[发明专利]经济型高碳钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种经济型高碳钢及其制造方法，该钢包括以下化学组分及其重量百分比：C：0.60～1.00％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.10～1.20％，Alt≤0.040％，P≤0.020％，S≤0.010％，其余为铁和不可避免的杂质元素。该方法中，轧制分为三个阶段：第一阶段为1～2道次轧制，单道次压下率为45～60％；第二阶段为单道次轧制，压下率为35～55％；第三阶段为3～5道次轧制，第一道次压下率为40～65％，其余道次压下率为10～35％；保温步骤，保温时间为10～30min，保温温度为630～700℃。该钢产品组织为均匀的粒状珠光体组织，塑韧性和成形性能优良，且大幅缩短了制造周期，降低了制造成本，提高了产品成材率。

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体地指一种经济型高碳钢及其制造方法。

背景技术

高碳钢经球化退火后具有良好的塑性和成形性能，经淬火后具有高强度、高硬度、高耐磨性和良好的疲劳寿命，因此，高碳钢多用于制造弹簧、阀片、安全带扣、链条等形状复杂的小型精密零部件，广泛应用于机械、汽车、高新技术等关键产业。

为满足精密零部件对原材料薄规格、高塑性、高成形性能的要求，高碳钢制造工序往往冗长而复杂，包括热轧、酸洗、冷轧、退火等多道工序，制造周期较长、能源消耗高、制造成本高。近几年来，很多企业尝试在薄板坯连铸连轧产线生产高碳钢，一方面该产线具有偏析轻、脱碳浅、板形好等优点，另一方面产品规格薄，厚度上可替代部分冷轧产品，但由于采用常规轧制方法生产的热轧产品组织为片层状珠光体，经过长时间退火也难以获得均匀的粒状珠光体组织，导致产品在后续成形过程中容易出现裂纹、损伤磨具等质量问题。

近几年来，国内对中高碳钢的免球化退火开展了很多工作，以缩短工艺流程。中国专利申请CN 101029351A公开了一种中碳钢形变诱导铁素体超量析出生产方法，其针对中碳钢(成分为C：0.32～0.38；Si： 0.10～0.30；Mn：0.40～0.80；P≤0.025；S≤0.015；Als≥0.015)，采用四机架低温控制连轧工艺，在680～850℃温度下压下50～80％，变形速率为10～30/s，随后以0.2～15℃/s的冷却速度冷却至660～700℃区间快速相变，相变后铁素体含量达60～65％，珠光体发生退化，该方法主要通过形变诱导铁素体析出使塑性提高，但珠光体中碳化物仍有部分呈片状。另外，中国专利申请CN201210179243.7公开了一种免球化退火优质高强冷镦钢的制造方法，其针对化学成分为C：0.25～0.40％，Mn： 0.45～0.85％，Si：0.05～0.35％，Cr：0.70～1.45％，Mo：0.03～0.45％， Alt：0.015～0.030％的钢种，在650～800℃后入罩缓冷，罩内冷速为 0.2～0.7℃/s，该方法采用余热退火，降低了退火加热的消耗，但冷却时间过长，生产效率较低，设备周转率也较低。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种经济型高碳钢及其制造方法，该钢产品组织为均匀的粒状珠光体组织，塑韧性和成形性能优良，且大幅缩短了制造周期，降低了制造成本，提高了产品成材率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种经济型高碳钢，该钢包括以下化学组分及其重量百分比：C：0.60～1.00％，Si： 0.15～0.35％，Mn：0.10～1.20％，Alt≤0.040％，P≤0.020％，S≤0.010％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

进一步地，该钢包括以下化学组分及其重量百分比：C：0.68～1.00％， Si：0.17～0.30％，Mn：0.37～1.20％，Cr：0.10～1.10％，Alt：0.019～0.04％， P：0.011～0.02％，S：0.001～0.01％，其余为铁和不可避免的杂质元素。