[发明专利]一种生产快速球化特殊钢的方法

说明书

本发明公开了一种生产快速球化特殊钢的方法，该方法包括：1)中高碳钢热轧：采用传统热连轧、薄板坯连铸连轧或薄带铸轧工艺中的一种热轧所述中高碳钢，得到热轧钢板；2)所述热轧钢板出轧机后进行冷却、卷取，卷取完后下线缓慢空冷至室温，实现珠光体和铁素体组织调控；3)将完成所述珠光体和铁素体组织调控的热轧钢板进行球化退火处理，得到所述快速球化特殊钢。该方法通过调控球化前初始组织+合理的亚临界球化工艺，不仅可以缩短球化退火时间、降低成本和能耗，而且可以明显提高球化率。本发明适用于钢材热处理领域。

技术领域

本发明属于钢材热处理领域，具体涉及一种生产快速球化特殊钢的方法。

背景技术

中碳高强度碳素结构钢，淬火后具有高的强度和硬度，常用于制造动负载、冲击载荷不大及要求耐磨性良好的机械零件，如弹簧垫圈、锻造齿轮、钢卷尺、锯片等。特殊钢在调质处理状态下具有良好的强度、机械加工性能、优良的热处理适应性。但是热轧态特殊钢钢组织为片层状珠光体，强度较高，塑韧性较差，一般难以直接进行机械加工。因此，在进行后续成型加工前，常需要中间球化退火来提高材料的韧塑性，以防止在成型过程中出现裂纹。通过球化退火，可以获得细小弥散的球状碳化物，使得中碳钢硬度降低、提高其冷变形能力。但是，目前的退火工艺主要为反复球化退火和变形后球化退火，专利CN105695687A公开一种新型45钢球化退火工艺，以不同的升温速度在A1和A3温度上下反复球退，冷却段为随炉冷却至580℃～600℃，取消外罩，再继续冷却至250～300℃，随后空冷。专利CN108384929A公开一种高强度紧固件螺栓用材料的球化退火工艺，采用双峰加热工艺，第一峰为阶梯加热至770℃左右，随后采用两段式冷却方法缓慢冷却至600℃并保温1h，再加热至第二峰温度765℃左右，随后阶梯式变化冷速冷却至室温。专利CN102899461A公开一种中碳钢球化退火工艺，该工艺通过预先增加中碳钢毛坯的内部应力，然后再进行球化退火。目前的已有工艺控制复杂，无疑会增加退火时间和成本，能耗高，性价比较低，不符合所倡导的“碳达峰”和“碳中和”的理念。可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种生产快速球化特殊钢的方法，该方法通过调控球化前初始组织+合理的亚临界球化工艺，不仅可以缩短球化退火时间、降低成本和能耗，而且可以明显提高球化率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生产快速球化特殊钢的方法，所述方法包括：

1)中高碳钢热轧：采用传统热连轧、薄板坯连铸连轧或薄带铸轧工艺中的一种热轧所述中高碳钢，得到热轧钢板；

2)所述热轧钢板出轧机后进行冷却、卷取，卷取完后下线缓慢空冷至室温，实现珠光体和铁素体组织调控；

3)将完成所述珠光体和铁素体组织调控的热轧钢板进行球化退火处理，得到所述快速球化特殊钢。

作为本发明的一个实施例，步骤1)中，所述中高碳钢热轧的温度为1050℃～1100℃。

作为本发明的一个实施例，步骤2)中，所述冷却的降温速率为20℃/s～50℃/s，冷却至600℃～680℃诱导发生低温珠光体相变，以获得细片层、小的珠光体团尺寸的珠光体+少量晶界铁素体组织的中高碳钢珠光体；所述中高碳钢珠光体的片层间距＜150nm，团尺寸＜4.5μm；将所述中高碳钢珠光体直接进行球化退火处理，在A1以下10～30℃保温，保温时间为1～3h；随后空冷至室温，实现所述珠光体和铁素体组织调控。

作为本发明的一个实施例，所述中高碳钢的化学成分重量百分比为：C：0.4～1.0％，Si：0.1～1.5％，Mn：0.3～1.0％，Cr：0～1％，V：0～0.2％，余量为Fe。

作为本发明的一个实施例，步骤3)中，所述球化退火处理的方法包括：将完成所述珠光体和铁素体组织调控的热轧钢板升温至A1以下10～30℃，保温1h～3h，以0.4℃/s～1.5℃/s，冷却至20-25℃。