低成本高强度含硼冷镦钢盘条研发

摘要

低碳含硼冷镦钢主要用于工程机械等紧固件生产，通过添加微量硼元素，可以改善钢材的淬透性，节约贵金属元素，提高冷镦钢热处理后的强度，是冷镦钢应用的一个重要方向。
　　低碳含硼钢由于可以实现免球化退火，从而降低了用户的使用成本，且由于低碳钢对用户模具的磨损小，因此，该类钢种受到用户的欢迎。
　　本文从以下几个方面进行了研究。
　　对产品的标准及用户实际的使用情况进行了研究，但标准要求的成分范围较宽，如果按标准进行生产，钢材的性能波动较大，且相关的研究表明：硼对钢的淬透性影响较大且造成钢材的裂纹敏感性高。因此，必须控制好钢中硼元素的存在形式及含量。
　　因此，本研究在前期进行了小炉钢的冶炼及轧制，确定了钢中合理的硼含量范围，对ML20MnTiB钢，硼含量的合理范围为0.0012-0.0020%，对10B21-1钢，硼含量的合理范围为0.0011-0.0020%，这一研究结果对后期工业生产的钢种成分设计产生重要的指导作用，既避免了钢材由于硼含量过低造成的淬透性不足，又避免了钢材由于硼含量过高造成的裂纹敏感性增加导致开裂。
　　在确定了钢种的成分范围后，结合其他钢厂的经验提出了合理的生产工艺路线，即：铁水预处理、80t转炉、80t精炼LF炉、6＃多功能铸机小方坯150mm×150mm断面、线材加热炉、轧制、冷却。
　　在相应理论的指导下，确定了生产上的炼钢工艺参数及轧制工艺参数，在第一次试验的基础上，对钢种化学成分及生产工艺进行了改进。通过降低钢中碳含量、限制连铸拉速和提高线材的吐丝温度，生产出了完全满足用户要求的新钢种，且到目前为止，总产量达到5800多吨。
　　研究结果表明：通过合理的钢种成分设计、合理的炼钢及轧钢工艺参数选定，包钢炼钢厂、长材厂完全可以生产出满足用户要求的ML20MnTiB及10B21-1冷镦钢。

目录

声明

引言

1课题研究背景

1.1冷镦钢特征及其发展趋势

1.1.1 冷镦钢的特征

1.1.2 冷镦钢的发展趋势

1.2 连铸坯质量及钢的高温塑性对冷镦钢质量的影响

1.2.1 连铸坯质量

1.2.2 钢的高温脆性区划分

1.2.3 微合金元素对钢的高温塑性影响

1.3 冷镦钢的生产工艺流程

1.4 冷镦钢生产的化学成分控制要求

1.4.1 碳含量

1.4.2 硅含量

1.4.3 锰含量

1.4.4 硫含量

1.4.5 磷含量

1.4.6 铝含量

1.5 冷镦钢的生产工艺控制

1.5.1 铁水脱硫

1.5.2 转炉冶炼

1.5.3 LF 精炼

1.5.4 连铸

1.5.5 加热炉加热温度的影响

1.5.6 轧制工艺参数的影响

1.6金相组织及晶粒度对冷镦钢性能的影响

1.6.1 金相组织

1.6.2 晶粒度

1.6.3 晶粒均匀性

1.7 冷镦钢表面缺陷

1.7.1 裂纹

1.7.2 折叠

1.7.3 结疤

1.7.4 耳子

1.7.6 夹杂

1.7.7 凸块

1.7.8 凹坑

1.7.9 划痕

1.7.10 麻面

2 ML20MnTiB钢的成分设计及工艺流程

2.1 ML20MnTiB等冷镦钢的技术条件

2.1.1 ML20MnTiB钢的技术条件

2.1.2 10B21-1钢的技术条件

2.2 钢种的成分设计

2.2.1 含硼钢的实验室研究

2.2.2 ML20MnTiB钢的成分设计

2.3 钢种工艺路线的选择及装备简介

2.3.1 炼钢厂6#铸机生产线装备情况

2.3.1 铁水预处理

2.3.2 80t转炉

2.3.3 LF精炼炉

2.3.4 6#铸机

2.3.5 高速线材生产线装备情况

3冷镦钢工业试验

3.1 冷镦钢第一次工业试验

3.1.1 化学成分控制及合金加入顺序研究

3.1.2 炼钢工艺控制及铸坯检验结果

3.1.3 加热炉内奥氏体晶粒大小的控制及加热炉工艺

3.1.4钢材的轧制温度及吐丝温度

3.1.5 钢材的控制冷却

3.1.6 产品的组织及性能

3.1.7 ML20MnTiB钢的实验室热处理力学性能检测

3.1.8 用户的使用

3.2 第二次工业试验

3.2.1 化学成分控制

3.2.2 拉速的控制及铸坯质量

3.2.3 轧钢工序中吐丝温度的变化

结论

参考文献

在校研究成果

致谢