[发明专利]中碳钢板罩式炉球化退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中碳钢板即45号钢罩式炉球化退火方法。

背景技术

随着钢铁工业的快速发展，市场对中碳钢板的需求越来越多，对中碳钢板的质量要求越来越高，中碳钢板广泛应用于汽车和航空工业，中碳钢板冷轧退火后既要求钢板具有窄的高力学性能带，同时又要求钢材具有好的金相组织即球化珠光体组织。

国家标准要求中碳钢板可按球化珠光体组织出厂，也可按未球化珠光组织出厂，但由于中碳钢板球化处理后可以显著提高塑性和韧性，便于机械加工和避免冲压变形开裂，因此用户要求中碳钢板必须按球化退火交货，而中碳钢板属亚共析钢，由于其碳含量较低，奥氏体中残留未溶碳物质点较少，球化十分困难。由于中碳钢板热处理方法的特殊性，现行的中碳钢板热处理方法是预先在煤气罩式退火炉进行球化退火，冷轧之后，再对冷变形的金属进行回复再结晶退火，退火后球化合格率低也只能达到60％左右，而中碳钢板由于其工艺的特殊性，在电加热罩式炉巨大的热惯性下，预退火工艺难以实现，用户在加工冲压过程中时有开裂现象。

发明内容

为了克服现有中碳钢板罩式炉球化退火方法的上述不足，本发明提供一种退火后球化性能合格率高的中碳钢板电加热罩式炉球化退火方法。

一、生产工艺流程改变

传统45钢生产工艺流程：

热轧坯料→成卷预退火(球化退火)→开平切单张→框式酸洗单张轧制→成品退火(再结晶退火)→取样检验→矫直包装→入库

本中碳钢板电加热罩式炉球化退火方法是将热轧坯料不经预先退火直接冷轧，然后进行球化和再结晶一次退火。

二、球化机理(理论依据)

原始组织为热轧坯料经冷轧变形后状态

原始组织为热轧坯料经冷塑性变形的钢，晶粒内部的形状发生了变化，晶粒沿变形方向被压扁拉长，晶格畸变严重，位错密度增加，晶粒碎化。其组织结构也发生了变化，碳化物核心增多，粗片状珠光体转变成了链状或细片状珠光体，并储存大量能量，在随后的低于临界点700℃附近等温分解，链状或细片状珠光体溶解均匀地形成颗粒状的碳化物，聚集球化。

三、坯料的优化设计

本中碳钢板热罩式炉球化退火方法在处理前根据成品规格要求，依据轧制前后体积不变定律对坯料进行优化设计，确定原料规格。

四、本中碳钢板罩式炉球化退火方法包括下述依次的步骤：

(一)对热轧坯料钢卷进行剪切、酸洗；

将钢板表面热轧坯料的氧化皮洗掉，剪切成所需的规格；

(二)采用纵轧，轧制变形量为28-41％；

(三)采用单张成垛退火，将钢板装入电加热罩式炉，装炉量为40t-80t；

a、采用板温热电偶控制温度，插入最少两支铠装热电偶，一般插入三至六支铠装热电偶；

b、炉内加热采用两段式炉台、炉罩电阻带加热，炉台输出功率为250kw-350kw、炉罩输出功率为150kw-250kw，炉台炉罩共计为400kw-600kw；

c、炉台、炉罩内保护气体采用氮气进行保护；

d、钢板装入炉后，扣保护罩及加热罩，通电升温，升温60-70小时，升到690℃-720℃，保温4h-6h，在保温过程中，钢板表面温度≤720℃；

e、然后吊开加热罩自然冷却，钢板心部温度冷却到250℃以下出炉；

本中碳钢板电加热罩式炉球化退火方法在插入热电偶时，从经济角度考虑，采用三点插入法，即两只热电偶插到钢板的中心，一支使用另一支备用，以其中一支热电偶的温度显示值为基准，另一支热电偶的温度显示值为参考值，还有一支热电偶插放在钢板垛顶部的3-5张钢板下(压到钢板下)；

本中碳钢板电加热罩式炉球化退火方法在上述步骤中，控制电加热罩式炉的输入功率，以缩小钢板表面与钢板中心(如100张钢板在50-51张之间就是中心)的温度差，在钢板中心部温度≤500℃时，温度差≤150℃，在≥500℃，≤600℃时，温度差≤100℃，在≥600℃，≤650℃时，温度差≤40℃，在保温过程中，钢板表面温度不大于720℃，钢板中心温度达690℃时，才可保温。在这过程中，可自动控制温度，也可根据热电偶的温度显示人工控制温度。