[发明专利]高韧性冷拉非热处理盘条及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于机械结构连接、车辆部件等的盘条，并且更具体而言，涉及具有优异的韧性的非热处理的盘条及其制造方法，其中所述盘条即使在省略加热操作的情况下，可以通过冷拉工艺确保其强度。

背景技术

用作机械结构和车辆的部件的大部分结构钢为在热加工后通过再加热、淬火和回火而提高强度和韧性而获得的调质钢。与此相反，非热处理的钢是在热加工后不经受热处理的钢，但具有与经受热处理的钢（热处理钢）相似的韧性和强度。非热处理的钢也被称为“微合金化钢”，这是因为材料性质是通过加入很少量的合金化元素而获得的。

一般来说，典型的盘条产品通过以下操作而制成最终产品：热轧→冷拉→球化热处理→冷拉→冷锻→淬火和回火，而非热处理钢通过以下操作制得：热轧→冷拉→冷锻→产品。

如上所述，非热处理钢是经济型产品，其可以不经热处理而制得，并且同时不经过最后的淬火和回火工艺。因此，非热处理钢已被应用到许多产品中，这是由于通过不产生加热挠度（即，在加热过程中造成的缺陷）而导致保持线性。

然而，由于省略了热处理工艺并且连续施加冷加工，当工艺进行时，产品强度进一步提高，同时延展性不断下降。为了解决这些缺点，公开了以下的技术。

日本专利特许公开第1995-054040号公开了一种通过以下步骤而提供具有750-950MPa张力的非热处理钢盘条的方法：热轧合金钢，该合金钢的组成为C：0.1～0.2％，Si：0.05-0.5％，Mn：1.0-2.0％，Cr：0.05～0.3％，Mo：0.1％以下，V：0.05～0.2％以下，Nb：0.005-0.03％，余量为Fe，以上按重量百分数计；在冷却操作中在60秒内将合金钢冷却至在800-600℃之间；并在450-600℃下加热，或在将合金钢在600-450℃之间的温度下保持至少20分钟之后将其冷却；并且然后冷加工。然而，该产品通过已知为受控轧制的方法热轧，在上述方法中添加了相对昂贵的组分，如铬（Cr）、钼（Mo）、钒（V）等，使得其在实际使用时是不经济的。

此外，日本专利特许公开第1998-008209号涉及在热加工后具有优异的强度和优异的冷成形性的非热处理钢及其制备方法，涉及通过使用非热处理钢而制备锻造元件的方法，并且还涉及具有优异的冷成形性的非热处理钢，其中铁素体相的体积为至少40％，硬度为90HRB或以下，用于含有可控含量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、Cr、V、磷（P）、氧（O）、硫（S）、碲（Te）、铅（Pb）、铋（Bi）和钙（Ca）的钢。具体而言，该文献涉及以120℃/分钟或以下的冷却速率连续冷却至Al点温度或更低的温度，之后立即在精加工温度期间在800-950℃下热轧，涉及在800-950℃下加热至少10分钟之后在空气中冷却热轧钢材料的方法，并且涉及制备硬度为20-35HRB的结构组件的方法，该方法通过冷加工或在600℃以下的温度下热加工；制备预成形件；在1000-1250℃下热锻预成形件之后空气冷却。然而，该技术局限于含有不常用元素的特定钢，且不适用于冷锻。

此外，日本专利特许公开第2006-118014号提供了一种适用作螺栓等的表面渗碳钢的制备方法，该方法抑制了热处理后的晶粒粗化，即使冷成形性是优异的并且进行扩展线的高速率的切削加工。如上文所述的方法使用的钢材组成为C：0.1～0.25％，硅：0.5％或以下，Mn：0.3～1.0％，P：0.03％或以下，S：0.03％或以下，Cr：0.3-1.5％，铝（Al）：0.02-0.1％，N：0.005-0.02％，余量为铁（Fe）和其他不可避免的杂质，以上按重量百分数计；具有优良韧性的非热处理盘条的制备方法为在700～850℃下进行热精轧或热精锻，然后以0.5℃/秒或以下的冷却速度冷却至最高达600℃，并且通过冷却至室温抑制扩展线的切削速率至20％以下。如上文所述的技术公开了使用少量Mn，以及Cr和Al。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种高韧性的冷拉非热处理盘条及其制备方法，该盘条可以通过冷拉控制拉伸强度，并具有优良的韧性。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种高韧性的冷拉非热处理盘条，包括碳（C）：0.2～0.3％，硅（Si）：0.1～0.2％，锰（Mn）：2.5-4.0％，磷（P）：0.035％或以下（不包括0），硫（S）：0.04％或以下（不包括0），余量为铁（Fe）和其他不可避免的杂质，以上按重量百分数计。