CN102312169B - 一种高强度低合金高碳钢盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度低合金高碳钢盘条及其生产方法，成分：[C]：0.86％～1.0％，[Si]：0.1％～2.0％，[Mn]：0.3％～1.0％，[Cr]：0.1％～1.0％，[P]≤0.020％，[S]≤0.015％，不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁。生产方法：1)铁水脱硫预处理：将硫含量控制在0.005％以下；2)转炉冶炼：钢中磷含量≤0.010％，转炉终点钢液温度1570-1680℃；3)LF精炼：温度1550-1620℃；4)连铸：用低过热度浇注工艺制度，中间包钢水过热度不大于25℃，铸坯尺寸(200-400mm)*(300-500mm)；5)连轧和线材轧制：盘条直径5.5-8mm，盘条相变过程过冷度50-75℃。采用本发明工艺生产的盘条，其抗拉强度不低于1300Mpa，面缩指标不低于35％，满足了用户拉拔需求。
Description
技术领域
本发明属于低合金高碳钢技术，尤其涉及一种高强度低合金高碳钢盘条及其生产方法。
背景技术
众所周知，对于高碳钢盘条来说，通常是通过提高盘条的碳含量，来获得更高的盘条抗拉强度。但是，随着碳含量的提高，在盘条内部易于出现网状渗碳体等异常组织。这些组织的出现易于导致盘条拉拔过程出现断丝现象。
题为“高碳钢盘条及其制备方法”(申请号：CN200910169807.7)的发明专利提供了一种抗拉强度在1200MPa以上，面收缩率在35％以上的高碳钢盘条及其制备工艺，该盘条包含C、Si、Mn、Cr和V等基本成分，以及Ni、Cu、Al、B、Ti、Nb和Mo等可选择成分，余量为Fe和杂质，其制备工艺包括依次进行的冶炼、铸造、轧制和控冷工序。
该专利技术的产品抗拉强度在1200Mpa以上，但是盘条中含有Cr和V等合金成分，提高了盘条的成本。而且，碳含量仅为0.77％-0.84％，不能满足用户对高强度高碳钢盘条的碳含量不断提高的发展需要。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术所存在的不足，提供一种碳含量不低于0.86％、不含V且具有较高的抗拉强度和较高的面缩值的高强度低合金高碳钢盘条及其生产方法。
本发明是这样实现的：该高强度低合金高碳钢盘条的成分重量百分比为：[C]：0.86％～1.0％，[Si]：0.1％～2.0％，[Mn]：0.3％～1.0％，[Cr]：0.1％～1.0％，[P]≤0.020％，[S]≤0.015％，不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁。
本发明成分的范围设定理由如下。
碳是有助于提高强度的元素，所以[C]要不低于0.86％。但是，如果[C]过高，钢易脆化，降低线材的拔丝性能。同时，在碳含量超过1.0％时，其在钢中的偏析的控制难度将大大提高，因此，[C]要控制在1.0％以下；
硅是具有脱氧作用的元素，要想发挥它的作用，必须使其含量高于0.1％，最好高于0.2％。但是如果[Si]过剩，就会生成大量的脱氧产物SiO2，降低线材的拔丝性能，因此[Si]要控制在2.0％以下；
锰具有与硅相同的脱氧作用，同时还具有控制夹杂物的作用。因此，为了充分地发挥其作用，要将[Mn]控制在0.3％以上(最好高于0.4％)。但如果[Mn]过剩，会使钢材脆化，降低拔丝性能，因此[Mn]要控制在1.0％以下；
铬元素在拉拔加工时起到提高线材加工硬化率的作用，即使拉拔量较少，也能确保钢丝的高强度。铬同时还具有阻碍先析出相析出和奥氏体分解的作用。要想发挥铬的这些作用，[Cr]最好要高于0.1％。但是[Cr]过剩时，二次氧化铁皮明显致密，机械除鳞性能和酸洗性能下降。因此，[Cr]要低于1.0％；
磷是具有强烈偏析倾向的元素，通常还引起硫和锰的共同偏聚，对产品组织和性能的均匀性有害，硫则容易在钢中与锰形成MnS夹杂，对产品的扭转性能有害，因此要求，[P]≤0.020％，[S]≤0.015％，在不造成其他影响的情况下，越低越好。
本发明中其他不可避免的杂质是随原材料等混入的，也是允许的，但是其含量不得高于0.1％。
本发明高强度低合金高碳钢盘条的生产方法如下：1)铁水脱硫预处理：要求将铁水中的硫含量控制到0.005％以下，最好控制到0.002％以下，为控制钢液硫含量奠定基础；2)转炉冶炼：转炉冶炼的主要任务是脱磷、脱碳。钢液磷含量要求≤0.010％，为控制钢液磷含量创造条件。转炉终点钢液温度控制在1570-1680℃范围内；3)LF精炼：LF精炼过程主要任务是对钢液进行成分微调和温度调整，LF精练过程温度控制在1550-1620℃范围内，为钢液连铸作准备；4)连铸：采用大方坯连铸生产高碳钢钢坯，其断面尺寸为(200-400mm)*(300-500mm)，在连铸过程使用低过热度浇注的工艺制度，中间包钢水过热度不大于25℃，以降低钢坯偏析；5)连轧和线材轧制：将连铸坯经过连轧和线材轧制生产出直径5.5-8mm的高碳钢盘条，盘条相变过程过冷度控制在50-75℃之间，使盘条组织以索氏体为主，不形成网状渗碳体，并且防止盘条出现过冷组织。
本发明高强度低合金高碳钢盘条成分设计合理，按照本发明成分和生产方法生产的盘条，其抗拉强度大于1300Mpa，面缩指标不低于35％，盘条未发现网状渗碳体组织，满足了用户对高碳高强度盘条的需求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
本发明实施例高强度低合金高碳钢盘条的化学成分见表1。本发明实施例高强度低合金高碳钢盘条的生产工艺及性能见表2。
表1本发明实施例高碳钢盘条的化学成分(Wt％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 1 | 0.90 | 0.27 | 0.46 | 0.011 | 0.006 | 0.19 |
| 2 | 0.93 | 0.32 | 0.45 | 0.010 | 0.007 | 0.24 |
| 3 | 0.97 | 0.31 | 0.39 | 0.008 | 0.006 | 0.20 |
| 4 | 0.87 | 0.33 | 0.51 | 0.008 | 0.005 | 0.32 |
| 对比例 | 0.82 | 0.25 | 0.37 | 0.014 | 0.009 | - |
表2本发明实施例高碳钢盘条的生产工艺及性能
| 实施例 | 铁水预处理后硫含量％ | 转炉冶炼终点磷含量％ | 转炉冶炼终点钢液温度，℃ | 连铸断面尺寸mm | 连铸过热度℃ | 盘条直径mm | 冷却过冷度℃ | 抗拉强度Mpa | 面缩率％ |
| 1 | 0.0020 | 0.009 | 1591 | 280*380 | 20 | 5.5 | 69 | 1324 | 37 |
| 2 | 0.0022 | 0.009 | 1612 | 280*380 | 23 | 5.5 | 71 | 1349 | 36 |
| 3 | 0.0021 | 0.008 | 1622 | 280*380 | 22 | 5.5 | 69 | 1379 | 35 |
| 4 | 0.0020 | 0.007 | 1623 | 280*380 | 23 | 5.5 | 58 | 1309 | 38 |
| 对比例 | 0.0032 | 0.015 | 1603 | 280*380 | 34 | 5.5 | 82 | 1226 | 35 |
Claims (1)
1.一种高强度低合金高碳钢盘条的生产方法，其特征在于所述盘条的化学成分重量百分比为：[C]：0.86%～1.0%，[Si]：0.1%～2.0%，[Mn]：0.30%～0.51%，[Cr]：0.1%～1.0%，[P]≤0.020%，[S]≤0.015%，不可避免的杂质不高于0.1%，其余为铁；其特征在于包括如下步骤：1)铁水脱硫预处理：将铁水中的硫含量控制在0.005%重量百分比以下；2)转炉冶炼：使钢液中磷含量≤0.010%重量百分比，转炉终点钢液温度为1570-1680℃；3)LF精炼：精炼过程温度为1550-1620℃；4)连铸：铸坯尺寸(200-400mm)*(300-500mm)，连铸过程使用低过热度浇注的工艺制度，中间包钢水过热度不大于25℃；5)连轧和线材轧制：盘条直径5.5-8mm，盘条相变过程过冷度为50-75℃，使盘条组织以索氏体为主。
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