一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锯片基体用钢，特别是涉及一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，该 钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000?1400MPa，延伸率为大于10%，洛氏硬度为30? 40HRC，夏比V型纵向冲击功可达50-90J。
【背景技术】
[0002] 金刚石圆锯片用钢，其切割对象是花岗岩、大理石等石材。由于金刚石锯片以高 速旋转对石材进行切割，通常切割花岗石的线速度为25?40m/s，切割大理石的线速度 为45?60m/s。具有一定振动频率的锯片，在切割过程中振动频率增加，会产生共振现 象。这就要求锯片具有高的弹性极限和高的屈强比；其次，由于锯片的不平度，或是锯片安 装不良，切割时产生侧压力使锯片反复弯曲，导致锯片刚度降低，或发生疲劳破坏，所以锯 片还应具有高的刚度和疲劳强度；再者，在切割过程中，锯片要承受高速旋转产生的离心 力，水槽部位承受循环的切割压力和冲击力，锯片还应具有一定的强韧性，为此，锯片必须 通过调质处理来获得使用性能要求，由于锯片是在油中进行淬火，再回火处理，回火时间一 般在12?14小时，这种调质热处理工艺在技术上有明显缺点，首先是生产工艺复杂、周期 长、能耗高，其次是油淬造成的环境污染，如美国专利US4140524A，US5863358A，日本专利 JP08013030A和欧洲专利EP0530175A2。中国专利CN1241645A，CN02116753. 2，CN1212193A， ZL2005100283124 等。
[0003] 为此有必要研制强度、红硬性、韧性更好、环境友好型锯片用钢。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是在于提供一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，该钢屈服强度 大于850MPa，抗拉强度1000?1400MPa，延伸率为大于10 %，洛氏硬度为30?40HRC，能够 应用于直径达1700?4500mm锯片片体。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0006] 本发明以中高碳、锰、铬、硼为主添加元素，经电炉（转炉）-LF-VD(RH)冶炼后浇 铸，通过高温终轧、在线水冷、回火工艺过程，生产板厚6. 0-16. 0mm钢板，再加工成直径达 1700-4500mm锯片片体，整个锯片片体截面硬度能够达到30-40HRC，并且硬度值分布均匀。
[0007] 具体的，本发明的经济型、超宽锯片钢，其成分重量百分比为：C:0. 35?0. 45%， Si:0? 10 ?0? 50%，Mn:0? 60 ?1. 20%，P彡 0? 030%，S彡 0? 010%，B:0? 0010 ?0? 0040%， A1 :0? 010 ?0? 080%，Ti彡 0? 060%，Ca:0? 0010 ?0? 0080%，N彡 0? 0080%，0 彡 0? 0080%， H< 0.0004%，&Nb0.001? 0.050%、Cr0.01?0.50%、Mo0.01?0.50%、Ni0.01? 0.50%、V0.01 ?0.15% 中的一种或几种，0.15%彡（Cr/5+Mn/6+50B)彡 0.45%，其余为 Fe和不可避免的杂质。
[0008] 本发明中主要基本元素作用有以下几个方面：
[0009]C，0. 35-0. 45%，是钢中最经济、最基本的强化元素，是保证淬火硬度和淬透性的 重要元素。
[0010] Si，0. 10-0. 50%，适当硅含量可以帮助脱氧，并和钙铝一起形成硅酸盐，有助于改 善切削加工性能。但太高的硅含量会增加钢的脆性。
[0011] Mn，0. 60-1. 20%，是保证淬火硬度和淬透性的重要元素。
[0012] Cr，0.01-0. 50%，加入铬，主要是提高淬透性。由于铬是能够显著提高淬透性的合 金元素，加入后能够改善淬透性，尤其是提高大直径锯片基体的淬透性。
[0013] Mo,0. 01-0. 50%，可以细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳 化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼可以提高回火稳 定。
[0014] Ni，0. 01-0. 50%，镍可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。
[0015] Nb，0. 001-0. 050%，Nb的细化晶粒和析出强化作用，对提高材料强韧性贡献是极 为显著的，是强烈的C、N化物的形成元素，强烈地抑制奥氏体晶粒长大。
[0016] V，0. 01-0. 15%，具有较高的析出强化作用。V主要是通过热处理后生成的细小 VC、VN颗粒使钢强化，因此提高钢中C、N的含量以形成钒的氮化物或碳化物增加强化因素。
[0017] Ca，0. 0010-0. 0080%，钙处理可以控制夹杂物形态，浇铸过程中改善钢液的流动 性。
[0018] 0. 0080%，在钒微合金化钢中，适当的氮含量可以提高钢的红硬性。但过高的 氮含量会损害钢的韧性，也会增加连铸坯的脆性，降低可制造性。
[0019] 0 < 0. 0080%，H< 0. 0004%，钢中过多的氮和氢对钢的性能尤其对焊接性、冲击 韧性和抗裂性是十分不利的，降低钢板的质量及使用寿命，但控制过严会大幅增加生产成 本。
[0020] B，0. 0010?0. 0040%，硼增加钢的淬透性但含量过高将导致热脆现象，影响钢的 焊接性能及热加工性能，因此需要严格控制B含量。
[0021] A1，0.010-0. 080%，适当铝含量可以帮助脱氧，并和钙、硅一起形成易于上浮的低 熔点夹杂物，提高钢质纯净度。
[0022] Ti< 0. 060 %，钛是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒，提高钢的 耐磨性。
[0023] P，< 0.030%和S，< 0.010%，尽量降低该两杂质元素含量，以降低偏析，提高钢 质纯净度，并提高钢的韧性。
[0024] Cr、Mn和B，在满足各元素含量要求范围基础上，又需满足0. 15 % 彡（Cr/5+Mn/6+50B) <0. 45lCr、Mn和B在本发明中是提高钢的淬透性的主要合金元素， 但各元素的对钢的淬透性的影响效果不同，因此本发明成分设计中控制"Cr/5+Mn/6+50B" 钢种淬透性的当量，通过此当量来控制各合金元素的含量和配比，得到影响本发明钢种的 淬透性的最佳效果：既不会由于含量过低而降低钢的淬透性，又不会因含量过高而富裕量 过大，甚至造成合金元素的浪费、降低钢的韧性、焊接性能等。
[0025] 本发明的经济型、超宽锯片钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
[0026] 1)冶炼、铸造
[0027] 按上述成分冶炼、连铸或模铸，模铸后需经初轧成钢坯，连铸坯或模铸后初轧坯采 用缓冷；
[0028] 2)轧制
[0029] 连铸坯或初轧钢坯加热，加热温度1100°C?1250°C，，终轧温度850?950°C，乳后 钢板采用水冷，开始冷却温度：780?850°C;停止冷却温度：250?450°C，冷却速度，30? 70°C/s;如果停止冷却温度300 ±50°C，金相组织为马氏体；停止冷却温度400 ±50°C，金相 组织为马氏体+少量屈氏体；
[0030] 3)回火
[0031] 回火温度为350?550°C，不同停止冷却温度的金相组织其回火后的组织也不同， 停止冷却温度300±50°C的金相组织，350?550°C回火后组织为回火索氏体组织；停止冷 却温度400 ± 50°C的金相组织，350?550°C回火后组织为回火索氏体+屈氏体组织，回火硬 度都为30?40HRC。
[0032] 本发明的有益效果：
[0033] 与以往专利相比，本发明钢成分设计简单，合理，主要以中高碳、锰、硼为主添加元 素，降低了生产制造成本；在轧制过程中采用控轧控冷工艺，在充分细化显微组织的同时， 采用在线水冷方式冷却，省去了离线淬火工艺，缩短了生产流程，提高生产效率，降低生产 成本。为降低钢板的淬硬性，避免钢板开裂，停止冷却温度控制在250-500°C，通过离线回火 可得到综合性能优异的回火索氏体组织，确保了直径达1700-4500_锯片基体的淬透性和 红硬性，也保证了锯片的韧性要求。本发明所涉及的锯片基体具有优异的强韧性匹配，有益 于延长使用寿命。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0035] 以下实施例1-6的锯片钢和对比例1 (CN1212193中实施例）锯片钢，其化学成分 的重量百分比如表1所示。
[0036] 实施例1-10的锯片钢和对比例1锯片钢的制造方法为：
[0037] 将相应的冶炼原料依次按照如下步骤进行：冶炼一铸造一加热一轧制一淬火一回 火。
[0038] 实施例1-6和对比例1的具体工艺参数如表2所示。力学性能如表3-表5所示。
[0039] 从表5可知，本发明实施例1-6的钢板力学性能优异，满足用户要求，且明显优于 对比钢种1。
[0040]
【主权项】
1. 一种经济型、超宽银片钢，其成分重量百分比为；C ;0. 35?0. 45 %，Si ;0. 10? 0. 50 %，Mn ;0. 60 ?1. 20 %，P《0. 030 %，S《0. 010 %，B ;0. 0010 ?0. 0040 %，A1 ; 0. 010 ?0. 080%，Ti《0. 060%，Ca ;0. 0010 ?0. 0080%，N《0. 0080%，0《0. 0080%， H《 0. 0004%，及佩 0. 001 ?0. 050%、Cr0. 01 ?0. 50%、M〇 0. 01 ?0. 50%、Ni 0. 01 ? 0. 50%、V 0. 01 ?0. 15% 中的一种或几种，0. 15%《（Cr/5+Mn/6巧0B)《0. 45%，其余为 化和不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的经济型、超宽银片钢，其特征是，该钢屈服强度大于850MPa，抗 拉强度1000?HOOMPa，延伸率为大于10%，洛氏硬度为30?40HRC。
3. 如权利要求1所述的经济型、超宽银片钢的制造方法，其特征是，包括如下步骤： 1) 冶炼、铸造 按权利要求1所述成分冶炼、连铸或模铸，模铸后需经初轴成钢巧，连铸巧或模铸后初 轴巧采用缓冷； 2) 轴制 连铸巧或初轴钢巧加热，加热温度ll〇〇°C?1250°C，钢板终轴温度850?950°C，轴后 钢板采用水冷，开始冷却温度；780?850°C ;停止冷却温度；250?450°C，冷却速度，30? 70°C /s ;如果停止冷却温度300± 50°C，金相组织为马氏体；停止冷却温度400±50°C，金相 组织为马氏体+少量屈氏体； 3) 回火 回火温度为350?550°C，不同停止冷却温度的金相组织其回火后的组织也不同，其 中，停止冷却温度300 +50°C的金相组织，350?550°C回火后组织为回火索氏体组织；停止 冷却温度400±50°C的金相组织，350?550°C回火后组织为回火索氏体+屈氏体组织，回火 硬度为30?40HRC。
4. 如权利要求3所述的经济型、超宽银片钢的制造方法制造的银片钢，其屈服强度大 于850MPa，抗拉强度1000?HOOMPa，延伸率为大于10%，洛氏硬度为30?40HRC。
【专利摘要】一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.35～0.45％，Si：0.10～0.50％，Mn：0.60～1.20％，P≤0.030％，S≤0.010％，B：0.0010～0.0040％，Al：0.010～0.080％，Ti≤0.060％，Ca：0.0010～0.0080％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％，及Nb0.001～0.050％、Cr0.01～0.50％、Mo0.01～0.50％、Ni0.01～0.50％、V 0.01～0.15％中的一种或几种，且满足0.15％≤(Cr/5+Mn/6+50B)≤0.45％，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢屈服强度大于850MPa，抗拉强度1000～1400MPa，延伸率大于10％，夏比V型纵向冲击功可达50-90J。本发明通过高温终轧、在线水冷、回火工艺过程，生产板厚6.0-16.0mm钢板，再加工成直径达1700-4500mm锯片片体，整个锯片片体截面硬度能够达到30-40HRC，并且硬度值分布均匀。
【IPC分类】C22C38-54, C21D8-02
【公开号】CN104532150
【申请号】CN201410809404
【发明人】华蔚, 焦四海, 王笑波, 鲁岩, 刘晔, 李红斌
【申请人】宝山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日