一种耙片用钢、生产方法及耙片处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金工艺技术领域，特别涉及一种适用于耙片用热轧带钢、热轧带钢 生产方法以及耙片毛坯的热处理方法。
【背景技术】
[0002] 目前，农机具配件一耙片普遍采用65Mn优质碳素热轧带钢经剪切加工成型后， 850°C- 910°C油淬，300°C- 400°C回火处理而成。随着我国环保意识的增强，油淬的热处 理工艺将逐渐被水淬所代替，耙片行业也正在积极进行淬火工艺的改革。而65Mn耙片由于 含碳量高，脆性较高、塑韧性差，不适合水淬生产工艺。
[0003] 《ΜΟ-Nb贝氏体钢的铸态组织与耐磨性研究》及《球墨铸铁耙片挤压铸造新工艺》等 论文介绍的均为铸造方法直接成型的新材耙片，铸造工艺复杂，生产效率低。
[0004]专利公开号CN85100775A公开一种"制造汽车板簧的新型弹簧钢28锰硅硼钢"，属 高Si含量钢，生产成本高，且Si含量高，钢中夹杂物多，影响韧塑性及疲劳性能。
[0005]CN101148737A提供的"一种含硼钢及其制备方法"中的硼钢为电炉冶炼生产的中 碳棒材硼钢，不能用于制造耙片。
[0006] 专利公开号CN102080179A公开了 "一种含硼结构钢的制造方法"中的含硼Q345B 钢板，碳含量低，通过控制轧制技术细化晶粒，提高热轧板强度，但钢板韧塑性差，成型性不 好，且该专利未提用钢板热处理后性能，分析认为该钢板碳含量低，热处理后硬度不足，不 适用于制作耙片。
[0007]专利"易成型性优良的碳钢及其制备方法"（CN101346482A)，用钢锭再加热生产的 热轧板以贝氏体组织为主，需要退火处理才能保证钢板的韧塑性，生产成本高，且冶炼时要 求对B、N含量精确控制后，再加入Ti元素，冶炼操作难度大。且用该专利生产的钢板Μη含 量为0. 1 - 1. 2%，中低碳钢Μη含量低，热处理后硬度不足。
[0008] 上述文献及专利提及的钢种均不适于水淬方法生产耙片的要求。因此，亟需开发 一种具有高淬硬性、高耐磨性，同时又具有较好韧塑性的新型耙片，以提高耙片的使用寿 命。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种耙片用钢、生产方法及耙片的处理方法，其目的在于提高耙片的 高淬硬性、高耐磨性和高韧塑性，从而延长耙片的使用寿命，降低使用成本。
[0010] 为此，本发明所采取的技术解决方案为：
[0011] 一种耙片用钢，其特征在于，其化学成分wt%为：C:0. 25%~0. 35%，Si:0. 1%~ 0· 40%，Μη:1· 0%~1. 5%，Cr彡 0· 5%，A1 :0· 01%~0· 05%，Ti:0· 015%~0· 06%，B: 0· 001%~0· 006%，N彡 0· 0070%，P彡 0· 020%，S彡 0· 015%，且 4 彡（Ti+Al)/N彡 20， 余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012] 本发明耙片用钢各成分作用机理为：
[0013]C是钢中主要的固溶强化元素。C含量若低于0. 25%，则很难保证耙片热处理后的 硬度，另一方面C含量若高于0. 35 %，则恶化钢的韧塑性。因此，C含量要控制在0. 25 %~ 0· 35%〇
[0014]Μη是良好的脱氧剂和脱硫剂，是保证钢的强度和韧性的必要元素。锰和铁形成固 溶体，能提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。Μη与S结合形成MnS，避免晶界处形成Fe S而导致的热裂纹影响耙片用钢的热成形性。同时Μη也是良好的脱氧剂并增加淬透性。中 低碳钢中Μη含量低，不能满足热处理后高强硬性的要求，Μη含量过高影响焊接性能，且增 加生产成本，因此，综合考虑成本及性能要求等因素，Μη含量应该控制在1. 0%~1. 5%。
[0015]Si是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，固溶形态的Si能 提高屈服强度和韧脆转变温度，但若超过含量上限将降低韧性和焊接性能。因此〇. 1%~ 0. 40%的Si保留在钢中是必要的。
[0016]Cr是显著提高钢的淬透性元素，钢中加入适量的Cr,还可提高铁素体电极电位， 促使钢的表面形成致密的氧化膜，提高其耐蚀性。但Cr含量过高，增加合金成本，淬后硬度 过高，因此，本发明控制Cr含量在小于0. 5%的范围内。
[0017]A1是细化晶粒元素，钢中加入适量的A1可以形成微细的A1N粒子，细化晶粒，使钢 热处理后组织均匀细小，提高热处理后硬度。A1与N结合，降低BN的形成率，减少了BN的 危害，使B充分固溶，发挥其提高淬硬性的作用。A1含量过多，易形成A1203夹杂，影响钢板 内在质量，因此A1含量控制在0. 010~0. 05%。
[0018]Ti:0.015~0.06%，Ti是强氮化物形成元素，钢中进行微量Ti处理后，可以析出 微细的TiN和TiCN粒子，阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒.另一方面Ti和AL均可以与N 结合，降低BN的形成率，减少了BN的危害，充分发挥固溶B提高淬硬性的作用。
[0019] 钢中Al、Ti过多，与C生成含碳化合物，钢中固溶C含量减少，降低淬后硬度。因 此应控制Al、Nb和V含量在一定范围内。
[0020] B:0. 001%~0. 006%，硼作为提高淬硬性元素，可明显提高钢板淬硬性。硼提高 淬透性的能力很强，〇· 001 %~〇· 003%的硼相当于0· 6%锰、0· 7%铬、0· 5%钥和1. 5%镍， 故极少量的硼即可节约大量贵重合金元素。硼含量过高过低，均会影响其淬透性。钢中添 加B元素，钢的淬透性显著提高，使含碳量低于0. 4%时的钢板油淬火后可获得全部的马氏 体组织，且显著提高钢的淬硬性。
[0021] P和S都是钢中不可避免的有害杂质，它们的存在会严重恶化钢的韧性，因此要采 取措施使钢中的P和S含量尽可能降低。根据本发明，最高P含量限制在0. 020%，最高S 含量限制在0.010%。
[0022] N< 0. 0070%，钢中含适量的N，促进其与Ti结合形成细小的TiN粒子，细化晶粒， 提高强度。但含硼钢如果N含量过高，易形成BN化合物，推迟奥氏体再结晶，提高含硼钢的 奥氏体化温度，增加铸坯加热控制难度，而且减少沿晶偏聚的硼原子含量，降低硼钢的淬透 性。
[0023] (Ti+Al) /N小于4时，冶炼反应生成N的化合物结束后，剩余的N仍易与B形成BN 危害；（Ti+Al)/N大于20时，钢中Ti+Al余量过多，与C生成TiC化合物，钢中固溶C含量 减少，降低淬后硬度。
[0024] 上述成分设计采用低C含量，钢板韧塑性好，提高成型性。通过添加Mn、B和Cr元 素，提高钢板淬透性和淬硬性，同时加入微量A1、V和Ti，即能细化晶粒，又可以降低钢中固 溶的N含量，降低BN的生成率，减少了BN的危害，充分发挥固溶B提高淬硬性的作用，使钢 板具有较高的强韧性匹配，提高耙片使用寿命。与油淬耙片相比，本水淬耙片Cr含量低，用 A1代替Nb合金，可降低生产成本。水淬后即可满足耙片硬度要求，且硬度高于油淬耙片。
[0025] 钢液中的硼很容易与氧和氮化合，形成化合物，减弱固溶硼的上述作用，而且，B、N 的化合物会推迟奥氏体再结晶，提高含硼钢的奥氏体化温度，因此，在加硼之前要先加适量 的脱氧剂脱氧，加适量的Al、Ti等微合金化元素固氮，将氧、氮含量控制在较低水平，再在 精炼后期加硼合金化，提高硼的收得率，控制硼含量。满足(Ti+Al)/N<20条件，Ti、 A1与N结合后，降低了N与硼的结合机率，保证了钢中固溶C和B的含量，充分发挥钢中固 溶C和B提高淬硬性的作用。
[0026] -种耙片用钢的生产方法，包括转炉冶炼、电炉精炼、板坯连铸连轧及超快速冷 却、卷取及缓冷工艺，其特征在于：
[0027] 精炼过程加脱氧剂脱氧至0 < 0. 002%后，加Ti