一種42CrMo鋼冷軋板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種42CrMo鋼冷軋板及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)C：0.38~0.45、Si：0.17~0.37、Mn：0.50~0.90、P：<0.035、S：<0.035、Cr：1.02~1.14、Mo：0.15~0.25，其余為Fe。其生產(chǎn)方法包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整等工藝，其特征在于，熱軋的鋼坯加熱溫度為1170~1270℃，終軋溫度為850~950℃，卷取溫度為700~750℃，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Ac1-(10~30)℃，保溫時(shí)間為8~14h，帶罩保溫至400℃以下時(shí)空冷，平整延伸率為0.5%~1.2%。本發(fā)明塑性、韌性好、切削性能優(yōu)良，有利于用戶進(jìn)行切削、沖壓加工和后續(xù)熱處理。
【專利說(shuō)明】一種42CrMo鋼冷軋板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼材制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼冷軋板及其生
產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冷軋鋼板具有表面質(zhì)量好，尺寸精度高的優(yōu)點(diǎn)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已被稱為現(xiàn)代社會(huì)的必需材料。通過(guò)進(jìn)行退火處理可以提高冷軋板的綜合機(jī)械性能，使其擁有高的沖壓性能和低的屈服點(diǎn)并且不產(chǎn)生時(shí)效性，可廣泛用于汽車(chē)、家電制造領(lǐng)域。42CrMo鋼屬于合金結(jié)構(gòu)鋼中鉻鑰鋼組，具有較高的碳和鉻含量，因此其淬透性較好，強(qiáng)度較大，并且低溫沖擊值較高，高溫強(qiáng)度好，抗蠕變性能好，可用于制造受載荷極大的齒輪、后軸、連桿等零件，廣泛用于壓力容器、工程機(jī)械、石油化工、橋梁、船舶制造和其他鋼結(jié)構(gòu)中。但是目前42CrMo多以鑄鍛材的形式應(yīng)用于零部件生產(chǎn)中，較少以冷軋板的形式進(jìn)行應(yīng)用。
[0003]2003年，國(guó)家頒布了汽車(chē)安全帶新標(biāo)準(zhǔn)GB 14166-2003《道路車(chē)輛成年乘員用安全帶和約束系統(tǒng)》，對(duì)汽車(chē)安全帶扣增加了沖擊性能，低溫性能和耐腐蝕性能的要求。隨著標(biāo)準(zhǔn)的提高，需選用綜合性能更為優(yōu)良的材料取代原有安全帶扣生產(chǎn)材料45#鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo的冷軋板以其優(yōu)良的綜合機(jī)械性能可用于汽車(chē)安全帶扣等高強(qiáng)度沖壓件的生產(chǎn)中，具有良好的市場(chǎng)前景。但是，由于42CrMo鋼中合金元素添加量大，在軋制過(guò)程中(尤其是熱軋過(guò)程)受到冷卻速度和變形量的影響極易形成硬脆的馬氏體組織，使得在后續(xù)冷軋制造中易產(chǎn)生板材開(kāi)裂，從而造成成材率低和生產(chǎn)連續(xù)性差的后果。
[0004]公布號(hào)CN 101962707A的發(fā)明專利中申請(qǐng)公開(kāi)了一種42CrMo鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法。該發(fā)明包括鋼水冶煉、鑄坯、熱軋和熱處理四個(gè)步驟。其特征在于熱處理步驟，將熱軋后的鋼管淬火加熱至800~900°C，然后用水冷卻。其中，鋼管的外表面以噴淋的方式冷卻，鋼管的內(nèi)表面以內(nèi)軸流的方式冷卻，冷卻時(shí)開(kāi)始內(nèi)軸流，然后進(jìn)行鋼管外表面噴淋，冷卻結(jié)束時(shí)先停止內(nèi)軸流，然后停止鋼管外表面噴淋；鋼管冷至室溫后進(jìn)行回火，回火加熱溫度度為520~620°C。該方法可以生產(chǎn)得到全截面硬度均勻的無(wú)縫鋼管。
[0005]公布號(hào)CN102409238A的發(fā)明專利公開(kāi)了一種42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼特厚板的生產(chǎn)方法。該方法包含以下步驟:優(yōu)質(zhì)鐵水熔煉、KP鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、真空脫氣處理、鑄錠、加熱和軋制。通過(guò)調(diào)整冶煉參數(shù)，嚴(yán)格控制P、S含量，使制得的42CrMo特厚板具有強(qiáng)度高、韌性和切削加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，而且適合大生產(chǎn)操作和生產(chǎn)。
[0006]由于所以目前尚未見(jiàn)到有關(guān)42CrMo冷軋板制備的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明公開(kāi)一種42CrMo鋼冷軋板及其生產(chǎn)方法。以解決42CrMo鋼在冷卻中容易形成硬脆的馬氏體組織，使其冷軋過(guò)程中軋制開(kāi)裂，影響其成型性等問(wèn)題，該方法適合大生產(chǎn)操作，并且其產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、韌性和沖壓性能好的特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的42CrMo鋼冷軋板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分C:0.38、.45、Si:0.17~0.37,Mn:0.50~0.90,P:<0.035, S:<0.035,Cr:1.02~1.14,Mo:0.15~0.25，其余為 Fe
及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]本發(fā)明一種42CrMo冷軋板的生產(chǎn)方法，包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整等步驟，其特征在于，所述熱軋的鋼坯加熱溫度為117(T127(TC，熱軋終軋溫度為85(T950°C，卷取溫度為70(T75(TC，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Acl-(1(T30) V左右，保溫時(shí)間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時(shí)空冷，平整延伸率為0.5%~1.2%。
[0010]本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)理由:
[0011]42CrMo鋼中含有較多的Cr、Mo合金元素，極易在冷卻中形成硬脆的馬氏體組織，從而造成冷軋過(guò)程中軋制開(kāi)裂，影響其成型性，因此應(yīng)選擇合適的熱軋生產(chǎn)工藝條件，尤其是終軋溫度、卷取溫度等，以獲得合適的組織性能，從而提高42CrMo冷軋板的成型率。同時(shí)，冷軋后的42CrMo冷硬板要選擇合適的球化退火工藝，獲得均勻的球化組織，有利于后續(xù)的切削和沖壓加工處理。
[0012](I)加熱溫度
[0013]鋼坯加熱溫度過(guò)高或者時(shí)間過(guò)久，可以造成奧氏體晶粒長(zhǎng)大和過(guò)熱、過(guò)燒，氧化鐵皮增多和脫碳等缺陷；而加熱溫度過(guò)低則可阻礙合金元素的充分固溶以及奧氏體晶粒的均勻化。因此本發(fā)明的熱軋鋼坯加熱溫度選擇為1170~127(TC。
[0014](2)終軋溫度
[0015]終軋溫度是熱變形過(guò)程中影響鋼材組織性能的關(guān)鍵參數(shù)。高溫區(qū)終軋時(shí)，晶粒基本上都是再結(jié)晶奧氏體，最終的組織比較均勻。當(dāng)終軋溫度降低時(shí)，未再結(jié)晶奧氏體增多，形變奧氏體中的位錯(cuò)等缺 陷增多，使相變后的組織更加細(xì)化，但不很均勻，而且會(huì)產(chǎn)生帶狀組織。為防止42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼冷軋開(kāi)裂現(xiàn)象的發(fā)生，需降低其熱軋態(tài)硬度，因此選擇較高的終軋溫度；并且高溫區(qū)終軋可以防止42CrMo鋼在熱變形后冷速過(guò)快，生成硬度較大的馬氏體?？紤]到設(shè)備能力以及高于1000°C的高溫時(shí)，容易發(fā)生氧化皮性缺陷，因此本發(fā)明終軋溫度選擇為85(T950°C。
[0016](3)卷取溫度
[0017]奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變，相當(dāng)一部分是在卷取溫度下緩慢冷卻過(guò)程中完成的。隨卷取溫度的降低，鐵素體晶粒逐漸變細(xì)，針狀鐵素體的數(shù)量逐漸增多，同時(shí)珠光體的片層間距也逐漸減小，溫度較低時(shí)還會(huì)出現(xiàn)上貝氏體。對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼來(lái)講，卷取溫度較低時(shí)，會(huì)造成終軋過(guò)程到卷取過(guò)程降溫過(guò)快，導(dǎo)致冷脆的馬氏體組織的出現(xiàn)，影響其冷軋生產(chǎn)。因此本發(fā)明選擇較高的卷取溫度?？紤]到設(shè)備能力要求，卷曲溫度需低于750°C，而低于700°C時(shí)熱軋鋼卷容易發(fā)生塌卷現(xiàn)象，因此卷取溫度選擇為70(T750°C。
[0018](4)球化退火
[0019]球化退火可以使片狀珠光體球化，從而降低硬度，改善切削性能。并且球化后組織均勻，對(duì)改善熱處理工藝性能極為有利，例如可以減少淬火加熱時(shí)的變形開(kāi)裂等。經(jīng)淬火、回火后獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能(原始組織為球狀時(shí)，經(jīng)淬火回火后強(qiáng)度硬度相同時(shí)，塑性、韌性更好，具有更高的接觸疲勞強(qiáng)度和更長(zhǎng)的壽命)。
[0020]現(xiàn)有球化退火方法有:(I)加熱至Acl+ (1(T20°C)的溫度后緩冷的方法；(2)把退火鋼加熱到Acl-( 1(T30°C )的溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫的方法；以及(3)首先加熱至Acl+( 1(T20°C )之后降溫至Arl- (1(T30°C)溫度下；反復(fù)加熱/冷卻的方法。[0021]本發(fā)明中采用罩式退火的方法，考慮到大型鋼卷升降溫速度緩慢，為避免整體組織性能的不均勻性，選用低于Acl的溫度下長(zhǎng)時(shí)間保持的方法，進(jìn)行恒溫球化退火。球化退火溫度過(guò)低或保溫時(shí)間過(guò)短，會(huì)造成未溶片狀碳化物增多，無(wú)法得到均勻的球狀組織。而球化退火溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致珠光體中殘留碳化物過(guò)少，無(wú)法得到均勻的球狀組織。因此，本發(fā)明中球化退火的退火溫度選擇為Acl-(1(T30) °C (Acl溫度可由相變儀測(cè)定)，保溫時(shí)間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時(shí)空冷。
[0022]由于合金結(jié)構(gòu)鋼鋼質(zhì)較硬，本發(fā)明將冷軋壓下率控制在25%~50%，平整延伸率控制在0.5%~1.2%，這有利于獲得較好的性能。
[0023]本發(fā)明通過(guò)控制42CrMo鋼熱軋生產(chǎn)工藝條件，獲得晶粒均勻的鐵素體和珠光體組織，防止了 42CrMo鋼冷軋開(kāi)裂現(xiàn)象的發(fā)生。并通過(guò)對(duì)冷軋板進(jìn)行球化退火處理，得到了抗拉強(qiáng)度Rm≤600MPa,延伸率A50mm≤20%,球化等級(jí)為5~6級(jí)的42CrMo冷軋退火板。該產(chǎn)品塑性、韌性好、切削性能優(yōu)良，有利于用戶進(jìn)行切削、沖壓加工和后續(xù)熱處理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為實(shí)施例4冷軋退火后的金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]本發(fā)明的成分為C:0.38~0.45、Si:0.17~0.37、Mn:0.50~0.90、P:<0.035、S:〈0.035,Cr:1.02 ~1.14、Mo:0.15~0.25，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，表1為本發(fā)明采用其成分的幾個(gè)最佳實(shí)施例，并按本發(fā)明方法進(jìn)行如表2、表3所示的條件下的熱軋、冷軋生產(chǎn)，并按照表3所示條件采用罩式退火法進(jìn)行球化退火，之后帶罩保溫至400°C后進(jìn)行空冷。通過(guò)上述工藝制造板厚分別為1.8,2.0,2.45,2.95mm的42CrMo冷軋退火板，其力學(xué)性能如表4所示，其實(shí)施例的典型金相組織見(jiàn)附圖，其球化等級(jí)為最高級(jí)6級(jí)。
[0027]表1本發(fā)明實(shí)施例化學(xué)成分(wt，％)
【權(quán)利要求】
1.一種42CrMo鋼冷軋板，其特征在于，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)C:0.38、.45、Si:0.17~0.37,Mn:0.50~0.90,P:<0.035, S:<0.035,Cr:1.02~1.14,Mo:0.15~0.25，其余為 Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.一種用于生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的42CrMo鋼冷軋板的生產(chǎn)方法，包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整工藝，其特征在于，所述熱軋的鋼坯加熱溫度為117(T127(TC，熱軋終軋溫度為85(T950°C，卷取溫度為70(T750°C，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Acl- (10-30) V，保溫時(shí)間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時(shí)空冷，平整延伸率為·0.5%~1. 2%。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103882314SQ201210562232
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】張宇, 劉仁東, 徐承明, 呂東, 王科強(qiáng), 王旭, 王永明 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司