專利名稱：一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，是一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
超細(xì)精鋼的開(kāi)發(fā)是各國(guó)均非常重視的研究的課題。有的國(guó)家最近報(bào)道用95％的變形量生產(chǎn)晶粒尺寸為3μm以上、抗拉強(qiáng)度為450mpa的超細(xì)精鋼，這種精鋼的不足是晶粒尺寸較大、抗拉強(qiáng)度較低。另有報(bào)道采用直接壓軋低碳馬氏體后退火，用50％的變形量，獲得鐵素體晶粒尺寸1μm左右與部分殘余馬氏體混合組織鋼；這種加工方法的不足在于因馬氏體硬度高，直接實(shí)施塑性變形工藝，易發(fā)生開(kāi)裂，導(dǎo)致產(chǎn)品成品率低，超細(xì)精鋼的制造成本高，不宜大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，它采用貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵加工成超細(xì)精鋼，使其具有生產(chǎn)成本低、可節(jié)省50％左右鋼材等的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，對(duì)內(nèi)部組織是貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵進(jìn)行塑性變形加工，然后再經(jīng)退火處理以細(xì)化鐵素體晶粒，得到超細(xì)精鋼。
所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，貝氏體組織的鋼鐵硬度為200HV-600HV。所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，塑性變形加工方式為拉拔、壓軋或扭轉(zhuǎn)。所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，退火溫度為300-700℃。所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，塑性變形加工在室溫以上溫度下采用至少二道以上變形量加工。
本發(fā)明所述的貝氏體組織或以貝氏體組織為機(jī)體的組織可以在很大的溫度范圍生成，其硬度變化范圍也很大。在通常的情況下，冷卻速度越快形成的貝氏體的亞結(jié)構(gòu)越細(xì)，對(duì)晶粒細(xì)化越有利，但貝氏體硬度較高，塑性變形抗力較高。為降低塑性變形抗力，可通過(guò)回火處理來(lái)調(diào)整硬度以降低塑性變形抗力，但要盡最大可能的保留貝氏體的組織中原有的晶體缺陷；晶界、亞晶界(上貝氏體組織中板條狀與板條狀的界面，下貝氏體組織中片狀的透鏡與透鏡片界面)等，特別是大量亞晶界，其機(jī)體組織中必須保留原貝氏體機(jī)體中所具有的大量的亞結(jié)構(gòu)的特征。
本發(fā)明所述的工藝，可以是間斷進(jìn)行，也可以連續(xù)、部分或全部重疊，但其工序不能顛倒。
本發(fā)明所述的塑性變形加工可在室溫亦可在低溫下進(jìn)行，溫度越高，其變形抗力越小，塑性變形加工的溫度高低的選擇以不改變貝氏體的亞組織為原則，試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，貝氏體在回火處理過(guò)程中具有很好的穩(wěn)定性，所以對(duì)貝氏體的組織的塑性變形加工可以在較高的溫度下，多道次小變形量方式達(dá)到所需的變形量。本發(fā)明的重要特征是對(duì)貝氏體的組織進(jìn)行塑性變形加工，由于貝氏體的組織的特殊性，用相對(duì)較小的變形量就能獲得較好的晶粒細(xì)化效果。本發(fā)明工藝對(duì)晶粒細(xì)化的效果取決于貝氏體的組織和它的變形量。
本發(fā)明所述的塑性變形加工的鋼鐵組織是貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的組織，對(duì)于硬度較高的貝氏體組織，特別是下貝氏體組織，可采用回火處理來(lái)調(diào)整貝氏體組織的硬度，以降低塑性變形能力。硬度高低的選擇需要以晶粒的細(xì)化效果為依據(jù)，一般情況下選擇貝氏體組織的硬度在200HV-600HV范圍內(nèi)，需要進(jìn)一步根據(jù)鋼鐵的化學(xué)成份確定。本發(fā)明所述塑性變形加工工序的目的是改變貝氏體的內(nèi)部組織，以晶體的再結(jié)晶提供更多的形核點(diǎn)，從而達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。對(duì)于塑性變形加工較好的方式是以多道次小變形量的方式加工，最終達(dá)到所需的變形量。通常其變形量可在40-80％范圍內(nèi)，一般在55-75％范圍內(nèi)較多。本發(fā)明所述的退火的目的是使貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的組織發(fā)生再結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵素體晶粒的細(xì)化，該退火工藝也可采用其它方法替代。退火處理工藝所選擇的溫度高度及時(shí)間需要根據(jù)鋼鐵的化學(xué)成份和變形量的大小確定。
由于本發(fā)明選擇了貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵按照本發(fā)明的方法進(jìn)行加工，所以，它對(duì)晶粒的細(xì)化效果顯著，使精鋼的強(qiáng)度和韌度較高。本發(fā)明工藝的另一優(yōu)點(diǎn)是，可用于尺寸較大的鋼鐵試件，且變形小，對(duì)于一般的碳鋼的抗拉強(qiáng)度有大幅度提高，本發(fā)明的工藝可適應(yīng)于加工尺寸、厚度和直徑較大的鋼產(chǎn)品，擴(kuò)大了晶粒細(xì)化的應(yīng)用空間，采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的精鋼成本低，并可節(jié)省50％左右的鋼材。其精鋼尺寸在1.5μm-2.5μm左右。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1以低碳金剛為例，其成分為C含量0.1％，Si含量0.315％，Mn含量1.01％。一塊低碳鋼板加熱至奧氏體范圍，保溫后水淬；接著快速冷卻到400-300℃溫度范圍，獲得的貝氏體組織硬度為250-500HV，隨后用60％左右的變形量在500-700℃進(jìn)行壓軋，然后在300-700℃范圍內(nèi)退火5-60分鐘，即可成功獲得晶粒尺寸為2.5μm左右，硬度為180HV左右，抗拉強(qiáng)度為550MPa的鐵素體晶粒的細(xì)精鋼。
實(shí)施例2以中碳鋼為例，其成分為C含量0.39％，Si含量0.39％，Mn含量1.21％，B含量0.0039％。該中碳鋼板加熱至奧氏體溫度范圍，保溫30分鐘左右后接著快速冷卻到400-300℃溫度范圍得貝氏體組織，接著在300-700℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行多道次壓軋，變形量為70％左右，然后在300-700℃范圍內(nèi)退火10-60分鐘左右，即可獲得鐵素體晶粒尺寸為2.0μm左右的細(xì)精鋼，硬度為200HV左右，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)為700MPa。
實(shí)施例3以高碳鋼為例，其成分為含碳量為0.6％。該高碳鋼加熱至奧氏體溫度，保溫30分鐘左右后，接著快速冷卻到300-500℃溫度范圍內(nèi)得貝氏體組織，隨后在300-700℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行多道次小變形量壓軋，當(dāng)變形量達(dá)到70％左右，然后在300-700℃退火10-80分鐘后，即可獲得鐵素體晶粒尺寸為1.5μm左右，硬度在200HV左右，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)700MPa的細(xì)精鋼。
實(shí)施例4以合金鋼為例，其成分為C含量0.15％，Si含量0.3％，Mn含量1.0％，Nb含量0.033％。該合金鋼加熱至奧氏體溫度，保溫后接著快速冷卻到300-500℃溫度范圍得貝氏體組織，隨后在300-700℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行多道次小變形量進(jìn)行壓軋，當(dāng)變形量為70％左右，在300-700℃退火后，可成功獲得鐵素體晶粒尺寸為2μm左右，硬度為180HV左右，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)700MPa的細(xì)精鋼。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于對(duì)內(nèi)部組織是貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵進(jìn)行塑性變形加工，然后再經(jīng)退火處理以細(xì)化鐵素體晶粒，得到超細(xì)精鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于貝氏體組織的鋼鐵硬度為200HV-600HV。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的塑性變形加工方式為拉拔、壓軋或扭轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于退火溫度為300-700℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于塑性變形加工在室溫以上溫度下采用至少二道以上變形量加工。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超細(xì)精鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于對(duì)內(nèi)部組織是貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵進(jìn)行塑性變形加工，然后再經(jīng)退火處理以細(xì)化鐵素體晶粒，得到超細(xì)精鋼。它采用貝氏體或以貝氏體為機(jī)體的鋼鐵加工成超細(xì)精鋼，使其具有生產(chǎn)成本低、可節(jié)省50％左右鋼材等的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D8/00GK1532296SQ0311200
公開(kāi)日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者潘龍修 申請(qǐng)人:潘龍修