一种细化scm435钢奥氏体晶粒的轧制工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于冶金【技术领域】，特别涉及一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，按照以下步骤进行：将连铸后的钢坯进行开坯，轧制，吐丝，随后在辊道冷却线上一直保温到400~450℃左右集卷，得到SCM435钢轧材。本发明通过开坯与轧制处加热温度与时间的控制、轧钢温度控制以及轧后冷却控制，改善轧材奥氏体晶粒度，细化晶粒，避免异常晶粒的生长，同时，使奥氏体晶粒尺寸更加均匀。本发明细化了SCM435钢奥氏体晶粒，使其轧后奥氏体晶粒度达到或接近于11.5μm，奥氏体晶粒度控制≥9.5级。
【专利说明】一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轧钢工艺，特别涉及一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，属于冶金【技术领域】。
【背景技术】
[0002]国内乘用车、高端商用车、飞机、轮船、火车等12.9级高端发动机螺栓用钢一直依赖国外进口，这种关键部位的高级别螺栓钢主要以SCM435、SCM440等冷镦钢为主。汽车运行过程中发动机缸盖及连杆螺栓受高频交变载荷的作用，因此这种钢对其内在性能要求十分苛刻，属于汽车安全件中档次最高的零件，是高端冷镦产品的典型代表。
[0003]由于奥氏体晶粒尺寸对钢的性能有着巨大的影响，晶粒的细化不但能够提高强度与塑性，一定程度上改善钢的耐延迟断裂等，而且细化奥氏体晶粒有助于改善组织的均匀与细化程度，且对淬火后的马氏体尺寸影响巨大，因此奥氏体应当尽量细化与均匀化。而原始奥氏体晶粒的大小与均匀程度主要由轧制工艺决定。
[0004]目前关于奥氏体晶粒领域，研究较多的为奥氏体晶粒的显示与检测技术，如CN101368889B号专利，公开了 一种显示高强度船板钢原始奥氏体晶粒的方法；CN101413786B号专利，公开了一种用高温激光显微镜测量奥氏体晶粒尺寸的方法。CN101788419B号专利，公开了一种显示X70及以上强度级别管线钢原始奥氏体晶粒的方法；CN102735704A号专利，公开了一种测量CSP铸坯奥氏体晶粒尺寸的方法；CN101349621号专利，公开了一种清晰显示低碳低合金钢奥氏体晶粒的方法；CN101187606号专利，公开了一种显示GCrl5原始奥氏体晶粒边界的金相腐蚀方法。
[0005]另外，关于细化奥氏体晶粒领域，公布了一些热处理及X70等钢种的生产工艺，如CN101481780B号专利，公开了通过热处理，一种超高强度高韧性易焊接超细奥氏体晶粒钢及其制造方法；CN103394509A号专利，公开了一种细化X70奥氏体晶粒的板轧制方法。
[0006]目前还没有细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺的控制技术方面上未有公开的研究报道，而细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺是对于SCM435钢产品质量提高的关键技术，因此研究一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺的控制方法。
[0008]本发明解决其技术问题的技术方案是:
一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，其特征在于，其工艺步骤为:
(1)将连铸后的钢坯进行开坯，开坯过程中加热温度为108(T112(TC，加热时间为3 ?4h ；
(2)轧制加热温度为108(Tll00°C，加热时间为1.5?2h ；
(3)轧制过程中开轧温度为105(Tl080°C，终轧温度为82(T850°C，吐丝温度为780^820 °C ；
(4)钢坯轧制后以5~15°C /s的冷却速率快速冷却至75(T700°C，随后在辊道冷却线上一直缓冷到40(T450°C左右集卷，得到SCM435钢轧材。
[0009]作为本发明的一种有选方案，辊道冷却线的辊道速度控制在0.4^0.5m/s。
[0010]其中，对于开坯处，其原理是通过提高开坯处的加热温度与加热时间使形成枝晶偏析的元素、残余碳化物一定程度上扩散均匀，达到奥氏体均匀化，同时避免加热温度过高或加热时间过长导致晶粒的异常长大。
[0011]其中，对于轧钢过程的加热温度控制，其原理是通过加热温度与加热时间使奥氏体均匀化，同时避免加热温度过高或加热时间过长，导致晶粒的异常长大，并保留部分残留析出物，有利于奥氏体晶粒的细化。
[0012]对于线材轧制处，其原理是通过控制开轧温度、终轧温度及吐丝温度后的快速冷却，控制奥氏体晶粒尺寸及长大，避免异常晶粒的出现，为确保搭接处及非搭接处温度降低的均匀性，将辊道速度控制在0.4^0.5m/s。
[0013]与奥氏体晶粒的显示与检测技术相比，控制手段、方法及研究对象都不一样；与通过热处理来细化奥氏体晶 粒相比，控制手段 、方法及控制目标也不一样；同时本发明研究的内容为SCM435钢，尚未有该钢种通过细轧制工艺细化奥氏体晶粒的专利及相关报道。
[0014]本发明具有下列优点和效果:(1)通过开坯处温度与时间控制，达到奥氏体均匀化，同时避免了晶粒的异常长大。(2)通过轧钢过程的加热温度控制，避免了晶粒的异常长大，并保留部分残留析出物，有利于奥氏体晶粒的细化。(3)通过轧制过程的温度与时间控制，尽可能的细化奥氏体晶粒，同时避免异常晶粒的出现，均匀化奥氏体晶粒；(4)通过轧后温度与时间控制，避免奥氏体晶粒的长大，同样有效的避免异常晶粒的长大；(5)辊道速度的控制旨在尽可能的使搭接处及非搭接处温度降低程度相对均匀。
[0015]通过以上综合控制，基本细化、均匀化了 SCM435钢原始奥氏体晶粒，使其奥氏体晶粒尺寸达到或接近于11.5 μ m，奥氏体晶粒度控制≥9.5级。实际对比如图1、图2、图3所示，图1为技术实施前的奥氏体晶粒；图2为加热、轧制、冷却过程中温度与时间控制不当时，轧制后将出现个别异常的超大晶粒，图中红色箭头所指即为异常晶粒；图3为技术实施后的奥氏体晶粒，可以看出晶粒明显细化、均匀化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术SCM435钢轧制后奥氏体晶粒图；
图2为控制不当时SCM435钢轧制后奥氏体晶粒图(个别异常晶粒)；
图3为本发明SCM435钢轧制后奥氏体晶粒图；
图4为本发明实施例1中轧制后奥氏体晶粒；
图5为本发明实施例2中轧制后奥氏体晶粒。
[0017]图6为本发明实施例3中轧制后奥氏体晶粒。
【具体实施方式】
[0018]一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，其工艺步骤为:
(I)将连铸后的钢坯进行开坯，开坯过程中加热温度为108(T112(TC，加热时间为3 ~4h ；
(2)轧制加热温度为108(Tl100°C，加热时间为1.5~2h ；
(3)轧制过程中开轧温度为105(Tl080°C，终轧温度为82(T850°C，吐丝温度为780^820 0C ；
(4)钢坯轧制后以5~15°C/s的冷却速率快速冷却至75(T700°C，随后在辊道冷却线上一直缓冷到40(T450°C左右集卷，得到SCM435钢轧材。
[0019]辊道冷却线的辊道速度控制在0.4^0.5m/s。
[0020]以下结合实施例对本发明做进一步说明。
[0021]本发明实施例中拍摄金相照片的金相显微镜为Axio Imager.M2m(德国蔡司公司)正置全自动材料显微镜(北京普瑞赛司仪器有限公司代理)。
[0022]实施例1
某钢厂采用325mmX 280mm大方坯连铸-开坯-线材轧制工艺流程生产高强螺栓用Φ 12mm盘条,钢种牌号及成分如表1所示。
[0023]表1 SCM435钢种主要化学成分质量百分数
【权利要求】
1.一种细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，其特征在于，其工艺步骤为: (1)将连铸后的钢坯进行开坯，开坯过程中加热温度为108(T112(TC，加热时间为3 ~4h ； (2)轧制加热温度为108(Tl100°C，加热时间为1.5~2h ； (3)轧制过程中开轧温度为105(Tl080°C，终轧温度为82(T850°C，吐丝温度为780^820 0C ； (4)钢坯轧制后以5~15°C/s的冷却速率快速冷却至75(T700°C，随后在辊道冷却线上一直缓冷到40(T450°C左右集卷，得到SCM435钢轧材。
2.根据权利要求1所述的细化SCM435钢奥氏体晶粒的轧制工艺，其特征在于，辊道冷却线的棍道速度控制在0.4"0.5m/so
【文档编号】B21B37/00GK103962385SQ201410158595
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】徐东, 郑冰 申请人:河北工程大学