[发明专利]中碳钢非调质线材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非调质线材，更为具体地，涉及一种室温加工性和低温冲击韧性优异的中碳钢非调质线材及其制造方法。

背景技术

一般情况下，中碳钢线材多用于冷加工，此时，为了提高中碳钢线材的加工特性，实施低温退火热处理或者球化热处理等热处理，在经过锻造等加工后，实施用于赋予物理性质的淬火和回火(quenching and tempering)热处理。

然而，对数字精度要求高的配件或者要求降低热处理费用的情况下，主要使用省略上述热处理的非调质钢。

所述非调质钢，在制造线材后不经过低温退火热处理和球化热处理，而是可以直接通过拉伸和直接冷锻来制造产品。如上所述，为了在不经过热处理的情况下制造产品，所述非调质线材需具备高韧性，目前已知的是，线材的细微组织尤其是铁素体分数对韧性产生影响。

另外，目前已知的提高非调质线材的韧性的方法有，通过添加能够固定Ti、Nb、V等铁素体晶界的碳化物和氮化物形成元素，并通过控制轧制来阻止奥氏体晶粒的微细化和粗大化，在奥氏体晶界形成铁素体，通过铁素体微细化来提高韧性。

然而，上述方法需控制好由Ti、Nb、V等形成的析出物，而且由于使用块铁(bloom)等，需将加热炉温度提高至1200℃以上，因此存在企业的使用受限制的缺点。

并且，作为经济性好的高韧性非调质钢的制造方法有，在0.2重量％中碳钢范围内利用包兴格效应(Bauschinger effect)来形成铁素体+珠光体层状组织的方法。

上述的层状组织具有可使钢的冲击韧性最大化以及利用普通碳钢的优点，但是，因层状组织而材料本身具有方向性，因此具有使用受限制的缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的一个方面，其目的在于提供一种通过控制组成成分和制造条件来提高非调质线材的室温加工性和低温韧性的中碳钢非调质线材及其制造方法。

(二)技术方案

本发明的一个方面，提供一种室温加工性和低温冲击韧性优异的中碳钢非调质线材，所述线材，以重量％计，包括：碳(C)：0.25～0.35％、硅(Si)：0.001～0.4％、锰(Mn)：1.0～1.8％、铝(Al)：0.01～0.05％、铌(Nb)：0.005～0.02％、磷(P)：0.005～0.015％、硫(S)：0.01％以下、氮(N)：0.01％以下、钒(V)：0.02～0.15％及钛(Ti)：0.005～0.02％中的一种以上元素，其余为由Fe及不可避免的杂质组成；细微组织为铁素体和珠光体复合组织，由铁素体-珠光体-铁素体层状组织组成。

本发明的另一个方面，提供一种室温加工性和低温冲击韧性优异的中碳钢非调质线材的制造方法，其包括以下步骤：准备满足所述组成成分的钢；将所述钢在低于1050℃的温度下加热处理150分钟以下；将所述被加热的钢在800～830℃的温度范围内实施热精轧；以及，在所述热精轧后，以0.5～1.0℃/s的冷却速度进行冷却。

(三)有益效果

根据本发明，在没有添加昂贵的元素的情况下，能够提供一种室温加工性和低温冲击韧性优异的中碳钢非调质线材。

具体实施方式

[实施发明的最优选方式]

本发明人对既满足用于汽车用配件的非调质线材所要具备的可靠性、品质等，又能降低制造成本的方案进行了深入研究，结果确认了可通过控制组成成分和制造条件来优化细微组织，确保适当的冲击韧性，从而能够提供一种室温以及低温冲击韧性优异的非调质线材，并最终完成了本发明。

下面，对本发明进行详细说明。

本发明的一个方面的室温加工性和低温冲击韧性优异的中碳钢非调质线材，以重量％计，优选包括：碳(C)：0.25～0.35％、硅(Si)：0.001～0.4％、锰(Mn)：1.0～1.8％、铝(Al)：0.01～0.05％、铌(Nb)：0.005～0.02％、磷(P)：0.005～0.015％、硫(S)：0.01％以下、氮(N)：0.01％以下、钒(V)：0.02～0.15％及钛(Ti)：0.005～0.02％中的一种以上元素。

下面，对本发明的中碳钢非调质线材中如上所述地控制组成成分的理由进行详细说明。在此，只要没有另外进行说明，成分元素的含量均表示重量％。

C：0.25～0.35％