一種42CrMo鋼冷軋板及其生產方法
【專利摘要】本發明公開一種42CrMo鋼冷軋板及其生產方法，其化學成分按質量百分比計C：0.38~0.45、Si：0.17~0.37、Mn：0.50~0.90、P：<0.035、S：<0.035、Cr：1.02~1.14、Mo：0.15~0.25，其余為Fe。其生產方法包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整等工藝，其特征在于，熱軋的鋼坯加熱溫度為1170~1270℃，終軋溫度為850~950℃，卷取溫度為700~750℃，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Ac1-(10~30)℃，保溫時間為8~14h，帶罩保溫至400℃以下時空冷，平整延伸率為0.5%~1.2%。本發明塑性、韌性好、切削性能優良，有利于用戶進行切削、沖壓加工和后續熱處理。
【專利說明】一種42CrMo鋼冷軋板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼材制造【技術領域】，具體涉及一種42CrMo合金結構鋼冷軋板及其生
產方法。
【背景技術】
[0002]冷軋鋼板具有表面質量好，尺寸精度高的優點，隨著經濟發展，已被稱為現代社會的必需材料。通過進行退火處理可以提高冷軋板的綜合機械性能，使其擁有高的沖壓性能和低的屈服點并且不產生時效性，可廣泛用于汽車、家電制造領域。42CrMo鋼屬于合金結構鋼中鉻鑰鋼組，具有較高的碳和鉻含量，因此其淬透性較好，強度較大，并且低溫沖擊值較高，高溫強度好，抗蠕變性能好，可用于制造受載荷極大的齒輪、后軸、連桿等零件，廣泛用于壓力容器、工程機械、石油化工、橋梁、船舶制造和其他鋼結構中。但是目前42CrMo多以鑄鍛材的形式應用于零部件生產中，較少以冷軋板的形式進行應用。
[0003]2003年，國家頒布了汽車安全帶新標準GB 14166-2003《道路車輛成年乘員用安全帶和約束系統》，對汽車安全帶扣增加了沖擊性能，低溫性能和耐腐蝕性能的要求。隨著標準的提高，需選用綜合性能更為優良的材料取代原有安全帶扣生產材料45#鋼。合金結構鋼42CrMo的冷軋板以其優良的綜合機械性能可用于汽車安全帶扣等高強度沖壓件的生產中，具有良好的市場前景。但是，由于42CrMo鋼中合金元素添加量大，在軋制過程中(尤其是熱軋過程)受到冷卻速度和變形量的影響極易形成硬脆的馬氏體組織，使得在后續冷軋制造中易產生板材開裂，從而造成成材率低和生產連續性差的后果。
[0004]公布號CN 101962707A的發明專利中申請公開了一種42CrMo鋼無縫鋼管的生產方法。該發明包括鋼水冶煉、鑄坯、熱軋和熱處理四個步驟。其特征在于熱處理步驟，將熱軋后的鋼管淬火加熱至800~900°C，然后用水冷卻。其中，鋼管的外表面以噴淋的方式冷卻，鋼管的內表面以內軸流的方式冷卻，冷卻時開始內軸流，然后進行鋼管外表面噴淋，冷卻結束時先停止內軸流，然后停止鋼管外表面噴淋；鋼管冷至室溫后進行回火，回火加熱溫度度為520~620°C。該方法可以生產得到全截面硬度均勻的無縫鋼管。
[0005]公布號CN102409238A的發明專利公開了一種42CrMo合金結構鋼特厚板的生產方法。該方法包含以下步驟:優質鐵水熔煉、KP鐵水預處理、轉爐冶煉、LF爐精煉、真空脫氣處理、鑄錠、加熱和軋制。通過調整冶煉參數，嚴格控制P、S含量，使制得的42CrMo特厚板具有強度高、韌性和切削加工性能好的優點，而且適合大生產操作和生產。
[0006]由于所以目前尚未見到有關42CrMo冷軋板制備的相關報道。

【發明內容】

[0007]本發明公開一種42CrMo鋼冷軋板及其生產方法。以解決42CrMo鋼在冷卻中容易形成硬脆的馬氏體組織，使其冷軋過程中軋制開裂，影響其成型性等問題，該方法適合大生產操作，并且其產品具有強度高、韌性和沖壓性能好的特點。
[0008]本發明的42CrMo鋼冷軋板，包含如下質量百分比的化學成分C:0.38、.45、Si:0.17~0.37,Mn:0.50~0.90,P:<0.035, S:<0.035,Cr:1.02~1.14,Mo:0.15~0.25，其余為 Fe
及不可避免的雜質。
[0009]本發明一種42CrMo冷軋板的生產方法，包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整等步驟，其特征在于，所述熱軋的鋼坯加熱溫度為117(T127(TC，熱軋終軋溫度為85(T950°C，卷取溫度為70(T75(TC，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Acl-(1(T30) V左右，保溫時間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時空冷，平整延伸率為0.5%~1.2%。
[0010]本發明工藝設計理由:
[0011]42CrMo鋼中含有較多的Cr、Mo合金元素，極易在冷卻中形成硬脆的馬氏體組織，從而造成冷軋過程中軋制開裂，影響其成型性，因此應選擇合適的熱軋生產工藝條件，尤其是終軋溫度、卷取溫度等，以獲得合適的組織性能，從而提高42CrMo冷軋板的成型率。同時，冷軋后的42CrMo冷硬板要選擇合適的球化退火工藝，獲得均勻的球化組織，有利于后續的切削和沖壓加工處理。
[0012](I)加熱溫度
[0013]鋼坯加熱溫度過高或者時間過久，可以造成奧氏體晶粒長大和過熱、過燒，氧化鐵皮增多和脫碳等缺陷；而加熱溫度過低則可阻礙合金元素的充分固溶以及奧氏體晶粒的均勻化。因此本發明的熱軋鋼坯加熱溫度選擇為1170~127(TC。
[0014](2)終軋溫度
[0015]終軋溫度是熱變形過程中影響鋼材組織性能的關鍵參數。高溫區終軋時，晶粒基本上都是再結晶奧氏體，最終的組織比較均勻。當終軋溫度降低時，未再結晶奧氏體增多，形變奧氏體中的位錯等缺 陷增多，使相變后的組織更加細化，但不很均勻，而且會產生帶狀組織。為防止42CrMo合金結構鋼冷軋開裂現象的發生，需降低其熱軋態硬度，因此選擇較高的終軋溫度；并且高溫區終軋可以防止42CrMo鋼在熱變形后冷速過快，生成硬度較大的馬氏體。考慮到設備能力以及高于1000°C的高溫時，容易發生氧化皮性缺陷，因此本發明終軋溫度選擇為85(T950°C。
[0016](3)卷取溫度
[0017]奧氏體向鐵素體的轉變，相當一部分是在卷取溫度下緩慢冷卻過程中完成的。隨卷取溫度的降低，鐵素體晶粒逐漸變細，針狀鐵素體的數量逐漸增多，同時珠光體的片層間距也逐漸減小，溫度較低時還會出現上貝氏體。對于合金結構鋼來講，卷取溫度較低時，會造成終軋過程到卷取過程降溫過快，導致冷脆的馬氏體組織的出現，影響其冷軋生產。因此本發明選擇較高的卷取溫度。考慮到設備能力要求，卷曲溫度需低于750°C，而低于700°C時熱軋鋼卷容易發生塌卷現象，因此卷取溫度選擇為70(T750°C。
[0018](4)球化退火
[0019]球化退火可以使片狀珠光體球化，從而降低硬度，改善切削性能。并且球化后組織均勻，對改善熱處理工藝性能極為有利，例如可以減少淬火加熱時的變形開裂等。經淬火、回火后獲得優良的綜合機械性能(原始組織為球狀時，經淬火回火后強度硬度相同時，塑性、韌性更好，具有更高的接觸疲勞強度和更長的壽命)。
[0020]現有球化退火方法有:(I)加熱至Acl+ (1(T20°C)的溫度后緩冷的方法；(2)把退火鋼加熱到Acl-( 1(T30°C )的溫度長時間保溫的方法；以及(3)首先加熱至Acl+( 1(T20°C )之后降溫至Arl- (1(T30°C)溫度下；反復加熱/冷卻的方法。[0021]本發明中采用罩式退火的方法，考慮到大型鋼卷升降溫速度緩慢，為避免整體組織性能的不均勻性，選用低于Acl的溫度下長時間保持的方法，進行恒溫球化退火。球化退火溫度過低或保溫時間過短，會造成未溶片狀碳化物增多，無法得到均勻的球狀組織。而球化退火溫度過高或保溫時間過長，則會導致珠光體中殘留碳化物過少，無法得到均勻的球狀組織。因此，本發明中球化退火的退火溫度選擇為Acl-(1(T30) °C (Acl溫度可由相變儀測定)，保溫時間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時空冷。
[0022]由于合金結構鋼鋼質較硬，本發明將冷軋壓下率控制在25%~50%，平整延伸率控制在0.5%~1.2%，這有利于獲得較好的性能。
[0023]本發明通過控制42CrMo鋼熱軋生產工藝條件，獲得晶粒均勻的鐵素體和珠光體組織，防止了 42CrMo鋼冷軋開裂現象的發生。并通過對冷軋板進行球化退火處理，得到了抗拉強度Rm≤600MPa,延伸率A50mm≤20%,球化等級為5~6級的42CrMo冷軋退火板。該產品塑性、韌性好、切削性能優良，有利于用戶進行切削、沖壓加工和后續熱處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為實施例4冷軋退火后的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過實施例對本發明作進一步的描述。
[0026]本發明的成分為C:0.38~0.45、Si:0.17~0.37、Mn:0.50~0.90、P:<0.035、S:〈0.035,Cr:1.02 ~1.14、Mo:0.15~0.25，其余為Fe及不可避免的雜質，表1為本發明采用其成分的幾個最佳實施例，并按本發明方法進行如表2、表3所示的條件下的熱軋、冷軋生產，并按照表3所示條件采用罩式退火法進行球化退火，之后帶罩保溫至400°C后進行空冷。通過上述工藝制造板厚分別為1.8,2.0,2.45,2.95mm的42CrMo冷軋退火板，其力學性能如表4所示，其實施例的典型金相組織見附圖，其球化等級為最高級6級。
[0027]表1本發明實施例化學成分(wt，％)
【權利要求】
1.一種42CrMo鋼冷軋板，其特征在于，其化學成分按質量百分比計C:0.38、.45、Si:0.17~0.37,Mn:0.50~0.90,P:<0.035, S:<0.035,Cr:1.02~1.14,Mo:0.15~0.25，其余為 Fe及不可避免的雜質。
2.一種用于生產權利要求1所述的42CrMo鋼冷軋板的生產方法，包括鋼水冶煉、連鑄、熱軋、冷軋、罩式爐退火、精整工藝，其特征在于，所述熱軋的鋼坯加熱溫度為117(T127(TC，熱軋終軋溫度為85(T950°C，卷取溫度為70(T750°C，冷軋壓下率為25%~55%，退火溫度為Acl- (10-30) V，保溫時間為8~14h，帶罩保溫至400°C以下時空冷，平整延伸率為·0.5%~1. 2%。
【文檔編號】C21D8/02GK103882314SQ201210562232
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2012年12月21日
【發明者】張宇, 劉仁東, 徐承明, 呂東, 王科強, 王旭, 王永明 申請人:鞍鋼股份有限公司