过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法、以及盘条与流程

1.本发明属于材料制备技术领域，涉及一种过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法，以及一种采用该方法所得的盘条。


背景技术：

2.碳元素作为钢中最重要的合金元素，其直接影响钢铁材料的组织结构，显著提高钢材强度。过共析钢的碳含量超过0.77％，理论上为共析珠光体 先共析渗碳体混合组织，具有强度高、加工硬化率高、拉丝性能好等优点，广泛应用于钢绞线、缆索、钢丝绳等领域。
3.而在实际生产中，过共析钢中往往会由于浓度过高的碳以碳化物形式沿奥氏体晶粒边界析出而形成网状渗碳体，这种网状渗碳体对于过共析钢而言是一种致命组织缺陷，破坏了基体的连续性，很容易导致拉拔断丝。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法，以及一种采用该方法所得的盘条，其能够对含有网状渗碳体的过共析钢盘条进行组织改善，以减少或消除过共析钢盘条的组织中所具有的网状渗碳体。
5.为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法，其包括：
6.将具有网状渗碳体的过共析钢盘条开卷，而后导入至加热炉内并在所述加热炉的均温段保持4～10min，所述均温段的温度t维持在所述盘条的ac
cm
以上100～150℃；
7.将所述盘条自所述加热炉转移至与所述加热炉紧接的盐浴槽中，进行盐浴30～120s，所述盐浴槽内的熔盐的温度t维持在所述盘条的ar1以下80～120℃。
8.进一步地，在导入所述加热炉之前，所述盘条的最大偏析位置的碳元素质量百分比≤1.15％。
9.进一步地，所述盘条的直径≥10mm，且在导入所述加热炉之前，所述盘条的网状渗碳体评级≤3.5级，具体可以是网状渗碳体评级为3.5级；所述方法所得盘条无网状渗碳体。
10.进一步地，所述盘条的直径＜10mm，且在导入所述加热炉之前，所述盘条的网状渗碳体评级≤4级，具体可以是网状渗碳体评级为4级；所述方法所得盘条无网状渗碳体。
11.进一步地，在所述盘条离开所述盐浴槽之后，自然空冷至室温。
12.进一步地，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括c：0.78～1.05％。
13.为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法，其包括：
14.将具有网状渗碳体的过共析钢盘条开卷，而后导入至加热炉内并在ac
cm
100℃～ac
cm
150℃均温保持4～10min；
15.将所述盘条自所述加热炉转移至与所述加热炉紧接的盐浴槽中，并在ar1‑
80℃～ar1‑
120℃的熔盐中进行盐浴30～120s。
16.为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种过共析钢盘条，其经过所述方法进行组织改善而得到。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过加热工序及其均温温度、时间的控制，并且在加热之后立即投入盐浴槽，通过熔盐温度控制，使得盘条从高温急速降低至ar1‑
80℃～ar1‑
120℃，减少先共析渗碳体的形成以消除网状渗碳体，实现盘条的组织优化，进而保证高碳含量来提升强度的同时、改善组织以避免高碳所带来的负面影响，对于开发高强度过共析钢盘条具有重要意义，进而助于降低拉拔断丝率、提高拉拔生产效率。
附图说明
18.图1是本发明实施例1中盘条经过所述方法处理后的金相组织形貌图；
19.图2是本发明实施例2中盘条经过所述方法处理后的金相组织形貌图；
20.图3是本发明实施例3中盘条经过所述方法处理后的金相组织形貌图；
21.图4是本发明实施例4中盘条经过所述方法处理后的金相组织形貌图。
具体实施方式
22.下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
23.本发明提供了一种过共析钢盘条的网状渗碳体消除方法。也即，在完成过共析钢盘条的轧制之后，例如通过依序进行的炼钢、铸坯、热轧、斯太尔摩冷却等工序，制备得到的过共析钢盘条具有网状渗碳体。对该过共析钢盘条，采用本发明的所述方法进行组织改善，消除过共析钢盘条中的网状渗碳体。
24.具体地，所述方法包括以下步骤。
25.步骤1，加热工序
26.将过共析钢盘条开卷，而后导入至加热炉内并在所述加热炉的均温段保持4～10min，所述均温段的温度t维持在所述盘条的ac
cm
以上100～150℃。
27.其中，ac
cm
代指加热时渗碳体溶入奥氏体的终了温度，其具体取值可以通过检测所述过共析钢盘条的化学成分、并基于各个元素的重量百分比采用本领域已知公式计算得到ac
cm
，也可以通过本领域已知测量手段对所述过共析钢盘条进行取样测量来得到ac
cm
，当然不限于此，本领域已知的其它可行方式均可以用于获取所述盘条的ac
cm
。
28.该步骤1，也即将盘条开卷之后，导入至加热炉内并在ac
cm
100℃～ac
cm
150℃均温保持4～10min。
29.而连续生产中，在生产线上的任一卷盘条进行开卷后，其头部可以焊接在前一卷盘条的尾部，以实现连续生产。
30.步骤2，盐浴工序
31.将所述盘条自所述加热炉转移至与所述加热炉紧接的盐浴槽中，进行盐浴30～120s，所述盐浴槽内的熔盐的温度t维持在所述盘条的ar1以下80～120℃。
32.其中，ar1代指冷却时奥氏体向珠光体转变的温度，与ac
cm
类似的，其具体取值可以基于盘条中各个元素的重量百分比采用本领域已知公式计算得到，也可以通过本领域已知测量手段对盘条进行取样测量来得到，不限于此。
33.所述加热炉紧邻涌泉式盐浴槽，如此，盘条在离开加热炉之后立即进入盐浴槽、中间不经过其它工序操作。
34.该步骤2，也即将盘条自所述加热炉直接转移至涌泉式盐浴槽中，该盐浴槽的熔盐的温度控制在ar1‑
80℃～ar1‑
120℃，以使得盘条在ar1‑
80℃～ar1‑
120℃的熔盐中进行盐浴30～120s。
35.如此，本发明一实施方式的所述方法，通过加热工序及其均温温度、时间的控制，使得盘条内的渗碳体完全回溶、成分充分均匀、组织完全奥氏体化，同时避免温度过高引起的组织粗大，在加热之后立即投入盐浴槽，通过熔盐温度控制，使得盘条从高温急速降低至ar1‑
80℃～ar1‑
120℃，减少先共析渗碳体的形成以消除网状渗碳体，并保证奥氏体完全转变为索氏体，实现盘条的组织优化，进而基于该方法可以保证高碳含量来提升强度的同时、改善组织以避免高碳所带来的负面影响。
36.进一步地，步骤1中，所述加热炉内采用保护性气氛，例如稀有气体环境。如此，可以保证盘条的表面质量；另外，优选地，盘条在投入加热炉之前，先进行抛丸以清除表面氧化皮。
37.优选地，在步骤2之后，也即所述盘条离开所述盐浴槽之后，自然空冷至室温，如此，可以进一步改善盘条的组织，实现无网状渗碳体的同时，得到均匀组织。
38.进一步地，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括c：0.78～1.05％，也即，采用本发明的所述方法，适用于c含量0.78～1.05％范围内含有网状渗碳体的盘条，可见可以大大提升碳含量，并保证组织性能。
39.再者，在导入所述加热炉之前，所述盘条的最大偏析位置的碳元素质量百分比≤1.15％。
40.进一步地，对于大规格盘条，例如所述盘条的直径≥10mm，在导入所述加热炉之前，所述盘条的网状渗碳体评级≤3.5级；所述方法所得盘条无网状渗碳体。而对于小规格盘条，例如所述盘条的直径＜10mm，且在导入所述加热炉之前，所述盘条的网状渗碳体评级≤4级；所述方法所得盘条无网状渗碳体。也即，网状渗碳体评级3.5级的大规格盘条、网状渗碳体评级4级的小规格盘条，在通过本发明的所述方法进行处理之后，其网状渗碳体评级完全消除，效果显著。
41.下面提供本发明的几个实施例来对本发明的技术方案进一步说明。
42.实施例1
43.针对一种直径为φ14mm的过共析钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括，c 0.82％，si 0.2～0.32％，mn 0.60～0.90％，cr 0～0.35％，v 0.01～0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；根据《yb/t 4412
‑
2014高碳钢盘条网状渗碳体评定方法》对该盘条样品的显微组织进行网状渗碳体评级，为3.5级。
44.对该盘条采用本发明所述方法进行处理，包括：首先，将盘条开卷，而后导入至加热炉内，在所述加热炉的均温段、在保护性气氛中保持5～10min，所述均温段的温度t控制在900℃；而后，加热后的盘条立即进入涌泉式盐浴槽中，在600℃的熔盐中保温30～90s；最后离开盐浴槽后空冷至室温。
45.对处理之后所得盘条进行组织检测，结果参图1所示，盘条中无网状渗碳体，只剩下极少数点状渗碳体。
46.实施例2
47.针对一种直径为φ14mm的过共析钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括，c 0.87％，si 0.2～0.32％，mn 0.60～0.90％，cr 0～0.35％，v 0.01～0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；根据《yb/t 4412
‑
2014高碳钢盘条网状渗碳体评定方法》对该盘条样品的显微组织进行网状渗碳体评级，为3.5级。
48.对该盘条采用本发明所述方法进行处理，包括：首先，将盘条开卷，而后导入至加热炉内，在所述加热炉的均温段、在保护性气氛中保持5～10min，所述均温段的温度t控制在920℃；而后，加热后的盘条立即进入涌泉式盐浴槽中，在600℃的熔盐中保温30～120s；最后离开盐浴槽后空冷至室温。
49.对处理之后所得盘条进行组织检测，结果参图2所示，盘条中无网状渗碳体，只剩下极少数点状渗碳体。
50.实施例3
51.针对一种直径为φ8mm的过共析钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括，c 0.87％，si 0.6～1.3％，mn 0.30～0.60％，cr 0～0.35％，v 0.01～0.03％，其余为fe和不可避免的杂质；根据《yb/t 4412
‑
2014高碳钢盘条网状渗碳体评定方法》对该盘条样品的显微组织进行网状渗碳体评级，为4级。
52.对该盘条采用本发明所述方法进行处理，包括：首先，将盘条开卷，而后导入至加热炉内，在所述加热炉的均温段、在保护性气氛中保持5～10min，所述均温段的温度t控制在930℃；而后，加热后的盘条立即进入涌泉式盐浴槽中，在610℃的熔盐中保温30～120s；最后离开盐浴槽后空冷至室温。
53.对处理之后所得盘条进行组织检测，结果参图3所示，盘条中无网状渗碳体，只剩下极少数点状渗碳体。
54.实施例4
55.针对一种直径为φ8mm的过共析钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括，c 0.92％，si 1.0～1.4％，mn 0.30～0.60％，cr 0～0.35％，v 0.01～0.03％，其余为fe和不可避免的杂质；根据《yb/t 4412
‑
2014高碳钢盘条网状渗碳体评定方法》对该盘条样品的显微组织进行网状渗碳体评级，为4级。
56.对该盘条采用本发明所述方法进行处理，包括：首先，将盘条开卷，而后导入至加热炉内，在所述加热炉的均温段、在保护性气氛中保持5～10min，所述均温段的温度t控制在950℃；而后，加热后的盘条立即进入涌泉式盐浴槽中，在620℃的熔盐中保温30～120s；最后离开盐浴槽后空冷至室温。
57.对处理之后所得盘条进行组织检测，结果参图4所示，盘条中无网状渗碳体，只剩下极少数点状渗碳体。
58.综上可得，本发明相较于现有技术具有以下有益效果：通过加热工序及其均温温度、时间的控制，并且在加热之后立即投入盐浴槽，通过熔盐温度控制，使得盘条从高温急速降低至ar1‑
80℃～ar1‑
120℃，减少先共析渗碳体的形成以消除网状渗碳体，实现盘条的组织优化，进而保证高碳含量来提升强度的同时、改善组织以避免高碳所带来的负面影响。
59.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说
明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
60.上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。