專利名稱：：中碳鋼板罩式爐球化退火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種中碳鋼板即45號鋼罩式爐球化退火方法。
背景技術(shù)：
：隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，市場對中碳鋼板的需求越來越多，對中碳鋼板的質(zhì)量要求越來越高，中碳鋼板廣泛應(yīng)用于汽車和航空工業(yè)，中碳鋼板冷軋退火后既要求鋼板具有窄的高力學(xué)性能帶，同時又要求鋼材具有好的金相組織即球化珠光體組織。國家標(biāo)準(zhǔn)要求中碳鋼板可按球化珠光體組織出廠，也可按未球化珠光組織出廠，但由于中碳鋼板球化處理后可以顯著提高塑性和韌性，便于機(jī)械加工和避免沖壓變形開裂，因此用戶要求中碳鋼板必須按球化退火交貨，而中碳鋼板屬亞共析鋼，由于其碳含量較低，奧氏體中殘留未溶碳物質(zhì)點較少，球化十分困難。由于中碳鋼板熱處理方法的特殊性，現(xiàn)行的中碳鋼板熱處理方法是預(yù)先在煤氣罩式退火爐進(jìn)行球化退火，冷軋之后，再對冷變形的金屬進(jìn)行回復(fù)再結(jié)晶退火，退火后球化合格率低也只能達(dá)到60%左右，而中碳鋼板由于其工藝的特殊性，在電加熱罩式爐巨大的熱慣性下，預(yù)退火工藝難以實現(xiàn)，用戶在加工沖壓過程中時有開裂現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有中碳鋼板罩式爐球化退火方法的上述不足，本發(fā)明提供一種退火后球化性能合格率高的中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法。一、生產(chǎn)工藝流程改變傳統(tǒng)45鋼生產(chǎn)工藝流程熱軋坯料^^成巻預(yù)退火(球化退火)^開平切單張~~框式酸洗單張軋制~~"^成品退火(再結(jié)晶退火)^取樣檢驗~~矯直包裝一"入庫本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法是將熱軋坯料不經(jīng)預(yù)先退火直接冷軋，然后進(jìn)行球化和再結(jié)晶一次退火。二、球化機(jī)理(理論依據(jù))原始組織為熱軋坯料經(jīng)冷軋變形后狀態(tài)原始組織為熱軋坯料經(jīng)冷塑性變形的鋼，晶粒內(nèi)部的形狀發(fā)生了變化，晶粒沿變形方向被壓扁拉長，晶格畸變嚴(yán)重，位錯密度增加，晶粒碎化。其組織結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，碳化物核心增多，粗片狀珠光體轉(zhuǎn)變成了鏈狀或細(xì)片狀珠光體，并儲存大量能量，在隨后的低于臨界點70(TC附近等溫分解，鏈狀或細(xì)片狀珠光體溶解均勻地形成顆粒狀的碳化物，聚集球化。三、坯料的優(yōu)化設(shè)計本中碳鋼板熱罩式爐球化退火方法在處理前根據(jù)成品規(guī)格要求，依據(jù)軋制前后體積不變定律對坯料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確定原料規(guī)格。四、本中碳鋼板罩式爐球化退火方法包括下述依次的步驟(一)對熱軋坯料鋼巻進(jìn)行剪切、酸洗；將鋼板表面熱軋坯料的氧化皮洗掉，剪切成所需的規(guī)格；(二)采用縱軋，軋制變形量為28—41%;(三)采用單張成垛退火，將鋼板裝入電加熱罩式爐，裝爐量為40t—80t;a、采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟?，插入最少兩支鎧裝熱電偶，一般插入三至六支鎧裝熱電偶；b、爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、爐罩電阻帶加熱，爐臺輸出功率為250kw—350kw、爐罩輸出功率為150kw—250kw，爐臺爐罩共計為400kw—600kw;c、爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣進(jìn)行保護(hù)；d、鋼板裝入爐后，扣保護(hù)罩及加熱罩，通電升溫，升溫60—70小時，升到69(TC—720°C，保溫4h—6h，在保溫過程中，鋼板表面溫度《72(TC;e、然后吊開加熱罩自然冷卻，鋼板心部溫度冷卻到25(TC以下出爐；本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法在插入熱電偶時，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，采用三點插入法，即兩只熱電偶插到鋼板的中心，一支使用另一支備用，以其中一支熱電偶的溫度顯示值為基準(zhǔn)，另一支熱電偶的溫度顯示值為參考值，還有一支熱電偶插放在鋼板垛頂部的3—5張鋼板下(壓到鋼板下)；本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法在上述步驟中，控制電加熱罩式爐的輸入功率，以縮小鋼板表面與鋼板中心(如100張鋼板在50-51張之間就是中心)的溫度差，在鋼板中心部溫度《50(TC時，溫度差《15(TC，在^500。C，《60(TC時，溫度差《10(TC，在^600。C，《650。C時，溫度差《40°C，在保溫過程中，鋼板表面溫度不大于720°C，鋼板中心溫度達(dá)690r時，才可保溫。在這過程中，可自動控制溫度，也可根據(jù)熱電偶的溫度顯示人工控制溫度。本中碳鋼板罩式爐球化退火方法采用電加熱罩式爐退火，并且一次退火，把實現(xiàn)再結(jié)晶和球化退火兩個工序合為一個工序，取消了現(xiàn)有中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法中冷軋前的預(yù)先熱處理工序，節(jié)省了45號鋼板的熱處理工序和能源的消耗。優(yōu)化坯料設(shè)計，確定匹配的軋制變形量，有效地提高了45號鋼退火后的機(jī)械性能和球化珠光體組織，顯著提高了塑性和韌性，根據(jù)多次熱處理的金相觀察，金相組織球化合格率達(dá)100%，參見表l，便于機(jī)械加工，避免了沖壓變形的開裂現(xiàn)象。提高了成材率，降低了生產(chǎn)成本，縮短了交貨周期。圖l是球化退火溫度曲線示意圖。圖2是本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法處理后的組織照片，放大500倍。具體實施例方式下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法的具體實施方式，但本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法的具體實施方式不局限于下述的實施例。本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法的下述三個實施例是首先據(jù)軋制前后體積不變定律對坯料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確定原料規(guī)格。例如將熱軋坯料剪切成外形尺寸為5.6X1535X1250mm的鋼板，經(jīng)冷軋軋制成為4.0X1200X2000mm的鋼板。實施例一(一)酸洗鋼板坯料在常溫，用槽式酸洗槽用鹽酸將外形尺寸為5.6X1535X1250mm鋼板表面熱軋坯料的氧化皮洗掉；(二)縱軋坯料將酸洗后的鋼板坯料用四輥2300mm可逆式冷軋機(jī)，經(jīng)7-15道次軋制，縱向軋制成外形尺寸為4.0X1200X2000mm的鋼板，變形量為28%，上輥0.03mm,下輥0mm;(三)采用單張成垛退火將冷軋后的鋼板裝入電加熱罩式爐的爐臺，裝爐量為40t，然后扣上內(nèi)、外罩；a采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟?，插入電加熱罩式爐的熱電偶為三支，測溫原理都一樣，從經(jīng)濟(jì)上考慮，三采用點插入法，即兩只熱電偶插到鋼板的中心，一支使用一支備用，以其中一支熱電偶的溫度顯示值為基準(zhǔn)，另一支熱電偶的溫度顯示值為參考值，還有一支熱電偶插放在鋼板垛從上數(shù)第3張的鋼板下；b電加熱罩式爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、爐罩電阻帶加熱，爐臺輸出功率為250kw、爐罩輸出功率為150kw，爐臺罩共計為400kw;c爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣；d鋼板裝入爐后通電升溫，升溫60小時，升到69(TC，保溫4小時，在保溫過程中，鋼板表面溫度為695-700°C，參見圖l;本實施例的在熱處理過程中控制電加熱罩式爐的輸入功率，以縮小鋼板表面與鋼板中心的溫度差，爐溫《50(TC時，溫度差為11(TC一12(TC，爐溫為500°C—60(TC時，溫度差為70°C—80°C，爐內(nèi)溫度為600°C—650。C時，溫度差25"C—3(TC，在保溫過程中，鋼板表面溫度為695—70(TC，鋼板心部溫度達(dá)69(TC時，開始保溫。e然后吊卸加熱罩自然冷卻，爐溫冷卻到25(TC，將鋼板從電加熱罩式爐內(nèi)吊出。f取樣檢驗將球化退火處理后的試樣的組織在金相顯微鏡放大500倍觀察，金相組織全部球化，參見圖2。實施例二(一)酸洗鋼板坯料在常溫，用槽式酸洗槽用鹽酸將外形尺寸為6.0X1440X1250mm鋼板表面熱軋坯料的氧化皮洗掉；(二)縱軋坯料將酸洗后的鋼板坯料用四輥2300mm可逆式冷軋機(jī)，經(jīng)7-15道次軋制，縱向軋制成外形尺寸為4.0X1200X2000mm的鋼板，變形量為33%，上輥0.03mm,下輥0mm;(三)采用單張成垛退火將冷軋后的鋼板裝入電加熱罩式爐的爐臺，裝爐量為60t，然后蓋上爐罩；a采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟?，方法與實施例一相同；b罩式爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、罩電阻帶加熱，爐臺輸出功率為300kw、爐罩輸出功率為200kw，爐臺罩共計為500kw;c爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣；d鋼板裝入爐后通電升溫，升溫65小時，升到70(TC，保溫5小時，在保溫過程中，鋼板表面溫度為705-710°C;本實施例的在熱處理過程中控制電加熱罩式爐的輸入功率，以縮小鋼板表面與鋼板中心的溫度差，爐溫《50(TC時，溫度差為12(TC—13(TC，爐溫為500。C一600。C時，溫度差為80。C一90。C，爐內(nèi)溫度為600。C一650。C時，溫度差3(TC—35。C，在保溫過程中，鋼板表面溫度為705。C一71(TC，鋼板中心溫度達(dá)69(TC時，開始保溫。e然后吊卸加熱罩自然冷卻，爐溫冷卻到25(TC以下，將鋼板從電加熱罩式爐內(nèi)吊出。實施例三(一)酸洗鋼板坯料在常溫，用槽式酸洗槽用鹽酸將外形尺寸為8.5X1265X1250mm鋼板坯料的氧化皮洗掉；(二)縱軋坯料將酸洗后的鋼板坯料用四輥2300mm可逆式冷軋機(jī)，經(jīng)7-15道次軋制，縱向軋制成外形尺寸為5.0X1200X2000mm的鋼板，變形量為41%，上輥0.03mm,下輥0mm;(三)采用單張成垛退火將冷軋后的鋼板裝入電加熱罩式爐的爐臺，裝爐量為80t，然后蓋上爐罩;a采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟龋椒ㄅc實施例一相同；b罩式爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、爐罩電阻帶加熱，爐臺輸出350kw、爐罩輸出功率為250kw，爐臺爐罩共計為600kw;本實施例的在熱處理過程中控制電加熱罩式爐的輸入功率，縮小鋼板表面與鋼板中心的溫度差，爐溫《50(TC時，溫度差為140°C—150°C，爐溫為50(TC—60(TC時，溫度差為90°C一100。C，爐內(nèi)溫度為60(TC—65(TC時，溫度差3(TC—40。C，在保溫過程中，鋼板表面溫度為710。C一72(TC，鋼板中心溫度達(dá)69(TC時，吊了加熱罩。c爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣；d鋼板裝入爐后通電升溫，升溫70小時，升到690°C，保溫5小時，在保溫過程中，鋼板表面溫度為715"C—72(TC;開始保溫。e然后吊卸加熱罩自然冷卻，爐溫冷卻到25(TC以下，將鋼板從電加熱罩式爐內(nèi)吊出。實施例四、實施例五的歩驟與實施例一的相同，只是技術(shù)參數(shù)不同。本中碳鋼板電加熱罩式爐球化退火方法五個實施例處理后的45號鋼板的性能見表l。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述五個實施例在用熱電偶控制溫度，可插入兩至至六支鎧裝熱電偶，從上至下插在鋼板垛的不同部位?？筛鶕?jù)熱處理的鋼板的重量，增大或減小爐臺、爐罩的功率。權(quán)利要求1、一種中碳鋼板罩式爐球化退火方法，它包括下述依次的步驟(一)對熱軋坯料鋼卷進(jìn)行剪切、酸洗；將鋼板表面熱軋坯料的氧化皮洗掉，剪切成所需的規(guī)格；(二)采用縱軋，軋制變形量為28-41％；(三)采用單張成垛退火，將鋼板裝入電加熱罩式爐；a、采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟?，插入最少兩支鎧裝熱電偶；b、爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、爐罩電阻帶加熱；c、爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣進(jìn)行保護(hù)；d、鋼板裝入爐后，扣保護(hù)罩及加熱罩，通電升溫，升溫60-70小時，升到690℃-720℃，保溫4h-6h，在保溫過程中，鋼板表面溫度≤720℃；e、然后吊開加熱罩自然冷卻，鋼板心部溫度冷卻到250℃以下出爐。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的中碳鋼板罩式爐球化退火方法，其特征是在上述步驟中，控制電加熱罩式爐的輸入功率，以縮小鋼板表面與鋼板中心的溫度差，在鋼板中心部溫度《50(TC時，溫度差《15(TC，鋼板中心部溫度》500°C，《60(TC時，溫度差《100。C，鋼板中心部溫度》600。C，《650°C時，溫度差《40'C，在保溫過程中，鋼板表面溫度不大于720°C，鋼板中心溫度達(dá)69(TC時，才可保溫。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中碳鋼板罩式爐球化退火方法，其特征是裝爐量為40t—80t;爐臺輸出功率為250kw—350kw、爐罩輸出功率為150kw一250kw，爐臺爐罩共計為400kw—600kw。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中碳鋼板罩式爐球化退火方法，其特征是:在插入熱電偶時，采用三點插入法，兩只熱電偶插到鋼板的中心，一支使用另一支備用，以其中一支熱電偶的溫度顯示值為基準(zhǔn)，另一支熱電偶的溫度顯示值為參考值，還有一支熱電偶插放在頂部的3—5張鋼板下。全文摘要本發(fā)明涉及一種中碳鋼板罩式爐球化退火方法，它包括下述依次的步驟(一)對熱軋坯料鋼卷進(jìn)行剪切、酸洗；(二)采用縱軋，軋制變形量為28-41％；(三)采用單張成垛退火，將鋼板裝入電加熱罩式爐；a.采用板溫?zé)犭娕伎刂茰囟?，插入最少兩支鎧裝熱電偶；b.爐內(nèi)加熱采用兩段式爐臺、爐罩電阻帶加熱；c.爐臺、爐罩內(nèi)保護(hù)氣體采用氮氣進(jìn)行保護(hù)；d.鋼板裝入爐后，扣保護(hù)罩及加熱罩，通電升溫，升溫60-70小時，升到690℃-720℃，保溫4h-6h，在保溫過程中，鋼板表面溫度≤720℃；e.然后吊開加熱罩自然冷卻，鋼板心部溫度冷卻到250℃以下出爐。本中碳鋼板罩式爐球化退火方法采用一次退火，金相組織球化合格率明顯提高。文檔編號C21D1/26GK101307378SQ20081005536公開日2008年11月19日申請日期2008年7月3日優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日發(fā)明者杰李申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司