铁生产企业、钢丝加工企业和研究院所对高强度钢丝用钢及钢丝拉拔生产工艺开展了深入的研究。

中国专利CN01649416B提供了一种强度达到1200MPa以上的高弹钢盘条，主要是在SWRH82B合金成分基础进行改进，通过添加Cr和V来提高强度，还可以选择性的添加Ni、Cu、B、Mo元素及用Ti和Nb进行微合金化，该盘条可用于加工高强度冷拉钢丝。

中国专利CN103122437A公开的钒硅复合微合金化超高强度盘条及其制造方法，该盘条包括C：0.85–0.95％、Si：0.95–1.10％、Mn：0.50–0.60％、Cr：0.20–0.35％、Ti：0.01-0.05％、Al：0.005–0.050％、V：0.11–0.15％。上述盘条具有较高的强度，其抗拉强度在1370MPa以上，可用于生产2140MPa级的预应力钢绞线。

中国专利CN103805861A发明一种盘条强度高达1560MPa、可用于加工2300MPa等级钢丝的高碳高硅材料。其合金设计为C：0.88-0.94％，Si：1.25-1.50％，Mn：0.45-0.55％，Cr：0.25-0.45％，V：0.16-0.20％，Ti：0.02-0.08％，还可以考虑加入Al、B、Nb和Mo。

随着钢丝强度不断提高，其塑韧性降低，特别是在低温应用环境中，强度越高钢丝脆化倾向越明显，钢丝塑韧性下降到极低水平无法保证工程安全，但目前专利提供的材料主要还是在如何进一步提高钢丝强度。随着高强钢丝在低温环境下应用机会的增加，急需对材料低温性能进行改善和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优良低温性能的高强度盘条及其制造方法，该盘条抗拉强度高于1200MPa，索氏体化率≥95％，-60℃低温下面缩率高于12％，延伸率高于10％，其加工的钢丝在低温下仍具有较好的塑韧性，可以满足低温环境应用需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种具有优良低温性能的高强度盘条，其成分重量百分比为：C：0.82-0.90％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.76-1.2％、Ni：0.52-1.3％、Cu：0.01-0.35％、Cr：0.15-0.30％、Mo：0.01-0.20％、V：0.01-0.15％、Nb：0.01-0.06％、Al：0.012-0.045％、Ca：0.0005-0.003％，S≤0.01％，其余为Fe和不可避免杂质。

进一步，所述高强度盘条成分中，Ni+0.95Mn+0.75Cu≥1.30％，Ni/Cu≥2.0。

优选地，所述高强度盘条成分中，Cr+1.2Mo≤0.40％，(Cr+1.2Mo)×(V+1.5Nb)≥0.005，且Ca/S≥0.1。

优选地，所述高强度盘条还含有W：0.005-0.045％。

另外，本发明所述盘条组织中片层间距为90-250nm索氏体球团所占比率高于95％，球团直径为15-55um。

在本发明钢的成分设计中：

C元素是保证盘条及钢丝高强度所必需的化学成分，盘条在高温轧制后的控冷过程中将形成以索氏体为主的显微组织，该组织中渗碳体片层将起到强化材料的作用。提高合金碳含量将有利于控冷过程中盘条中形成更大体积分数的渗碳体，从而使得材料强度提高。但当钢中碳含量过高时将导致合金凝固过程中成分偏析加剧，材料韧性恶化。因此，C含量的范围选择为0.82-0.90％。

冶炼过程中Si元素常作为脱氧剂加入钢中，同时固溶于盘条铁素体相中的Si将显著提高材料强度。过高的Si元素添加又会导致材料韧性急剧降低特别是在低温环境下，为保证合金经大减面率拉拔后仍能具有较好的韧性，Si元素添加量必须加以控制，因此Si元素范围为0.20-0.40％。