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控轧控冷对轴承钢网状碳化物的影响

发布时间:2018-05-17
周月林 顾铁
(江阴兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴,214400)
  【摘 要】论文阐述了对轴承钢产品进行的控轧、控冷试验,对比分析了终轧温度、上冷床温度对轴承钢网状组织及退火工艺的影响。
  【关键词】碳化物网状;控轧;控冷;轴承钢
  1 引言
  江阴兴澄特种钢铁有限公司(以下简称:兴澄特钢)轴承钢品质位于国内前茅,但较国外相比,特别在碳化物的分布、碳化物颗粒大小、碳化物网状组织级别等方面仍有一定差距。国内生产的轴承钢钢材制作的轴承滚珠和滚针较少,一般用于制作轴承套圈。
  兴澄特钢于2005年投产建成的小棒轧制生产线,是世界上先进的棒材生产线,此生产线配置了多个控制轧制的水箱,可以进行轴承钢控轧、控冷试验和研究[1,2]。较多产品用于制作轴承钢滚珠或滚针。
  2 生产设备和生产工艺
  该轧制生产线全线共23架轧机,其中粗轧4架、中轧10架和预精轧4架,共18架,精轧为5架三辊式考克斯(KOCKS)轧机。全线共有5组控冷水箱,可实现300℃范围内的温降。
  采用二火轴承钢控轧、控冷轧制工艺,成品轧制在该小棒轧制生产线进行控轧,可控制精轧温度800℃以上和800℃以下。
  3 试验及分析
  3.1控轧控冷试验
  3.1.1试验对象
  钢种:A(钢种代号,且选取同一炉的材料);连铸时控制过热度不超过30℃;连铸坯规格为390mm×510mm,后将连铸坯开坯为200mm2中间坯。
  钢材的熔炼成分见下表1:
  3.1.2不同工艺试验结果对比
  ①普通轧制
  不采用控轧控冷工艺,轧材规格为Φ35mm,开轧温度约1008℃,终轧温度大于890℃,取8支样品。
  ②控轧控冷,终轧温度约870℃
  采用控轧控冷,轧材规格为Φ35mm,开轧温度约1008℃,终轧前穿水,控冷至870℃左右,轧后继续穿水冷却,上冷床时回温,钢材返红温度约760℃,取8支样品。
  ③控轧、控冷,终轧温度830℃
  采用控轧控冷,轧材规格为Φ25mm,开轧温度约1008℃,控冷至840℃左右,轧后继续穿水冷却,上冷床时回温,钢材返红温度约740℃,取8支样品。
  ④控轧、控冷,终轧温度750℃
  采用控轧控冷,轧材规格为Φ25mm,开轧温度约1008℃,控冷至780℃左右,轧后继续穿水冷却,上冷床时回温,钢材返红温度约690℃,取8支样品。
  具体试验参数如表2所示。
  3.1.3网状碳化物结果
  试样后续经球化退火热处理,之后作金相对碳化物网状评级,结果见下表3:
  比较分析图1~图4,终轧温度为890℃时,碳化物呈明显完整的网状,且几乎充满整个观察视场;终轧温度降低为870℃时,碳化物网状明显改善,部分呈半网状态;终轧温度为830℃时,碳化物分布明显分散,视场内部分碳化物呈直线状;终轧温度继续降至780℃时,碳化物均匀分散,几乎不成网,网状碳化物≤2.5级[3,4],能满足用户的要求。
  3.2退火工艺对比分析
  3.2.1试验对象
  选取控轧控冷的材料进行球化退火,部分按原有工艺进行退火(试样标为Y1),部分则按设计工艺进行退火试验(试样标为Y2)。
  3.2.2试验工艺不同点
  试验用退火炉,装炉量≤900kg/m,进钢速度由原先的3.9m/h升至4.3m/h,速度提高6%(原先工艺总在炉退火时间为1020分钟,试验工艺总时间为956分钟),具体退火曲线见下图5:
  3.2.3取样要求(表4)
  3.2.4试验结果对比
  ①网状碳化物级别见表5所示:
 
   ②球化组织(SEP1520,心部区域20%D)如表6所示:
 
3.2.5结果对比分析
  本试验将球化退化时进钢速度提升了6%,由检验结果可知,球化组织改善不明显,基本在2.3~2.4级,中心部位则≥2.4级,带状组织、网状组织及硬度都符合要求,两者结果对比不明显。
  由此可见:球化退火进钢速度提升6%,钢材性能满足标准要求,但球化退火总的时间减少64分钟,从而提高了生产效率,降低了能耗,具有重要的应用价值。
  4 结论
  ①轧制时通过控轧控冷,能够明显改善轴承钢网状碳化物网状组织。
  ②为得到最佳的碳化物网状级别,终轧温度控制在780~830℃范围内,上冷床返红温度≤690℃,能得到相对最佳的网状级别。
  ③通过控轧控冷,可以将轧材可球化退火的时间缩短,降低能耗并提高生产效率。
  【参考文献】
  【1】赵明纯,单以银,曲锦波,等.控轧控冷工艺对X60管线钢组织及力学性能的影响[J].金属学报,2001(2):4-8.
  【2】黄礼胜,于良,方农.控轧控冷工艺在新型重载精轧机的应用[J].钢铁,2002,37(5):16-18.
  【3】李胜利,徐建忠,王国栋,等.大断面轴承钢控轧控冷工艺的模拟与分析[J].东北大学学报(自然科学版),2004(1):1-6.
  【4】吴成军.轧后控制冷却在轴承钢生产中的应用[D].上海:上海大学,2006.
来源:《中小企业管理与科技》2017年28期

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