一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法与流程

[0001]
本发明涉及一种通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，提供了一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，属于高线轧钢技术领域。


背景技术：

[0002]
我国是高碳钢棒线材生产大国，但和发达国家相比，我国的线材深加工比还比较低，不足30％。以swrh82b为代表的高碳钢热轧盘条主要用作生产预应力钢丝、高强度钢丝绳、高强度低松驰预应力钢绞线等，是金属制品中高强度、高韧性的主要钢种之一。广泛应用于公路、铁路、高层建筑、大跨度桥梁及水利设施等重要工程。高碳钢热轧盘条特点是高碳含量、高强度，并要求具有良好的强韧性配合。
[0003]
高碳类高级工业用线材的工艺需要采用拉拔加工，同时为进一步提高生产能力和降低成本，盘条拉拔道次会不断增加和盘条的规格也会不断增大，这要求盘条具有良好的均匀性和通条性，盘条的任何缺陷和质量问题都有可能导致盘条的断裂。高碳钢盘条的金相组织必须为索氏体，这种组织具有优良的拉拔性能。盘条规格的增大，导致盘条心部冷却能力不足，不利于索氏体的形成，对c偏析的敏感性极大，极易形成网状渗碳体而导致拔断。因而需要提高连铸坯的内部质量，从而提高高碳类高级工业用线材的工艺性能。
[0004]
目前，国内外改善高碳钢线材心部质量的方法一般分为两种：一是提高粗轧工艺；二是增加高温的保温时间。发明专利cn103846286a提出了一种改善高碳钢线材心部组织的粗轧方法，其特征在于从粗轧孔型、延伸系数、变形系数、坯料尺寸等工艺方面进行优化。发明专利cn108555022a公开一种提高轧制线材通条性能均匀性的方法，其特征在于通过控制吐丝温度及初始段辊道速度，确保相变发生在保温罩内部，且相变充分，即延长了高温保温时间。
[0005]
粗轧工艺前所进行的电脉冲处理，可以使钢中碳含量分布均匀，消除偏析，使钢中魏氏体的含量增多；另外，电脉冲处理还具有细化晶粒的效果。因此对于高碳钢棒线材心部组织质量和综合力学性能的提高，具有巨大的帮助。


技术实现要素：

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本发明的目的在于通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，提供了一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，从而达到改善高碳钢棒线材心部组织的异常问题，提高盘条的拉拔性能；适合钢厂通过增加盘条拉拔次数和增大盘条规格，以提高生产能力和降低成本的品种开发方向。
[0007]
本发明的关键点在于通过电脉冲和粗轧相结合的工艺优化，从加热温度、脉冲电压、脉冲频率、脉冲处理时间、粗轧形变系数等方面，提出改善棒线材心部组织的方法，实现消除线材心部异常组织的同时，提高了索氏体的含量和索氏体组织质量，有利于高线厂高碳钢线材综合力学性能和品种质量的提升。工艺步骤及工艺技术参数如下：
[0008]
1)方坯在加热炉中加热，加热温度为850-900℃，保温1.0-1.2h，方坯进行电脉冲
处理，电脉冲处理时间为300-360s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.20-0.25m/s，等效应变控制在0.3-0.35；
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2)方坯在加热炉中加热，加热温度为1000-1050℃，保温1.2-1.4h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为240-300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.25-0.40；
[0010]
3)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050-1100℃，保温1.4-1.6h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为120-180s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.45-0.65；
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4)进行电脉冲方法处理前，加热炉中的铸坯接近达到均热状态，即要求铸坯的心部和表面温差控制在20℃以内；
[0012]
然后对方坯进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备成高质量的高碳钢棒线材。
[0013]
进一步地，在进行电脉冲处理过程中，电脉冲的频率为0.85-0.50hz，脉冲电压为2800-3200v。
[0014]
本发明电脉冲和粗轧次数不仅限于3次，可以少于3次，也可以多于3次。
[0015]
本发明的应用效果：本发明是通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，获得了高索氏体率、高心部组织质量和高综合力学性能的高碳钢棒线材。与不添加电脉冲处理的生产工艺相比，有两个特点，一是电脉冲处理手段的应用，既增大了线材中的索氏体含量，又降低了线材心部异常组织的影响；二是电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，适合高线厂线材的高拉拔次数和大规格盘条的生产，提高了生产能力和降低了生产成本。另外，该发明为解决高碳钢棒线材心部质量问题，提供一种新的思路和方法。
附图说明
[0016]
图1为改善高碳钢线材心部组织的部分生产工艺示意图。
[0017]
图2为经电脉冲处理后高碳钢线材最终成品的微观组织sem图。
具体实施方式
[0018]
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0019]
实施例1
[0020]
本发明在实验室中开发线材为规则82b钢中得到应用，工艺过程如下：
[0021]
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.2h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为300s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.30；
[0022]
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.4h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为240s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.30；
[0023]
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.6h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为180s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.45；
[0024]
(d)在进行电脉冲处理过程中，电脉冲的频率为0.85hz，脉冲电压为3000v；
[0025]
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电
脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，有效的解决了82b钢心部质量问题，没有出现心部疏松和心部偏析等问题，同时也细化了82b钢的心部组织，心部组织的晶粒度控制在9-10级，索氏体团等轴化达到95％以上，而未进行电脉冲处理的样品索氏体团等轴化为89％。
[0026]
实施例2
[0027]
本发明在实验室中开发线材为规则82b钢中得到应用，工艺过程如下：
[0028]
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.4h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.60hz，脉冲电压为3100v，脉冲处理时间为400s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.33；
[0029]
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.6h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.65hz，脉冲电压为3000v，电脉冲处理时间为300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.33；
[0030]
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.8h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.70hz，脉冲电压为2800v，电脉冲处理时间为300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.48；
[0031]
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，心部组织的晶粒度控制在9-10级，索氏体团等轴化也达到95％以上，而未进行电脉冲处理的样品晶粒度在7-8级，索氏体团等轴化为90％。
[0032]
实施例3
[0033]
本发明在实验室中开发线材为φ10mm规则82a钢中得到应用，工艺过程如下：
[0034]
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.2h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.70hz，脉冲电压为2900v，脉冲处理时间为350s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.30；
[0035]
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.0h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.60hz，脉冲电压为3100v，电脉冲处理时间为280s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.33；
[0036]
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.0h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.75hz，脉冲电压为3200v，电脉冲处理时间为250s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.45；
[0037]
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，没有出现心部疏松和心部偏析等问题，索氏体团等轴化也达到94％以上，而未进行电脉冲处理的样品心部存在网碳和疏松，心部存在网碳索氏体团等轴化为89％。

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