带状组织

2008年全国小型型钢生产技术交流会集 带状组织缺陷控制工艺探讨与改进 郭冷 (石家庄钢铁有限责任公司二轧厂。河北石家庄050031) 摘要：石家庄钢铁有限责任公司为进一步降低中低碳合金结构钢带状组织缺陷，经轧钢工序控制并降 低带状组织级别，满足用户的需求，进行了理论探讨和生产实践，取得了明显效果． 关键词：中低碳含金结构锢 带状组织 石家庄钢铁有限责任公司(简称石钢)主要生产品种：优质碳素结构钢、合金结构钢．齿轮铜，弹簧钢．轴 承钢，非调质钢等汽车用钢及管坯钢、‘锚链钢。石钢第二轧钢厂为了进一步提高产品质量，对钢材带状组织 缺陷进行了理论探讨和生产实践，取得了明显效果． 1带状组织： 由于钢锭(铸坯)所周有的枝晶偏析，在轧制延伸过程中，沿轧制方向形成铁素体和珠光体交替重叠的 带状分布，称为带状组织。 2带状组织的危害：带状组织的存在使钢的组织不均匀。 冲击韧性和断血收缩率，造成冷弯不合、冲击废品率高． 3加热及冷却时的组织转变： 3．1加热时的组织转变： 并影响钢材性能．形成各向异性，降低钢的塑性、 热处理时钢材容易变形等不良后果。 合金结构钢属于亚共析钢，通常含有一种或几种合金元素。其室温下的平衡组织是由铁素体相和珠光体 相组成的复相物。钢的加热。’目的是为了获得奥氏体，奥氏体是钢在高温状态下的组织，但奥氏体的晶粒大 小、成分、以及奥氏体的均匀程度，对钢材冷却后的组织与性能有重大影响。合金结构钢连铸坯的加热过程 吱际上是珠光体一奥氏体的转变、碳化物的扩散和溶解以及奥氏体均匀化的过程： 晶粒结构 表，J：符号 晶格结构 晶粒存在温度范围 最大溶碳量 奥氏体 A 血．心立方 727℃～1394℃ 2．11％ 铁索体 F 体心立方 0℃～9lZ℃ Q，OZl8％ 渗碳体 Cem 正交点阵 0℃～1227℃ 6．69％ 铁素体薄层和渗碳体薄层 珠光体 P 交替重叠，紧密混合的复相 0℃～727℃ 0．77 物 3．2冷却时的组织转变： 冷却过程是钢热处理的关键过程，对控制钢在冷却后的组织与性能起着决定性的作用。同一种钢在相同 条件下获得的奥氏体组织，在不同的冷却条件下(冷去¨的开始温度、冷却速度等)所获得的组织与性能不同。 4带状组织的抑止或者减轻方法： 4．1调黪加热：提高加热温度并延长加热时间．使形成枝晶偏析的元素(如：Mn等)、残余碳化物扩 散均匀，达到理想得奥氏体均匀化，同时使奥氏体的晶粒尺寸超过原始带状的条带宽度。以减轻原始带状。 4．2控制合理的终轧温度，适当降低终轧温度(以接近氏c3为宜)，细化奥氏体晶粒。以达到细化铁索体 晶粒，从而加大其与富锰带带间距s之间的差别，减轻带状组织。 4．3加大终轧后冷却速度，抑止碳在原始带状基础上的长距离扩散，消除或减轻铁索体珠光体带状。同时 兼顾考虑冷却速度过大带来镌魏氏组织缺陷。 5石钢二轧钢厂对钢材l以20CMnTj为代表)带状组织缺陷进行了生产实验分析。 5．1二轧J一工艺主要技术参数： ．114． 2008年伞国小型型钢生产技术交流会论文集 1_序 名称 巾．位 技术参数 坯料 坯掣断血 mm×mm 150×150 设备名称 厶 3m半径煤气发生炉(3台) 供热 口 煤气晕 m3／h 18000 加热炉(长×宽) 咖×咖 33042×3712 加热 燃烧方式 | 蓄热式 小时产最 t／h 55 轧制 轧机 mm 由530×1／巾400×3 5．2实验目的： ／fi同的轧钢生产T艺参数(加热制度、冷却速度)条件下，钢材微观组织形貌、带状级别、硬度情况， 进而探i’『1_艺控制丁I段。 5 方案二： 预热段：≤850：加热段：I180～ 1200；均热段：l19∞1220：加热 时问：2h 预热段：≤850；加热段：1230～ 1250：均热段：1230～1250：加 热时间：3．5h 5．4实验内容： 5．4．1采用20CrMnTi1502连铸坯(炉号6209689)生产巾65规格圆钢按方案一进行实验。 ·115． 田困曰困 ℃ ； 2008年全国小型型钢生产技术交流会论文集 ℃ 5．4．2采用20CrMnTi1502连铸坯(炉号6lll817)生产由60规格圆钢按方案二进行实验。 5．5试验过秤： 加热温度(、F均) 加热 终轧温度(℃) 组别 冷却方式 预热段 加热段 均热段 时问 1 2 3 I—l 767 1196 1217 3．5h 980 930 880 空冷 风冷 I一2 835 1215 1235 1．9h 980 930 880 空冷 风冷 温度曲线(实时数据库l点／1分钟)： 5．5．2按方案■试验记录如下： 分 ℃ 分 加热温度(平均) 加热 组别 冷却方式 预热段 加热段 均热段 时问 II—l 805 1193 1209 2．2h 空冷 风冷 II一2 792 1248 1246 3．5h 空冷 风冷 温度曲线(实时数据库l点／1分钟)： 5．6检验结果； 5．6．1方案一的检验结果： 分 ℃ ．116。 分 2008年全国小型型钢生产技术交流会论文集 -L艺控制 检验结果 试样编 预热 加热 均热 加热时 终轧温 冷却方 带状级别 硬度 号 段 段 段 间 度 式 空冷 2．5 179 1# 980 风冷 1．5(有贝氏体) 192 4嚣 空冷 2．5 186 2# 930 767 119612173。5 风冷 1．5(青贝氏体) 194 5# 空冷 2．O 183 3# 880 风冷 2．O(有贝氏体条带)203 6# 空冷 2．5 180 7# 980 风冷 1．5(有贝氏体) 192 lO嚣 空冷 3．0 170 8# 930 835 12lO1235 1．9 风冷 2．O(有贝氏体条带)180 11# 空冷 3．O 172 9# 880 风冷 1．5(有贝氏体条带)190 12# 5．6．2方案二的检验结果： 下艺控制 检验结果 试样 预热 加热 均热 加热时 冷却方 带状级别 硬度 编号 段 段 段 间 式’ 1．0级(有贝氏体) 198 1# 风冷 O级有较宽贝氏体条带 214 2# 805 119312092．2 3．0 179 5# 空冷 2．5 206 6# 0级(有较宽贝氏体条带) 217 3# 风冷 O级(贝氏体条带严重) 248 4# 792 124812463．5 1．0 175 7# 空冷 1．5 180 8# 5．7检验结果分析： 5．7。l不同加热制度条件下： 低温长时问和高温短时间，两种加热制度对带状组织级别的影响不明显．带状组织级都别在1．5～3．0之 间。常规加热制度(加热温度1193℃加热时间2小时，钢材空冷)带状级别在O～3．0之间。高温长时间加热 (加热温度1248℃加热时间3．5小时．钢材空冷)带状组织级别在0～1．5之间。因此高温长时间加热制度可 ．117． 2008年令国小型型钢生产技术交流会论文集 使带状级别控制到1．5级以下。此加热制度是目前一二轧J‘的最优加热工艺。 5．7．2不同终轧温度条件下： 终轧温度在880℃～980℃之阔对带状组织级别的影响不明显。 5．7．3小同的冷却速度条件下： 风冷和空冷相比，风冷使带状组织级别下降2级左右。但是强制风冷带来的不利影响是：有贝氏体组织 产生，钢材硬度上升，硬度数值上升14～47船w。 6结论 6．1综合分析以上因素，在现有条件下制定并完善石钢公司二轧厂的T艺制度： 加热温度：预热段792℃，加热段1248℃，均热段1246℃：加热时间≥3．5小时：终轧温度880℃’980 ℃：冷却方式采用空冷。可使带状组织控制住1．5级以下，且／fi出现贝氏组织(硬度控制在180HBw)，满足用 户的需求。 6．2为同行业生产轧制中低合金钢提供了借鉴。 参考文献 l、《中国冶金百科全书》 2、《金属学》冶金T业出版社(修订版) 联系人：石钢：轧郭}s玲 办公电话：86913514手机：16003116001 ．118． 带状组织缺陷控制工艺探讨与改进 作者： 郭书玲 作者单位： 石家庄钢铁有限责任公司二轧厂,河北 石家庄 050031 相似文献(0条) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6870866.aspx 下载时间：2010年5月15日