[发明专利]加工硬化型屈强比控制钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁材料及其制造方法，本发明控制屈强比，由此即使是具有相同的抗张强度的材料也易于在塑性加工、切削加工等的金属加工工艺时进行加工，并且可降低制造费用。

背景技术

就利用钢铁锻造品的部件的制造工艺而言，为了通过工艺改善及自动化缩减制造成本而作出的努力当中，对于削减能量效果及提升工艺效率(自动化生产线等)所必需的要素在于去除锻造后的热处理(Q/T)工艺。

图1是表示利用现有的锻造后热处理(淬火/回火，Quenching/Tempering，以下称为‘Q/T’)工艺的现有的传统式调质钢制造工艺的流程图。

如图1所示，调质钢的情况，为了冷间锻造而通过10小时以上的球化退火(annealing)来降低硬度和成形载荷，并且锻造后为了确保机械性性质而必须进行后热处理(Q/T)。

前/后热处理及伴随的工艺数太多且费用过高，因热处理变形而使得数值产生变化，从而还应增加矫正工艺等，由此在削减能量或自动化方面存在问题。

因此，针对锻造后可以省略热处理的非调质钢及锻造工艺开发进行了许多研究，从而热间锻造品的情况，国内也多适用以机轴(crankshaft)、轮毂(wheel hub)等不要求韧性的部件为主的部件，包括用于汽车的连杆(connecting rod)在内，开发适用于枢轴连接(knuckle)的热间锻造用非调质钢的产品而进行适用。

此外，用于冷间锻造的非调质钢的情况也实现了开发并试图进行适用，但是停留在适用于部分螺栓类的材料(LH85等)，即使具有去除锻造后热处理工艺的优点，由于高屈强比而在抗张强度80kgf/mm²级以上时因太高的成形载荷而存在模具寿命降低的共同的缺点，因此未能实现扩大适用。

另外，铁素体(ferrite)+珠光体(pearlite)的双相组织基板的冷间非调质钢的情况，对于连续生产的线材的情况，前端部和尾部的材质显示出20％以上的巨大差异，由此为了消除无法获得均等品质的缺点，如图2所示，在进行冷间锻造之前，只能增加恒温变态处理，因此导致材料价格上涨而难以适用。

发明内容

本发明是用于消除如上所述的问题，目的在于提供一种钢铁材料及其制造方法，其可以去除后热处理工艺，单纯利用前处理工艺来大幅削减制造成本，可以提升随着低屈强比的成形性及加工性，并可以降低成形载荷。

此外，根据低屈强比而模具寿命提升，易于开发高强度材料部件，从而其目的在于提供一种易于制造8T级及10T级以上的冷间锻造品(螺栓、轴、棒(bar)、杆(rod)、双端螺栓(stud)类等)。

根据本发明的屈强比控制钢制造方法，其通过棒压延、拉丝等将合金钢制造成想要的大小的棒之后，通过“用于控制屈强比的两段连续热处理”来制造具有想要的屈强比的材料，所述合金钢包括碳(C)0.10至0.40重量％、锰(Mn)0.90～1.50重量％、硅(Si)0.50～2.50重量％、铝(Al)0重量％以上且0.060重量％以下，并且残余部分由Fe及不可避免的杂质组成。

在此，“用于控制屈强比的两段连续热处理”，其特征在于，包括：一次热处理步骤，其加热所述材料并以A_c1变态点和A_c3变态点为基准，在A_c1以上且A_c3以下的温度下维持一定时间；以及二次热处理步骤，其以马氏体(martensite)变态开始点(Ms)及马氏体变态结束点(Mf)为基准，将所述材料冷却至Mf以上且Ms以下的温度，并且在其温度下维持一定时间。

此外，本发明提出根据所述制造方法而制造的屈强比控制钢，但是如上所述的热处理的屈强比控制钢以铁素体为基础，显示出包括贝氏体(bainite)或马氏体的组织，根据其分布显示出多种屈强比，由此根据金属加工种类可以制造为恰当的材料。