一种70级高性能帘线钢及其轧制工艺制造技术

本申请涉及帘线钢热轧盘条领域，尤其涉及一种70级高性能帘线钢及其轧制工艺，所述帘线钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.70～0.75％、Si：0.15～0.25％、Mn：0.15～0.25％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：0.31～0.38％、B：0.0005～0.0009％、Nb：0.006～0.012％、V：0.006～0.012％、Als≤0.0008％、Ti≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质；所述帘线钢的金相组织中包括片状珠光体，所述片状珠光体的间距为160～180nm；以体积分数计，所述片状珠光体包括85

【技术实现步骤摘要】
一种70级高性能帘线钢及其轧制工艺


[0001]本申请涉及帘线钢热轧盘条领域，尤其涉及一种70级高性能帘线钢及其轧制工艺。

技术介绍

[0002]帘线钢(帘线、胎圈)在消费市场年需求量约300万吨。帘线钢是制造钢帘线的母材，被誉为“线材制品中皇冠上的明珠”，其主要难点在于：用户深加工流程长且复杂，需经过几十道次的拉拔和中间热处理，钢丝压缩率超过99％(直径从5.5mm拉拔至最细0.10mm)，吨钢拉拔长度超过3000公里，要求吨钢捻股断丝率＜4次。因此，帘线钢细微的缺陷(表面擦伤、组织不均匀等)，在深加工过程均会暴露，进而造成断丝或钢丝性能(力学、扭转等)不达标。
[0003]钢帘线作为轮胎的骨架材料，强度每提升1个等级可实现轮胎减重10％，而高强度钢帘线的应用还能提高轮胎的翻新性能(行驶里程增加30％)、耐磨性能(承载力提高10％以上)、安全性(刹车距离减少15％)并降低滚动阻力(降低5％～12％油耗)，因此钢帘线逐渐向高强化方向发展，而提升其母材(帘线钢)性能是实现钢帘线高强化的基础。
[0004]传统帘线钢通过C含量增加来满足强度提升需求，目前强度级别为70C(普通强度)，成分体系以碳素钢为主。随着下游用户对高强度帘线钢需求的增加，单纯增加C含量实现强度提升，面临诸多问题：一方面随着碳含量增加，钢铁企业面临高碳钢均匀化控制困难、生产成本高等问题，需要采用“二火成材”、提高加热炉温度、延长加热时间等措施，并且高碳钢盘条质量稳定性难以保障；另一方面，高碳帘线钢不仅增加用户采购成本，还降低盘条可拉拔性能并影响最终成品导热性能。
[0005]专利CN105506479A，公开了一种70级帘线外绕丝用盘条及其生产方法，其成分属于传统碳素钢，索氏体化率只有65％～80％，钢丝必然无法达到高强度要求。
[0006]专利CN105506487A，公开了一种70级帘线外绕丝用盘条及其制造方法，成分体系中存在微量的Cr(0.05％～0.1％)，盘条抗拉强度在960MPa～1020MPa，其性能指标与传统70级帘线钢无异。
[0007]专利CN110453153A，公开了一种低成本帘线钢盘条及其生产方法，从其成分体系看仍然是传统82级帘线钢(碳素钢)，盘条索氏体含量在75％～90％之间，盘条最终强度约1150MPa也与传统80级帘线钢无异。

技术实现思路

[0008]本申请提供了一种70级高性能帘线钢及其轧制工艺，以解决现有70级高性能帘线钢C含量增加导致质量不稳定的技术问题。
[0009]第一方面，本申请提供了一种70级高性能帘线钢，所述帘线钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.70～0.75％、Si：0.15～0.25％、Mn：0.15～0.25％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：0.31～0.38％、B：0.0005～0.0009％、Nb：0.006～0.012％、V：0.006～0.012％、
Als≤0.0008％、Ti≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
[0010]所述帘线钢的金相组织中包括片状珠光体，所述片状珠光体的间距为160～180nm；以体积分数计，所述片状珠光体包括85
‑
90％索氏体，余量为珠光体。
[0011]可选的，所述帘线钢的化学成分以质量分数计包括：C：72～74％、Si：0.15～0.20％、Mn：0.18～0.20％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：0.35～0.37％、B：0.0005～0.0007％、Nb：0.008～0.012％、V：0.008～0.011％、Als≤0.0006％、Ti≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0012]可选的，所述片状珠光体中晶粒的平均直径为4.5
‑
5.5μm。
[0013]可选的，所述帘线钢的化学成分中，(Nb+V)/N的质量分数比值为3～4.5。
[0014]可选的，所述帘线钢的中盘条的抗拉强度≥1120MPa，单丝的抗拉强度≥3040MPa和单丝断丝率＜4。
[0015]可选的，所述帘线钢的的直径5.5～6.5mm。
[0016]第二方面，本申请提供了一种帘线钢的制备工艺，所述工艺包括：
[0017]获取所述化学成分的铸坯；
[0018]将所述铸坯进行多段加热，得到加热后铸坯；
[0019]将所述加热后铸坯依次进行轧制和风冷，得到所述帘线钢；
[0020]所述风冷中的钢运动速率为40
‑
45m/min，风冷的冷速为16
‑
20℃/s。
[0021]可选的，所述轧制中入精轧温度为950
‑
990℃，入减定径温度为940
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980℃和吐丝温度为925
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955℃。
[0022]可选的，所述多段加热包括预热、加热一段、加热二段和均热段。
[0023]可选的，所述预热包括以≤400℃的温度加热≥5mm；所述加热一段包括以400℃～800℃加热≥10min，所述加热二段包括以800℃～1000℃加热60min～100min，所述均热段包括以1000℃～1040℃加热20min～60min。
[0024]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0025]本申请实施例提供的帘线钢化学成分，采用复合微合金化，配合相关工艺，得到高强度和高韧性的帘线钢，同时加入铬后，影响珠光体片间距，使片状珠光体的间距为160～180nm；所述帘线钢的金相组织中，85
‑
90％索氏体，余量为珠光体，实现对帘线钢金相组织比例控制，片状珠光体的间距和金相组织比例有效的保证了70级帘线钢盘条强度及强韧性，使70级帘线钢盘条性能稳定(盘条、钢丝强度均达到甚至优于传统82级帘线钢)，解决了70级帘线钢中C含量增加导致质量不稳定的技术问题。
附图说明
[0026]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的一种帘线钢的制备工艺的流程示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供的实施例1帘线钢横截面金相组织电镜图。
具体实施方式
[0030]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种70级高性能帘线钢，其特征在于，所述帘线钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.70～0.75％、Si：0.15～0.25％、Mn：0.15～0.25％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：0.31～0.38％、B：0.0005～0.0009％、Nb：0.006～0.012％、V：0.006～0.012％、Als≤0.0008％、Ti≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质；所述帘线钢的金相组织中包括片状珠光体，所述片状珠光体的间距为160～180nm；以体积分数计，所述片状珠光体包括85
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90％索氏体，余量为珠光体。2.根据权利要求1所述的帘线钢，其特征在于，所述帘线钢的化学成分以质量分数计包括：C：72～74％、Si：0.15～0.20％、Mn：0.18～0.20％、P≤0.01％、S≤0.01％、Cr：0.35～0.37％、B：0.0005～0.0007％、Nb：0.008～0.012％、V：0.008～0.011％、Als≤0.0006％、Ti≤0.0005％，其余为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的帘线钢，其特征在于，所述片状珠光体中晶粒的平均直径为4.5
‑
5.5μm。4.根据权利要求1所述的帘线钢，其特征在于，所述帘线钢的化学成分中，(Nb+V)/N的质量分数比值为3～4.5。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，任安超，沈金龙，段光豪，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：