[发明专利]亚共析低合金钢的球化退火方法

说明书

本发明涉及一种球化退火亚共析低合金钢的方法，具体涉及一种亚共析低合金钢的热处理方法，以获得分布在铁素体基体上的所需量的球状碳化物，从而增强钢的冷成形性能。

目前在交货时，低和中碳钢通常具有包括珠光体和铁素体，有时有贝氏体和/或马氏体(回火的或未回火的)的混合组织。这会在机加工和/冷成形过程中造成问题。另一方面，这又会严重磨损刀具和在冷成形过程中在处理的物体上形成不希望的裂纹。目前使用的软化钢的两种常规热处理方法不能使低和中碳钢发生球化。

球化退火是高碳钢形成珠光体组织的一种常规热处理方法，另一种方法是形成珠光体和非球状碳化物的低碳钢在约700℃的退火。

此外，目前使用的添加硫以增强加工性能的方法会形成硫化锰，增加了在高载荷下发生疲劳失效的危险。在连铸过程中，该问题更为严重，会形成硫偏析和硫化物发纹。

因此，希望的是不添加硫而获得良好的加工性能，因为，目前制造的许多部件上所承受的载荷是逐渐增大的而不是降低的。

本发明提供一种球化退火亚共析低合金钢的方法，从而改善冷成形性能和机加工性能。

这可通过采用本发明的方法得以实现，在本发明的方法中，一种通常包括铁素体和一种高碳相例如珠光体或马氏体/贝氏体显微组织组元的热轧钢，

-a)被加热到A1和A3之间的温度直到形成了其碳含量高于基础组成的奥氏体区域，

-b)降低温度并保持低于A1以使奥氏体转变为铁素体和碳化物，

-c)保持温度低于A1，直到碳化物达到所需程度的球化。

根据本发明的一个实施方案，至少重复a)和b)两次。这可减小晶粒尺寸并从而增大合金元素的扩散速率和降低扩散距离。为了成功地退火含少量碳化物形成元素的亚共析钢，这是必须的。

图1描述对低和中碳钢(Ovako 234，0.2wt％C)采用本发明的球化退火方法的一个实施方案。

图2描述用于低和中碳钢(Ovako 593，0.5wt％C，157，245，och255，0.2wt％C)的本发明方法的第二实施方案。

图3描述用于低和中碳钢(Ovako 593，0.5wt％C，157，245，和255，0.2wt％C)的本发明方法的第三实施方案。

目前一般对产品进行热轧。然后这些产品以未处理、回火、韧化或在等温热处理炉中进行处理的方式交货。

制造和交付到消费者的产品可根据交付前的最终处理分为三类：

1.未处理的：

-在约1150℃热轧-冷却到20℃-消费者。

2.回火和硬化的：

-在约1150℃热轧-冷却到20℃-在约650℃回火-消费者(回火的)。

-在约1150℃热轧-冷却到20℃-在约900℃奥氏体化-淬火(水/油)+在约650℃回火-消费者(韧化的)。

3.在等温热处理炉中进行过处理的：

-在约1150℃热轧-冷却到约650℃-在约650℃保温1小时-消费者。

就我们所知，没有提供商提供具有球化组织的低和/或中碳钢。对于这些类型的钢，已经给出了本发明方法的三个实施方案，即加热到或等温保持在A1和A3之间的温度直到形成了其碳含量高于基础组成的奥氏体区域，然后降低温度并保持低于A1以使奥氏体转变为铁素体和碳化物，并保持温度低于A1，直到碳化物达到所需程度的球化。

实施例

实施例1

处理了两种不同牌号的钢，含约0.2wt％C的Ovako 157和含约0.5wt％C的Ovako 057。

对每种钢正火四次，其方法是将温度提高到A1和A3之间的温度，对这些钢为790℃，然后将温度降低到低于A1，在本例中为约600℃，之后在约690℃保温直到达到所需程度的球化，形成不含任何珠光体的组织。四次或更多的正火细化晶粒，形成了大量晶界，增大了奥氏体的高能形核位置的量。奥氏体区域的增多和其尺寸的减小会降低合金元素的扩散距离，使所需的球化成为可能。

高能晶粒形成位置使因过分晶粒细化每次仅需扩散少量的碳而达到具有极小的球化晶粒的100％球化成为可能。

图1图示了所述的方法。

实施例2

采用本发明的方法处理了含约0.2wt％C的Ovako 234钢，其方法是将温度提高到A1和A3之间的温度，在本例中为约740℃，然后长时间保温，将温度降低到低于A1，并然后保温直到达到所需程度的球化。

图2描述了本发明方法的该实施方案。

实施例3