[发明专利]改善热处理钢的冷成型性的方法

说明书

本发明涉及改善热处理钢的冷成型性的方法，特别是涉及改善含有0.32-0.54%C、0.05-0.40%Mn、0.41-1.5%Si、0.02-0.15%Al、≤0.05%Cr、≤0.05%S、≤0.03%P、≤0.02%N、余为Fe和一些不可避免的杂质钢（下面简称为第Ⅰ类钢）、或者含有0.55-1.3%C、0.2-0.30%Mn、0.41-0.90%Si、0.02-0.15%Al、≤0.05%Cr、≤0.010%S、≤0.03%P、≤0.02%N、余为Fe和一些不可避免的杂质的钢（下面简称为第Ⅱ类钢）或者在上述钢的成分中还含有≤1%Ni、≤0.5%Mo、≤0.10%V、≤0.04%Ti、≤0.15%Zr和≤0.01%B中至少一种成分的钢（下面简称为第Ⅲ类钢）的冷成型性的方法。

在本说明书中，除非有专门的说明，所有的化学成分都用重量百分比表示。

含有所述的0.32-0.54或0.55-1.3%C、0.5-0.9%Mn、≤0.4%Si和≤0.045%S和P的成分的热处理钢大量地以热轧状态或者热轧后接着进行冷轧或冷拉，通过冷成型，例如弯曲、弯折、矫直、卷绕、冲压、深拉或冷挤压进一步加工处理成型钢板、钢带、钢丝或型材。通常，这些钢制成的最终成品要用淬火和回火之类的热处理来达到要求的强度和硬度值。

由于含碳量高，上述钢经热轧后的毛坯具有珠光体-铁素体结构（对于＜0.8%C的钢）或有珠光体显微结构（对于＞0.8%C的钢），珠光体呈薄片状。

这些热轧产品具有高的抗拉强度和低的延伸率的特点。过去，曾试图通过在约690-720℃的温度范围内进行软化退火来改善对冷成型性不利的延性。术语“冷成型性”就是材料在不经预热的情况下经受永久变型（如弯曲、深拉、张拉成形或冷挤压）的能力。一般、低强度及高延伸率可改善冷成型性。

软化退火数小时后，片状珠光体渗碳体转变成球状，使抗拉强度降低而延伸率增加。

珠光体渗碳体的球化被看作改善随后的冷成型操作性能的必要的预处理。为改善冷成型性，使球状渗碳体要尽可能粗大也是很重要的，渗碳体颗粒越粗大、冷成型性就越好。

为改善冷成型性，也推荐缓慢加热经热轧或冷轧的毛坯，然后在730℃到760℃的温度下在两相区（奥氏体+珠光体）缓慢地冷却（“Metal    Pro-gress”）1953年64卷，7期，79-82页）。在这样一个软化退火过程中，最终球化的渗碳体会产生沉淀硬化，对冷成型性是有害的。

德国专利3721641公开了由含有0.3-0.9%C的碳钢或冷合金钢生产热轧带钢的方法，它是通过在带钢从热轧带机的输出辊道到卷成带卷过程中，改变奥氏体-珠光体转变的速度，而得到具较低强度的粗大的片状珠光体。尽管该方法使拉伸强度降到500-780N/mm²，但对于冷成型性只稍微改善。

本发明的目的是提高含碳量为0.32-0.54%和0.55-1.3%的热处理钢的冷成型性，使得可以由这些钢的初轧毛坯来制造出难冷成型的零件。

本发明的目的可以通过下面的措施来达到。提供一种改善经热轧或冷轧的热处理钢的冷成型性的方法，其特征在于对于成分（重量百分比）为0.32-0.54%C、0.05-0.40%Mn、0.41-1.5%Si、0.02-0.15%Al、≤0.55%Cr、≤0.05%S、≤0.03%P、≤0.02%N，余为Fe和不可避免的杂质的钢，在最后冷成型和淬火硬化加上随后的回火处理前，在620-680℃温度下保持至少15小时基本上完成石墨化，而对于成分为0.55-1.3%C、0.20-0.30%Mn、0.41-0.90%Si、0.02-0.15%Al、≤0.05%Cr、≤0.010%S、≤0.03%P、≤0.02%N、余为Fe和不可避免的杂质的钢，所述退火至少持续8小时。

德国专利3721641公开了具有用于本发明方法的钢的成分的热处理钢。

适合于本发明方法的钢还含有至少一种下列元素，≤1%Ni，≤0.5%Mo、≤0.10%V、≤0.04%Ti、≤0.15%Zr和≤0.01%β（均为重量百分数）。

在石墨化退火和冷成型后，钢材在850℃或更高的温度下至少保持10分钟成为奥氏体，然后再淬火加回火处理。

本发明的方法利用了具有上述成分的珠光体-铁素体和珠光体钢可使片状渗碳体转变成石墨这一事实。这种转变的优点是石墨颗粒明显地大于渗碳体颗粒的尺寸，因此不会发生沉淀硬化。从而使强度显著降低并改善冷成型性，达到已知的含约0.06%C的冷轧低碳钢的水平。