一种耙片用带钢及生产方法与耙片热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金工艺技术领域，特别涉及一种适于制作农机具配件的耙片专用热 轧带钢、热轧带钢的生产方法以及耙片毛坯的热处理方法。
【背景技术】
[0002] 耙片的主要失效形式是磨损和断裂，耐磨性主要与硬度相关，而断裂主要是由于 耙片在工作过程中碰到坚硬的土壤或石头等物体撞击而失效。因此，耙片要求硬度的同时， 还要有较高的韧性以抵抗较大的冲击力。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。由于含碳 量较高，65Mn钢热处理后硬度为38~45HRC，但是这类高碳刃具钢同时脆性也较高、塑韧性 较差，热处理后的冲击韧性不高于5J。在大型农业作业中，耙片断裂后更换十分因难，因此， 随着国内外农业机械化的高速发展，65Mn耙片已不能满足大型农机具的连续作业要求。
[0003] 《M〇-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提供了一种"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] 专利公开号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，因而不能用于制造耙片。
[0006] 专利公开号CN102080179A公开的"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，且该专利未提及钢板热处理后性能，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。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在提供一种具有高淬硬性、高耐磨性和高韧塑性，并可显著提高耙片使 用寿命的耙片用带钢及生产方法与耙片热处理方法。
[0008] 为此，本发明所采取的技术解决方案为：
[0009] 一种耙片用带钢，其特征在于，其化学成分wt %为：C:0. 27 %~0.37 %，Si : 0? 1%~0? 40%，Mn :1. 1%~1. 7%，B0. 002 ~0? 006%，Cr :0? 10%~0? 80%，A1 :0? 010 ~ 0.050%，Ti 彡 0? 1%，V< 0? 1%，N< 0.0070%，P< 0.020%，S< 0.010%，余量为Fe 和 不可避免的杂质。
[0010] 本发明耙片用热轧带钢各成分作用机理为：
[0011] C是钢中主要的固溶强化元素。C含量若低于0. 10%，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. 40 %，则恶化钢的韧塑性。因此，C含量要控制在0. 20 %~ 0? 40%〇
[0012] Mn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。Mn与S结合形成MnS，避免晶界处形成 FeS而导致的热裂纹影响耙片用钢的热成形性。同时Mn也是良好的脱氧剂并增加淬透性。 中低碳钢中Mn含量低，不能满足热处理后高强硬性的要求，Mn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，Mn含量应该控制在1. 1 %~1.7%。
[0013] 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。
[0014] 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%。
[0015] B :0. 002%~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。
[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。Cr含量过低，油淬时不能保证淬硬性；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0. 10%~0.80%。
[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. 050%。
[0018] Ti彡0. 1%，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] V < 0. 1 %，V是细晶强化和沉淀强化微合金元素，在钢中添加微量的V，在热加工 过程中可以析出微细的VN和VCN等粒子，抑制奥氏体的形变再结晶，阻止奥氏体晶粒的长 大，细化晶粒.并可降低BN的形成率，减少了 BN的危害。因此，钢中加入适量的V可提高 热轧钢板的韧塑性及钢热处理后的强度和韧性。
[0020] 钢中Al、Ti和V过多，与C生成化合物，钢中固溶C含量减少，降低淬后硬度。因 此控制Ti和V含量均< 0. 1 %。
[0021 ] 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。
[0022] 通过低C的成分设计，提高钢板韧塑性.通过同时添加Mn、B和Cr元素，提高淬透 性和淬硬性，使耙片油淬和回火处理后具有较高的强韧性匹配，提高耙片使用寿命。同时通 过添加微量Ti、Al、V元素，减少钢中游离N含量，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。与新型中低碳水淬耙片用钢相比，本发明C、Mn含量略高， 且同时添加Cr元素，可以明显提高钢板油淬时的淬透性和淬硬性，在原有65Mn油淬生产设 备条件下，即可制造出强韧性优异的耙片。
[0023] 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Ti和V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。N与Ti和V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。
[0024] -种耙片用带钢生产方法，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：
[0025]精炼过程先加脱氧剂脱氧，再加Ti、V微合金化固氮，控制0彡0. 002 %、 N < 0. 007%后，在精炼后期加砸合金化，加砸后5~8min内结束精炼，控制钢中砸含量。
[0026] 采用板坯连铸连轧生产工艺，坯厚120~200mm ;
[0027] 连铸后铸坯不下线，直接进加热炉加热，保证铸坯入炉温度在830°C以上，加热温 度1100~1200°C，保温1~2h ;
[0028] 粗轧和精轧均采用高压水除鳞；粗轧开轧温度1050~