拉伸性优异的高强度线材和高强度钢丝及线材的制造方法_2

文档序号:9642550阅读:来源:国知局
。当所述Ti的添加量小于0. 001%时,未能与Ti结合而残留于钢内的溶质 N会与B结合而形成BN,当所述Ti的添加量超过0. 01 %时,由于其含量过饱和,相对于经济 效益其效果并不明显,因此,优选地,将所述Ti的含量限制在0.001~0.01 %。
[0031] N :0.002% 以下
[0032] N不仅是在拉伸过程中粘着在形成于铁素体基体的电势而引起时效硬化的元素, 而且若含量过多,则与B结合在晶粒间形成BN来抑制B的效果。由于BN容易形成,优选地, 所述N的添加量为0. 002 %以下。
[0033] P (磷)和S (硫):分别0· 030%以下
[0034] P和S是杂质,其含量越低越好,但是要想将含量限制在很低的水平,在制钢工艺 中用于去除杂质的费用会增加。并且,当所述P和S的含量增加时材料的韧性降低。因此, 一般情况下,重要的是控制所述P和S含量的上限,在本发明中优选地将所述P和S含量的 上限分别控制在0.030%。
[0035] 本发明的其余成分为铁(Fe)。只是,在一般的制造过程中,可能从原料或者周围环 境不可避免地混入无意添加的杂质,因此无法排除。只要是一般的制造过程的技术人员都 会知道这些杂质,因此在本说明书中没有特别说明关于杂质的全部内容。
[0036] 根据本发明的一个方面,线材的微细组织优选为由铁素体和马氏体组成的二相组 织(Dual Phase)〇
[0037] 所述马氏体的面积分数优选为34~42 %。
[0038] 若将所述马氏体形成在铁素体内,在由滑移系多(24个)的马氏体的作用下,可具 有超过4的拉伸加工量,从而确保具有尚强度的钢丝。
[0039] 当所述马氏体的面积分数小于34%时,难以确保最终拉伸后达到的目标强度。因 此,优选地,在铁素体内形成34%以上的所述马氏体。相反,当所述马氏体的面积分数超过 42 %时,在铁素体与马氏体的界面产生龟裂,存在无法进行拉伸的问题。因此,优选地,所述 马氏体的上限限制在42%。
[0040] 并且,所述线材的抗张强度可以是620~660MPa。
[0041] 同时,所述线材的截面收缩率(RA)优选为68%以上。
[0042] 如上所述,当每道次的钢丝的截面收缩率(RA)小于68%时,为了实现总的减面 率,截面收缩率需要过度增加道次的数,线材表面相比线材内部变形相对多,导致内外部的 变形分布不均匀,对最终产品的机械物理特性产生不利影响,因此不优选。
[0043] 对本发明的另一个方面的拉伸性优异的高强度线材的制造方法进行详细说明。
[0044] 所述制造方法包括以下步骤:
[0045] 通过热乳钢板来得到线材,所述钢板,以重量%计,由C :0. 05~0. l%、Si :0. 5~ 1. 5%、Mn :1. 0 ~2. 0 %、B :0· 001 ~0· 003%、Ti :0· 001 ~0· 01 %、P :0· 03 % 以下、S : 0. 03%以下、N :0. 002%以下、余量Fe及其它不可避免的杂质组成;
[0046] 进行一次热处理,通过加热所述线材使其全部奥氏体化,然后通过冷却使所形成 的所述奥氏体转变为马氏体;
[0047] 进行二次热处理,通过加热经过一次热处理的所述线材使其具有奥氏体与铁素体 的混合组织,并通过冷却使其具有马氏体与铁素体的混合组织。
[0048] 根据本发明的一个方面,为了制造线材,首先,通过热乳满足上述成分关系的钢板 来得到线材。此时,热乳采用通常使用的方法,并没有特别限定。
[0049] 对如上所述地制造的线材进行一次热处理和二次热处理。
[0050] 一次热处理
[0051] 通过加热以如上所述的方式热乳的线材使其全部奥氏体化,然后进行一次热处理 工艺,以使所形成的所述奥氏体转变为马氏体。
[0052] 在所述一次热处理工艺中,将所述线材保持在900~1150Γ的温度下,然后冷却 至常温并保持1~5分钟。
[0053] 优选地,所述线材的保持温度限定在900~1150°C,其理由是,在900°C以上的保 持温度下会全部(fully)奥氏体化,在1150°C以下形成细小的奥氏体。更为优选的,保持温 度为900~950 °C。
[0054] 优选地,在所述900~1150°C的保持温度下的保持时间限制在5~15分。
[0055] 其理由是,当保持时间小于5分钟时,不会充分地形成奥氏体相,当超过15分钟 时,会产生奥氏体粗大化。
[0056] 在所述900~1150°C保持后进行冷却时,优选地,将冷却速度限制在30~40°C / s以上。
[0057] 其理由为,当所述冷却速度小于30°C /s时,形成铁素体等掺杂组织的可能性会很 大,当超过40°C /s时,虽可稳定地确保马氏体,但用于增加冷却功能的附带设施的投资及 其效果不明显。
[0058] 优选地,所述冷却后保持时间限制在1~5分钟。
[0059] 其理由是,当保持时间小于1分钟时,由于进行淬火冷却后在表面中心之间形成 的应力差大,若直接升温,则组织内形成龟裂的可能性会大,当超过5分钟时,在经济效益 方面收益率就会降低。
[0060] 二次热处理
[0061] 如上所述地经过一次热处理的线材是通过加热后使其具有奥氏体与铁素体的混 合组织,并通过冷却使其具有马氏体与铁素体的混合组织,由此进行二次热处理工艺。
[0062] 所述二次热处理工艺,其将经过一次热处理的所述线材升温至800~830°C后保 持1~10分钟,然后以30~40°C /s的冷却速度冷却至常温。
[0063] 优选地,将所述升温至800~830°C的升温速度限制在2°C /s以上。其理由是,当 以2°C /s以下的速度进行升温时,由于在达到目标温度之前就会转变为奥氏体,晶粒度变 得不均匀。在技术上没必要限定所述升温速度的上限,只是从能量消耗或者工艺费用等经 济方面可适当地进行限定。
[0064] 优选地,在所述800~830°C的温度下的保持时间限制在1~10分钟。
[0065] 其理由为,当所述保持时间小于1分钟时,无法形成充分的奥氏体和铁素体,当所 述保持时间超过10分钟时,存在奥氏体和铁素体的晶粒粗大化的问题。
[0066] 在所述800~830°C的温度下保持后进行冷却时,优选地,冷却速度限制在30~ 4(TC /s 〇
[0067] 其理由为,当以小于30°C /s的冷却速度进行冷却时,无法形成充分的马氏体相, 当所述冷却速度超过40°C /s时,虽可稳定地确保马氏体,但用于增加冷却功能的附带设施 的投资及其效果不明显。
[0068] 对本发明的又一个方面的高强度钢丝进行详细说明。
[0069] 本发明的高强度钢丝可通过将所述线材进行拉伸加工来制造。本发明的钢丝,以 重量%计,由 C :0· 05 ~0· 1%、Si :0· 5 ~L 5%、Mn :1. 0 ~2. 0%、B :0· 001 ~0· 003%、 Ti :0. 001~0. 01%、P :0. 03%以下、S :0. 03%以下、N :0. 002%以下、余量Fe及其它不可 避免的杂质组成,以面积分数计,微细组织包括34~42 %的马氏体和余量铁素体,从而具 有优异的抗张强度。
[0070] 所述钢丝的抗张强度可以为3600MPa以上。因此,非常适合用于如轮胎帘布、钢丝 绳、钢琴线、桥梁用钢丝等需要具备高强度的产品中。
[0071] 以下,通过实施例更加详细地说明本发明。但是,在下面进行说明的实施例只是为 了更加详细地说明本发明而例示的,本发明的权利范围并不限定于所述实施例。本发明的 权利范围由权利要求书记载的内容以及从所述内容合理推导的内容来定义。
[0072] (实施例1)
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