專(zhuān)利名稱：可拉拔性高的線材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造線材以及用于制備輪胎鋼絲、鋼絲繩和彈簧的鋼線的方法。具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明涉及一種可高度拉拔的線材(盤(pán)條)及其制造方法，其中拔絲可以不用鉛淬火(在拔絲過(guò)程中進(jìn)行的熱處理)而進(jìn)行。
一般地，在制造作為具有高強(qiáng)度的輪胎用鋼絲、鋼絲繩和彈簧的原材料的線材時(shí)，其方法為在提高棒的強(qiáng)度的同時(shí)將其拔絲成為線材，或者是利用拔絲過(guò)程中的加工硬化現(xiàn)象而帶來(lái)的拉拔強(qiáng)度。這是兩種主要的常用方法。然而，強(qiáng)度的增加往往伴隨著延性的降低，因此，在達(dá)到目標(biāo)尺寸的線材之前需要進(jìn)行鉛淬火。另一方面，如果靠增加拉拔應(yīng)變來(lái)提高鋼絲的強(qiáng)度，雖然可能具有省去鉛淬火的優(yōu)點(diǎn)，但可能發(fā)生脫層和脫層，所以使得獲得高強(qiáng)度變得困難。
特別是，在大多數(shù)已有技術(shù)中，為了改善碳鋼的可拉拔性，對(duì)于碳含量大于0.7％的高碳鋼，需將其奧氏體晶粒細(xì)化，從而獲得好的拉拔性。例如，美國(guó)專(zhuān)利5156692給出了以下技術(shù)，即控制在高溫下的變形，使奧氏體晶粒尺寸控制在約5μm。以這種方式制成相互片狀間隔的細(xì)小晶粒和形成細(xì)小的珠光體，來(lái)改善可拉拔性。
另一個(gè)例子是日本專(zhuān)利平-6-136452。在這種方法中，鉛淬火時(shí)有AlN析出，因此可以抑制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。然而，如果用這種方法使奧氏體晶粒細(xì)化，對(duì)于中碳鋼，鐵素體的體積分?jǐn)?shù)就會(huì)增加，所以造成可拉拔性惡化。所以，這種方法不能用于中碳鋼。
還有一個(gè)例子是日本專(zhuān)利平-4-325627。在這種方法中，向鋼中添加大量的硅，靠固溶強(qiáng)化可以改善鋼的強(qiáng)度和延性。然而，硅的大量添加可能會(huì)在軋制時(shí)發(fā)生脫碳。
此外，還有一些其它的靠添加合金元素或控制冷卻速度來(lái)改善強(qiáng)度和延性的方法。其中典型的例子有日本專(zhuān)利昭-63-4039，平-4-346619和平-4-254526。
在日本專(zhuān)利昭-63-4039中，提供了一種成分為0.7-0.95％C，0.2-0.5％Si，0.4-0.7％Mn，0.05-0.2V，0.05-0.5Ni的鋼。拔絲和鉛淬火反復(fù)進(jìn)行，用于制造約0.3mm的鋼線。
在日本專(zhuān)利平-4-346619中，碳鋼的重量百分比成分為0.6-1.1％C，0.1-0.2％Si，0.1-2.0％Mn，鉛淬火后進(jìn)行超過(guò)60％拔絲，接著，鋼在50-200℃的溫度下保溫5分鐘到1小時(shí)。這樣在拉拔過(guò)程中由于應(yīng)變時(shí)效所造成的延性惡化就可以得到補(bǔ)償，從而獲得優(yōu)質(zhì)的鋼絲。
然而，在上述兩種方法中，鋼絲的延性并未增加，因此在不進(jìn)行鉛淬火的情況下增大拉拔應(yīng)變就可能會(huì)有問(wèn)題。
在日本專(zhuān)利平-4-254526中，對(duì)成分為0.9-1.3％C，0.1-2.0％Si，0.1-1.3％Cr的鋼進(jìn)行熱軋，然后快速冷卻到先共析滲碳體形成的溫度。再以8℃/秒的速度冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變結(jié)束的溫度。或者，在快速冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，將鋼作等溫處理，因此可以抑制先共析滲碳體的形成，并改善拉拔絲的延性。然而，在該方法中，當(dāng)碳含量低于0.9％時(shí)并不形成先共析滲碳體，因此，該方法不能用于這種情況。而且，在實(shí)際的軋制后，將冷卻分為兩個(gè)階段進(jìn)行控制也是困難的。
如上所述，在大多數(shù)已有的技術(shù)中，在拔絲的過(guò)程中必須進(jìn)行稱為鉛淬火的中間熱處理，這種處理并不控制在拔絲過(guò)程中所形成的應(yīng)變結(jié)構(gòu)。眾所周知，要使絲線拉拔到很細(xì)的程度，就必須施以鉛淬火。
但是，如果能在不做鉛淬火的情況下進(jìn)行拔絲，具有下述各種優(yōu)點(diǎn)。原材料可以直接拉拔成最后產(chǎn)品；可以省去為去除由鉛淬火引起的氧化鐵皮而進(jìn)行的酸洗。進(jìn)一步講，為進(jìn)行拉拔而做的潤(rùn)滑涂層也可以省去。實(shí)際上，在不經(jīng)鉛淬火的情況下進(jìn)行拉拔，材料的延性會(huì)由于加工硬化而顯著降低，結(jié)果在拉拔過(guò)程中就會(huì)發(fā)生斷裂，拉拔后會(huì)發(fā)生脫層。脫層的程度隨材料的強(qiáng)度和拉拔應(yīng)變而呈比例增加。眾所周知，特別是拉拔應(yīng)變?cè)黾訒r(shí)，與材料的強(qiáng)度增加相比更容易發(fā)生脫層。
而且在諸如輪胎鋼絲的鋼線中，其延伸率需要大于5％，所以在傳統(tǒng)的方法中，為了得到含碳量為0.7-0.8％的鋼的延伸率，需要反復(fù)進(jìn)行拉拔和鉛淬火，并在鉛浴中燒藍(lán)。然而鉛浴燒藍(lán)有引起材料的強(qiáng)度隨延伸率的恢復(fù)呈比例下降的傾向。也就是說(shuō)，如果在一般的方法中采用燒藍(lán)，延伸率會(huì)恢復(fù)，但拉伸強(qiáng)度可能降低20kg/mm2，所以在燒藍(lán)之后，拉伸強(qiáng)度可能從原來(lái)的250kg/mm2降低到230kg/mm2。如果想得到強(qiáng)度為200kg/mm2的輪胎鋼絲，則燒藍(lán)之前至少需要220kg/mm2的強(qiáng)度。然而在常見(jiàn)的碳鋼中，如果拉伸應(yīng)變?yōu)?5％或更大，延伸率就不會(huì)有大于5％的回復(fù)。這樣，為了保證延伸率，如果在高溫施以燒藍(lán)，拉伸強(qiáng)度就會(huì)顯著下降(已為人所知)(Materials Latter，1977，p241)。對(duì)于延性優(yōu)異的低碳鋼，則難以實(shí)現(xiàn)在燒藍(lán)后的延伸率恢復(fù)(已為人所知)(CAMP-ISIJ，Vol.8，1995，p1373)。進(jìn)一步講，當(dāng)含碳量低于0.6％時(shí)，就難以在燒藍(lán)后用常用的拉伸量獲得大于5％的延伸率(已為人所知)(CAMP-ISIJ，Vol.18，1998，p347)。
因此有如下建議。在由線材制備輪胎鋼絲時(shí)，可以向高碳鋼中添加合金元素或改良其燒藍(lán)工藝。例如，日本專(zhuān)利平-5-105966提出了以下方法。對(duì)含有0.9-1.1％C、Cr和Mn的鋼，改良鉛淬火的條件，細(xì)化組織并使其成為貝氏體，從而得到強(qiáng)度為250kg/mm2，延伸率為8％的輪胎鋼絲。日本專(zhuān)利平-1-165795提出了以下技術(shù)。在拉拔后不進(jìn)行燒藍(lán)，而在輪胎的制造過(guò)程中延伸率得以回復(fù)。即對(duì)在線設(shè)備方法進(jìn)行了改進(jìn)，省去了燒藍(lán)。然而，即使是使用這種方法，仍然需要鉛淬火或類(lèi)似的獨(dú)立處理工藝，所以生產(chǎn)率不能得到提高。
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制備高強(qiáng)度鋼絲的線材，其中包括降低碳含量、添加合金元素和省去鉛淬火。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造線材的方法，該線材用于制備高強(qiáng)度、高延性的鋼絲。其中省去了鉛淬火，并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)率的提高。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種高強(qiáng)度、高延性的鋼絲，其中線材可以在不進(jìn)行鉛淬火的狀態(tài)下拉拔，并在適當(dāng)?shù)臏囟葻{(lán)。從而使拉伸強(qiáng)度大于200kg/mm2，延伸率大于5％。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)率很高的制備高強(qiáng)度、高延性鋼絲的方法，其中線材的制備中避開(kāi)了鉛淬火，并在適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行燒藍(lán)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中用于制備高強(qiáng)度鋼絲的線材為鋼的成分(wt％)，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)，鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素，鋼的組織為帶有10％或更少的先共析鐵素體的退化珠光體，其余部分為不連續(xù)形成的滲碳體。
在本發(fā)明的另一方面中，制造用于制備高強(qiáng)度鋼絲的高拉拔性線材的方法包括以下步驟。熱軋成分如下的坯料，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)，還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素，然后以10-30℃/秒的速度連續(xù)冷卻。
在本發(fā)明的又一方面中，高強(qiáng)度鋼絲包括鋼的成分(wt％)，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)，鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素，鋼的組織為帶有10％或更少的先共析鐵素體的退化珠光體，其余為不連續(xù)形成的滲碳體。鋼絲具有大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率。
在本發(fā)明的再一方面中，制造高強(qiáng)度鋼絲的方法包括以下步驟。熱軋成分如下的坯料，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)，還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素，然后以10-30℃/秒的速度連續(xù)冷卻，拉拔線材而得到鋼絲，并在450-550℃進(jìn)行2-60秒的燒藍(lán)。
下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)加以詳細(xì)說(shuō)明。附圖中

圖1a是本發(fā)明中線材組織的照片。
圖1b是現(xiàn)有的傳統(tǒng)線材組織的照片。
圖2是通過(guò)燒藍(lán)所得到的鋼絲的拉伸強(qiáng)度與延伸率之間的關(guān)系曲線。
首先，對(duì)本發(fā)明中用于制備高強(qiáng)度鋼絲的高可拉拔性線材進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明中用于制備高強(qiáng)度鋼絲的高可拉拔性線材包括鋼的wt％成分為，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)，鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素，鋼的組織為帶有10％或更少的先共析鐵素體的退化珠光體，其余部分為不連續(xù)形成的滲碳體。
由于在拉拔過(guò)程中有裂紋的形成，所以線材的可拉拔性一般說(shuō)來(lái)是隨拔絲的進(jìn)行而降低。根據(jù)韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)97-43188，其裂紋在存在于鐵素體/珠光體邊界上的滲碳體晶界上，或當(dāng)線材的組織為鐵素體/珠光體時(shí)就在晶界上形成。與此對(duì)比，當(dāng)線材為單一的珠光體組織時(shí)，裂紋是由于滲碳體的開(kāi)裂而形成。進(jìn)一步講，在具有高體積分?jǐn)?shù)的高碳鋼中，其可拉拔性與低碳鋼相比要低。
基于這一事實(shí)，本發(fā)明中鋼的碳含量要比共析成分低，以降低滲碳體的體積分?jǐn)?shù)。進(jìn)而進(jìn)行合金化設(shè)計(jì)來(lái)改善原材料的硬化能力，所以在軋制后的冷卻過(guò)程中能夠抑制鐵素體的轉(zhuǎn)變。
下面進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明中線材的各種成分加以說(shuō)明。
碳是鋼中增加強(qiáng)度的最重要的元素，所以其含量隨線材的用途而變化。然而，當(dāng)碳含量低于0.4wt％(以下用％表示)時(shí)，基體的組織就會(huì)變?yōu)殍F素體，而且，增加鐵素體的體積分?jǐn)?shù)要比增加珠光體的體積分?jǐn)?shù)容易，所以就難以獲得高的強(qiáng)度。另一方面，當(dāng)碳含量超過(guò)0.65％時(shí)，即使不添加合金元素，珠光體的體積分?jǐn)?shù)也會(huì)超過(guò)95％，當(dāng)拉拔應(yīng)變?cè)黾訒r(shí)就可能發(fā)生脫層。這也是所不希望的。所以，碳含量應(yīng)為0.4-0.6％。
硅是鋼中脫氧所必須的元素。如果其含量過(guò)低，脫氧就會(huì)不充分。所以至少應(yīng)添加0.1％或更多的硅。此外，硅還是一種鐵素體固溶強(qiáng)化的有效元素，使得在連續(xù)冷卻過(guò)程中珠光體的片層間距變小，并能抑制材料在熱處理中強(qiáng)度的降低。然而，如果其含量過(guò)高，在為熱軋而進(jìn)行的加熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生脫碳，而且在拉拔過(guò)程中脫鱗也會(huì)困難。所以，其上限應(yīng)為1.0％。據(jù)此，硅含量取0.3-0.8％。
錳不僅具有脫氧作用，而且在煉鋼過(guò)程中能形成MnS，所以能抑制紅脆性。為此，至少應(yīng)添加0.1％或更多的錳。而且錳還能使鋼的強(qiáng)度增大，珠光體的片層間距變細(xì)。然而，如果添加得過(guò)多，就可能發(fā)生偏析，并且形成馬氏體的臨界冷卻速度會(huì)降低。此外，與其它元素相比，錳顯著降低拉拔限度。所以，其上限應(yīng)為1.0％。錳的最佳成分范圍應(yīng)是0.4-0.7％。
鉻能增大鋼的硬化能力，并使片層間距變細(xì)以增大材料的強(qiáng)度和延性。但是如果添加過(guò)多，在材料的冷卻過(guò)程中可能會(huì)有馬氏體的形成。因此，其上限應(yīng)為0.3％。鉻的最佳成分范圍應(yīng)是0.15-0.25％。
硼能夠象鉻一樣抑制鐵素體的形成和增加材料的硬化能力，而且能促進(jìn)珠光體中滲碳體的生長(zhǎng)，所以能夠抑制在拉拔過(guò)程中發(fā)生在鐵素體/珠光體邊界的細(xì)小缺陷。但是如果添加過(guò)多，它就會(huì)與氮結(jié)合生成氮化物，在熱軋時(shí)發(fā)生破裂。并且，硼的含量超過(guò)0.01％時(shí)，材料的硬化能力就不再提高。所以，硼的最適范圍為10-30ppm。
同時(shí)，鈦、鈮、釩等可以與碳或氮結(jié)合形成碳化物或氮化物，進(jìn)而可最大限度發(fā)揮硼的作用。但是如果添加過(guò)多，就會(huì)由大量的析出而造成鐵素體延性的下降，同時(shí)由于固溶強(qiáng)化的作用可能會(huì)產(chǎn)生象馬氏體那樣的低溫組織。所以其上限應(yīng)為0.02％。
在具有上述成分的本發(fā)明的線材中，先共析鐵素體的體積分?jǐn)?shù)為10％或更少，其余部分為退化珠光體組織。也就是說(shuō)，即使不升高加熱溫度和卷取溫度(laying head temperature)，珠光體的體積分?jǐn)?shù)仍可以達(dá)到90％或更多。特別是在本發(fā)明的線材中，珠光體的組織是退化的，因此可以得到高延性的線材。進(jìn)一步講，在本發(fā)明中，即使不進(jìn)行鉛淬火也具有可拉拔性，所以可得到高強(qiáng)度、高延性的線材。珠光體組織中的滲碳體的比例最好保持在6-10％。
而且，本發(fā)明中的鋼絲不僅具有上述成分和組織，而且還可以在省去鉛淬火的情況下進(jìn)行拉拔和燒藍(lán)，獲得大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率。
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明中的制備線材的方法加以說(shuō)明。
在本發(fā)明的方法中，首先將具有上述成分的鑄錠或坯料進(jìn)行熱軋。接著，熱軋后的鋼以10-30℃/秒的速度連續(xù)冷卻。這一冷卻速度對(duì)于一般的線材是合適的。這意味著本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于相關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。而且，這種冷卻速度還有可以降低熱軋終軋溫度，保持冷卻速度的優(yōu)點(diǎn)。坯料的加熱溫度可以是1100-1000℃，最好是1050±30℃。但是，如果采用低于10℃/秒的冷卻速度，即使添加合金元素，先共析鐵素體的析出也會(huì)過(guò)量。因此會(huì)造成在最終線材尺寸發(fā)生強(qiáng)度的惡化和脫層。同時(shí)，大于上述30℃/秒的冷卻速度時(shí)，就可能有馬氏體的生成，造成在拉拔過(guò)程中的斷裂，這也是所不希望的。
這樣，如果在制備本發(fā)明的線材中進(jìn)行了合金設(shè)計(jì)并實(shí)施了上述冷卻速度，那么即使是不采用鉛淬火，也可以得到高強(qiáng)度、高延性的鋼絲，而鉛淬火在已有技術(shù)中是不可缺少的工藝。
同時(shí)在制備高強(qiáng)度、高延性鋼絲的方法中，為得到大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率，除了本發(fā)明中制備線材的工藝步驟之外，還在450-550℃進(jìn)行燒藍(lán)。換言之，在不經(jīng)鉛淬火情況下拉拔的鋼絲又經(jīng)歷了燒藍(lán)工序，所以可得到高強(qiáng)度、高延性的鋼絲。在這種條件下，常用的是在450-550℃進(jìn)行2-60秒的燒藍(lán)。
取決于進(jìn)行燒藍(lán)前拔絲過(guò)程中的變形程度，存在有發(fā)生脫層和延伸率不能復(fù)原的可能性。因此，必須限制在拔絲過(guò)程中的應(yīng)變。在本發(fā)明中，應(yīng)變被限制在3.5。
下面結(jié)合實(shí)際的例子對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明。[例1]準(zhǔn)備了成分如表1的鋼錠，是由連續(xù)鑄造得到的160×160mm的坯料，加熱到1050℃，然后進(jìn)行熱軋，接著以25℃的速度冷卻，然后制成直徑為5.5mm的線材。對(duì)于原材料，對(duì)先共析鐵素體與滲碳體的比例以及力學(xué)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表示在下面的表1中。
表1
表1中的對(duì)比材料a是與本發(fā)明相同的鋼，只是沒(méi)有添加合金元素。對(duì)比材料b與c是用于制備高強(qiáng)度鋼絲的線材，其含碳量較高。
從表1可以看出，在發(fā)明材料1-5中，先共析鐵素體的體積分?jǐn)?shù)控制在10％以下。所以，表征延性的斷面收縮率得到了提高。另一方面，在用于制備高強(qiáng)度鋼絲的線材的對(duì)比材料b與c中，斷面收縮率明顯下降，而在對(duì)比材料a中不包含合金元素，雖然其斷面收縮率適當(dāng)，但鐵素體的體積分?jǐn)?shù)高，所以存在著在拉拔過(guò)程中形成裂紋的可能性。
這一事實(shí)可以由表示了發(fā)明材料5與對(duì)比材料c的組織的圖1來(lái)解釋。即，發(fā)明材料5的含碳量為0.4-0.65％，在圖1a中可以看到退化珠光體的組織。同時(shí)，對(duì)比材料c的含碳量為0.7-0.8％，在圖1b中可以看到連續(xù)的鐵素體相。兩種材料間的這種差異會(huì)對(duì)最終的線材產(chǎn)品有很大的影響。[例2]對(duì)例1中的各種線材進(jìn)行拔絲，使直徑從5.5mm到0.96mm。接著檢測(cè)所得產(chǎn)品的強(qiáng)度、斷面收縮率、延伸率以及所發(fā)生的脫層。其結(jié)果表示在表2中。對(duì)于線材的拉拔，應(yīng)變定義為ε＝2ln(D0/D)，式中D0為拉拔前線材的直徑，D為拉拔后的直徑。在本發(fā)明中，應(yīng)變?yōu)榧s3.5。
表2
從表2可以看出，對(duì)比例1是由對(duì)比材料a在沒(méi)有鉛淬火的條件下拉拔應(yīng)變3.5所得到的。在這種場(chǎng)合，不僅拉伸強(qiáng)度低，而且也發(fā)生了脫層。
同時(shí)，在對(duì)比例2和4中，對(duì)比材料b和c是作為制備一般高強(qiáng)度鋼絲的線材，在沒(méi)有鉛淬火的條件下拉拔。當(dāng)被拉拔到拉拔應(yīng)變?yōu)?.5時(shí)，就可以得到高強(qiáng)度鋼絲。然而，發(fā)生的脫層說(shuō)明它們也是不合適的。另一方面，對(duì)比例3和5是作為制備一般高強(qiáng)度鋼絲的線材的對(duì)比材料b和c經(jīng)鉛淬火后拉拔而得到的。在這種情況下沒(méi)有發(fā)生脫層。
另一方面，對(duì)于發(fā)明材料1-5，它們和對(duì)比例3，5不一樣，未經(jīng)鉛淬火而拉拔至拉拔應(yīng)變?yōu)?.5。這樣得到的高強(qiáng)度鋼絲沒(méi)有發(fā)生脫層。[例3]準(zhǔn)備了象例1的線材，只是將例1的對(duì)比材料a加熱至1150℃。在這種情況下，對(duì)比材料a中并未添加合金元素，先共析鐵素體的體積分?jǐn)?shù)為6％，拉伸強(qiáng)度為85.3kg/mm2，斷面收縮率為59％。也就是說(shuō)，對(duì)沒(méi)有添加合金元素的對(duì)比材料a，如果想保持先共析鐵素體的體積分?jǐn)?shù)小于10％，就需要加熱到1150℃的高溫。
同時(shí)，這樣得到的線材再在如同例2中那樣不經(jīng)鉛淬火而進(jìn)行拉拔至拉拔應(yīng)變?yōu)?.5，從而得到直徑為0.96mm的鋼絲。接著測(cè)量了鋼絲的拉伸強(qiáng)度、斷面收縮率和延伸率，結(jié)果列于表3。
表3
從表3中可以看出，對(duì)比例6是由對(duì)比材料a所得到的，未添加合金元素。獲得的拉伸強(qiáng)度為230kg/mm2，且沒(méi)有脫層發(fā)生。但是，與本發(fā)明的發(fā)明例相比可知，它的拉伸強(qiáng)度低得多。而且，如果要保持先共析鐵素體的體積分?jǐn)?shù)小于10％，就必須加熱到1150℃的高溫。所以其工業(yè)應(yīng)用性很低。[例4]由例2中所制備的鋼絲中選擇沒(méi)有發(fā)生脫層的發(fā)明例2、4、5。放入溫度為400-550℃的鉛浴中進(jìn)行3-300秒的燒藍(lán)處理。同樣的燒藍(lán)處理也對(duì)未發(fā)生脫層的例3中對(duì)比例6進(jìn)行。
燒藍(lán)處理后，將線材的拉伸強(qiáng)度與延伸率的關(guān)系做圖表示在圖2中。如果鉛浴的溫度增加或者處理的時(shí)間延長(zhǎng)，拉伸強(qiáng)度一般顯出下降的趨勢(shì)。從圖2可以看出，對(duì)比例6不能保證在整個(gè)溫度和時(shí)間范圍得到5％的延伸率，而發(fā)明例的2、4、5經(jīng)450-550℃進(jìn)行的2-60秒的燒藍(lán)處理，得到的力學(xué)性能為大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率。
發(fā)明例的2、4、5的這些力學(xué)性能幾乎都可以與表2中的對(duì)比例3和5相比，而對(duì)比例3和5是在鉛淬火后經(jīng)燒藍(lán)處理，表現(xiàn)出200-230kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和7％的延伸率。如前所說(shuō)，在本發(fā)明中盡管省去了鉛淬火，仍可以得到高強(qiáng)度和高延性的鋼絲。這樣，在本發(fā)明中，合金元素系統(tǒng)，熱軋后的冷卻，拉拔應(yīng)變都得到了適當(dāng)?shù)目刂?。然后?50-550℃進(jìn)行2-60秒的燒藍(lán)處理。以這種方式，盡管省去了鉛淬火，但仍得到大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率。因此可獲得高強(qiáng)度、高延性的鋼絲。
由上述可知，根據(jù)本發(fā)明，靠適當(dāng)?shù)乜刂坪辖鹪睾徒M織結(jié)構(gòu)，可以獲得高強(qiáng)度、高延性的線材和鋼絲。進(jìn)一步講，即使省去鉛淬火，仍可以制造出高強(qiáng)度鋼絲，而且提供了一種適合于工業(yè)應(yīng)用的材料制造方法。
權(quán)利要求
1.一種用于制備高強(qiáng)度鋼絲的可拉拔性高的線材，包括鋼的wt％成分為，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)；鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素；鋼的組織為帶有10％或更少的先共析鐵素體的退化珠光體，其余部分為不連續(xù)形成的滲碳體。
2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的可拉拔性高的線材，其中所述退化珠光體的組織包含6-10％的滲碳體。
3.一種制造用于制備高強(qiáng)度鋼絲的可拉拔性高的線材的方法，步驟為熱軋坯料，其wt％成分為，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)；鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素；然后以10-30℃/秒的速度連續(xù)冷卻。
4.如權(quán)利要求書(shū)3所述的方法，其中所述線材在1100-1000℃的溫度熱軋結(jié)束后冷卻。
5.一種高強(qiáng)度鋼絲，包括鋼的wt％成分為，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)；鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素；鋼的組織為帶有10％或更少的先共析鐵素體的退化珠光體，其余部分為不連續(xù)形成的滲碳體；具有大于200kg/mm2的拉伸強(qiáng)度和大于5％的延伸率。
6.如權(quán)利要求書(shū)5所述的高強(qiáng)度鋼絲，其中所述的退化珠光體組織包含6-10％的滲碳體。
7.一種制造高強(qiáng)度鋼絲的方法，步驟為熱軋坯料，其wt％成分為，0.4-0.65％C，0.1-1.0％Si，0.1-1.0％Mn，0.3％或更少的Cr，100ppm或更少的B，F(xiàn)e及其它一些不可避免的雜質(zhì)；鋼還含有0.02％或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素；然后以10-30℃/秒的速度連續(xù)冷卻；拉拔線材得到鋼絲；并在450-550℃進(jìn)行2-60秒的燒藍(lán)處理。
8.如權(quán)利要求書(shū)7所述的方法，其中冷卻在1100-1000℃的溫度熱軋結(jié)束后進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求書(shū)7或8所述的方法，其中拉拔進(jìn)行到拉拔應(yīng)變?yōu)?.5或更少。
全文摘要
本發(fā)明涉及高拉拔性的線材及其制造方法,其中拔絲可以不依賴于鉛淬火而進(jìn)行。線材的wt%成分為0.4—0.65%C,0.1—1.0%Si,0.1—1.0%Mn,0.3%或更少的Cr,100ppm或更少的B,Fe及其它一些不可避免的雜質(zhì),鋼還含有0.02%或更少的從Ti、Nb、V中選擇的一種或多種元素,為退化珠光體組織,先共析鐵素體的量為10%或更少,其余部分為不連續(xù)形成的滲碳體。上述成分的坯料熱軋后以10—30℃/秒的速度冷卻。
文檔編號(hào)C22C38/32GK1251865SQ9912184
公開(kāi)日2000年5月3日 申請(qǐng)日期1999年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月16日
發(fā)明者裵哲敏, 金再煥 申請(qǐng)人:浦項(xiàng)綜合制鐵株式會(huì)社