[发明专利]一种降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度的加热方法

说明书

本发明属于加热技术领域，公开了一种降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度的加热方法。钢坯在三段式加热炉内以不高于1230℃温度加热2.5～3小时，加热前两段低加热温度，抑制脱碳，并使钢坯温度均匀，防止随后快速升温钢坯产生热应力裂纹；加热第三段提高温度，使钢的氧化速度大于脱碳速度，抑制脱碳的形成，并使铸态组织充分奥氏体化，具备开轧条件；精轧机组、mini机组采用不高于920℃的较低温度轧制，吐丝温度采用不高于820℃的较低温度；控冷前期采用风机快速强冷至不高于600℃，抑制轧后氧化脱碳，随后关闭保温罩缓冷减少马氏体的析出。该工艺有效降低了含铝合金结构钢盘条脱碳层深度。

技术领域

本发明属于加热技术领域，涉及一种钢材的加热工艺，具体的说是一种降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度的加热方法。

背景技术

合金结构钢是指用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量的合金元素的钢，常见的合金元素包括Cr、Mo、Mn、V、B、Si、Ti、Ni、Cu等。合金结构钢由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比，较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。

含铝合金结构钢是调质结构钢的一个组成部分，其在一般CrMo钢的基础上加入了人较高的Al元素，以改善钢的冷成型塑性，同时又可以通过调质热处理获得足够高的强度和硬度，因此常被用于加工变形量较大、高机械性能要求较高的金属结构件。钢坯加热过程中，由于钢中含有较高的Al元素使脱碳倾向明显加剧，采用常规生产工艺生产的含铝合金结构钢热轧盘条会存在较深的脱碳层甚至完全脱碳层。采用脱碳层较深或存在完全脱碳的加工的金属结构件，其机械性能和疲劳性能都将明显降低，存在因为零件表层硬度不足导致的变形、断裂、疲劳寿命降低、引发失效等问题。

目前，国内多数钢厂为降低含铝合金结构钢盘条脱碳，采用二火成材工艺路线和钢坯增加防脱碳涂料两种主要解决方案，但目前还未有通过精确控制加热温度，采用控温以及结合控制控冷工艺，有效降低含铝合金结构钢盘条脱碳，并实现批量生产的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度的加热方法，采用该工艺方法可有效降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度，解决了因含铝合金结构钢热轧盘条脱碳明显而引起的金属结构件调质热处理后表层硬度不足进而导致变形、断裂、疲劳寿命降低、引发失效等问题。最终使盘条总脱碳层深度≤0.02mm，且无铁素体脱碳现象。

一种降低含铝合金结构钢盘条脱碳层深度的加热方法，工艺包括：加热炉加热、精轧机组轧制、mini机组轧制、吐丝、水雾风机及保温罩冷却，步骤如下：

(1)钢坯通过加热炉加热，在不高于1230℃温度的温度下加热2.5～3小时；

进一步，优选的加热温度：加热一段700～750℃，加热二段890～920℃，均热段1180～1230℃。加热时间方面，均热段实际加热时间不超过半小时，加热一段、加热二段的实际总加热时间都不低于1小时。空燃比方面，加热一段、加热二段、均热段分别控制在0.50～0.60、0.50～0.55、0.65～0.75。

(2)轧件进入精轧机组轧制，精轧机组轧制温度不高于920℃；

进一步，优选的轧制温度在890～920℃；

(3)精轧机组轧制后的轧件进入mini机组轧制成盘条成品规格，mini机组轧制温度不高于920℃，终轧温度不高于950℃；

进一步，优选的轧制温度在890～920℃，终轧温度920～950℃；

(4)终轧后盘条通过吐丝机成圈，吐丝温度不高于820℃；

进一步，优选的吐丝温度在800～820℃；