[发明专利]一种综合性能良好耐腐蚀弹簧钢热轧盘条及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种综合性能良好耐腐蚀弹簧钢热轧盘条及其生产工艺，所述热轧盘条化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.40～0.70%，Si：1.4～1.9%，Mn：0.5～0.8%，P≤0.025%，S：0.002～0.020%，Cr：0.80～1.50%，Ni：0.20～0.50%，Cu：0.20～0.50%，Nb：0.004～0.020%，Al：0.003～0.010%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述生产工艺包括冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、开坯初轧、修磨、线材轧制工序。本发明耐腐蚀弹簧钢热轧盘条经顾客热处理制成弹条，其耐蚀性特别是点蚀电压提高0.185V以上，具有一定的推广价值。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种综合性能良好耐腐蚀弹簧钢热轧盘条及其生产工艺。

背景技术

随着“2025”中国制造步伐的临近，我国机械行业高速发展，高温弹簧、碟簧以及波形簧用量越来愈大。这些弹簧服役环境复杂，可能来自交变冲击、高温、化学腐蚀等多重影响。弹簧钢中的偏析和夹杂所形成的电位差会引起电化学腐蚀，因为在室温下弹簧钢金相组织为F+P，其钢中的硫磷杂质和非金属夹杂物、珠光体中的渗碳体和杂质以及夹杂物电子电位高于铁，在可导电的潮湿空气中可发生微电池反应，铁失去电子，杂质得到电子，电子转移现象发生，如果环境温度高则加速电化学反应，使弹簧寿命大打折扣，而早期失效。由于弹簧对疲劳寿命和可靠性的要求非常高，因此对弹簧钢线材的夹杂物和偏析等质量要求也非常严格。

国内大多数钢铁企业大都采用工艺流程：转炉（电炉）出钢铝（少量）脱氧+LF+VD(RH)脱气+连铸+热轧，即铝强脱氧，精炼合成渣采用CaO-Al₂O₃基渣系，控制炉渣为高碱度低氧化性，在后续喂SiCa线对Al₂O₃等夹杂物进行变性处理，形成的大颗粒夹杂物上浮并排出，残留在钢中为细小弥散的球形夹杂物。但是由于其它工艺因素不合理（精炼时间、吹氩制度等），即使氧含量得到控制，也会造成脆性和不变形夹杂物不能充分变性或上浮而滞留在钢液中。采用硅/锰脱氧的是另一种冶炼工艺但也存在不足。

采用无铝脱氧工艺，如发明专利（授权CN105907919A；申请公告日2016.08.31）公开了一种采用无铝脱氧和低碱度渣的精炼工艺。其工艺流程：电炉-LF-VD-连铸。但是该专利采用电弧炉炼钢工艺，钢水残余元素较高，而且LF精炼期采用双渣操作（前期高碱度渣、后期下调碱度）易造成白渣时间不充分；VD真空精炼操作不当易造成钢液卷渣；其连铸采用小方坯150mm*150mm轧制线材，中心偏析不易控制。

利用低碱度渣系控制非金属夹杂物的方法，如中国发明专利（授权公开号CN040567871B，授权公告日2016.03.09）公开了一种用于控制夹杂物的弹簧钢线材生产工艺，通过低碱度渣系中钢中夹杂物变性成低熔点硅酸盐夹杂物，但此工艺易造成硅酸盐夹杂物超标，而且该专利未涉及从原料铁水到线材的整个工艺流程。

利用高碱度渣系控制非金属夹杂物的方法，如发明专利（授权公告号CN102162068B1，授权公告日2013.07.31）公开了一种弹簧钢及制造和热处理方法，其生产工艺：电炉-LF-VD-连铸-轧制-热处理。LF中精炼渣碱度控制在2.5～3.0，通过热处理工艺能够获得需要的强度，但是，碱度为2.5～3.0的高碱度精炼渣系易导致钢中B类夹杂物不易去除，影响弹簧钢的疲劳性能。

采用BOF+LF+VD+CC的工艺路线，如发明专利（申请公布号：CN 106947921A,申请公布日：2017.07.14）公开了一种高速铁路弹条用耐腐蚀弹簧钢及其生产方法。C：0.50～0.60%，Si：1.4～2.2%，Mn：0.7～1.0%，P：0.015～0.030%，S≤0.015%，Cr：0.36～0.5%，Ni：0.36～0.60%，Cu：0.26～0.50%，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明采用常规的工艺，一火成材并生产直条长材，通过合理调节元素，改善了钢材本体的耐蚀性。