一种降低碳钢石墨化的工艺方法技术

本发明专利技术提供了一种降低碳钢石墨化的工艺方法，包括以下步骤：将碳钢加热到1000℃奥氏体化保温，然后进行控轧控冷工艺，降低碳钢已有石墨化的程度。本发明专利技术通过控轧控冷工艺，在高碳钢奥氏体未再结晶区轧制，增加变形奥氏体晶粒内的变形带，形成细片状珠光体或退火珠光体，降低碳的扩散距离而使碳不聚集形成石墨。高碳钢石墨化后，会发生气涨现象，制品易产生裂纹，目前通常在钢材中加入铬、钛、铌等合金元素阻止石墨化，价格昂贵，而本发明专利技术提供的工艺方法不需要加入上述合金元素，即可消除中、高碳钢中已形成的石墨；本发明专利技术工艺方法操作简单，处理温度低，应用成本低，可处理有石墨化问题的普通中、高碳钢材。高碳钢材。高碳钢材。

【技术实现步骤摘要】
一种降低碳钢石墨化的工艺方法


[0001]本专利涉及碳钢处理
,，特别是涉及一种降低碳钢石墨化的工艺方法。

技术介绍

[0002]在实际生产中，碳钢显微组织中的碳元素一般是不会以石墨的形态出现的，而是以珠光体或渗碳体(Fe3C)状态存在，但是在一定条件下(如铸态或锻造后)可能会分解出现石墨的形态，这种现象也称为石墨化，在高碳钢中比较明显。石墨化的碳钢脆性很大，断口呈灰黑色，故称“黑脆”，造成材料失效。为了在获得良好的性能，应该避免石墨化现象的出现。目前消除产品碳钢石墨化工艺还鲜有报道。专利申请202010623648.X公开了一种板材抗石墨化制备方法以适应电解环境，但其工艺方法较复杂，且板材需微量合金元素辅助才能达到抗石墨化目的，无法解决普通中、高碳钢发生石墨化后的处理问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种降低碳钢石墨化的工艺方法，选用适当控轧控冷工艺参数，降低碳钢的石墨化组织，获得成分均匀化的正常组织，使其可以在正常的工况条件下使用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种降低碳钢石墨化的工艺方法，包括以下步骤：
[0006]将碳钢加热到1000
±
10℃(误差值)奥氏体化，然后进行控轧控冷工艺，降低碳钢已有石墨化的程度。
[0007]根据权利要求1所述降低碳钢石墨化的工艺方法，所述加热保温时间：T＝CB
[0008]式中：T—时间h；B—坯厚cm；C—钢种系数，碳素钢取0.1
‑
0.15。
[0009]根据权利要求1所述降低碳钢石墨化的工艺方法，所述控轧控冷工艺轧制工艺为：在以下温度轧制：750℃～900℃；轧制碳钢厚度压下率55％～60％。
[0010]前述降低碳钢石墨化的工艺方法，所述轧制温度为850℃。
[0011]前述降低碳钢石墨化的工艺方法，所述控轧控冷工艺冷却工艺为：碳钢轧制后取出，放入水中冷却至室温。
[0012]前述降低碳钢石墨化的工艺方法，所述控轧控冷工艺冷却工艺为：碳钢轧制后取出，在空气中冷却至室温。
[0013]本专利技术工艺方法可用于石墨化的各类中、高碳钢，在T12钢石墨含量1％～5％范围消除石墨化效果良好，尤其2.5％左右常见石墨含量的碳钢。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0015]本专利技术提供了一种降低碳钢石墨化的工艺方法，选用适当控轧控冷工艺参数，降低T12钢(高碳钢)的石墨化组织，获得成分均匀化的正常组织，使其消除“黑脆”。现有技术致力于提高碳钢的石墨化率，使其易切削钢、具有良好成型性能。本专利技术通过控轧控冷工艺，在高碳钢奥氏体未再结晶区轧制，加上较大的道次变形量，增加变形奥氏体晶粒内的变
形带。这样，碳化物不仅在奥氏体晶界上，同时也在晶粒内的变形带部位析出，因而变得弥散，形成细片状珠光体或退火珠光体(也称变态珠光体)，组织得到进一步改善，降低碳的扩散距离，使碳不聚集形成石墨，因此碳存在形态正与石墨化后的碳存在状态相反。高碳钢石墨化后，会发生气涨现象，制品易产生裂纹，目前通常在钢材中加入铬、钛、铌等合金元素阻止石墨化，价格昂贵，而本专利技术提供的工艺方法不需要加入上述合金元素，即可消除中、高碳钢中已形成的石墨；本专利技术工艺方法操作简单，处理温度低，应用成本低，可处理有石墨化问题的普通中、高碳钢材。
附图说明
[0016]附图1是T12A钢锻造后未采用本专利技术降低石墨化工艺方法处理、经抛光的显微组织(100倍)，石墨含量2.48％；
[0017]附图2是锻造态的T12A钢采用本专利技术降低石墨化工艺方法处理后的显微组织(200倍)，其中(a)为水冷却；(b)为空气冷却；
[0018]附图3是锻造态的T12A钢采用本专利技术降低石墨化工艺方法900℃下轧制后的显微组织(200倍)，其中(a)为水冷却；(b)为空气冷却；
[0019]附图4是锻造态的T12A钢采用本专利技术降低石墨化工艺方法800℃下轧制后的显微组织(200倍)，其中(a)为水冷却；(b)为空气冷却；
[0020]附图5是锻造态的T12A钢采用本专利技术降低石墨化工艺方法750℃下轧制后的显微组织(200倍)，其中(a)为水冷却；(b)为空气冷却；
[0021]附图6是锻造态的T12A钢采用本专利技术工艺方法降低T12A钢石墨化：不同温度轧制配合后不同冷却方法所得石墨含量。
具体实施方式
[0022]实施例1一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0023]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在850℃下轧制到4
±
0.5mm厚；然后放入水中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.2％。
[0024]实施例2一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0025]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在850℃下轧制到4
±
0.5mm厚；然后空气中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.85％。
[0026]实施例3一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0027]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在750℃下轧制到4.3
±
0.5mm厚；然后放入水中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.3％。
[0028]实施例4一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0029]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在750℃下轧制到4.3
±
0.5mm厚；然后空气中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.97％。
[0030]实施例5一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0031]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在800℃下轧制到4
±
0.5mm厚；然后放入水中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.55％。
[0032]实施例6一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0033]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在800℃下轧制到4
±
0.5mm厚；然后空气中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.79％。
[0034]实施例7一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0035]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h，在900℃下轧制4.5
±
0.5mm厚；然后放入水中冷却至室温，所得钢材石墨含量为0.58％。
[0036]实施例8一种降低碳钢石墨化的工艺方法：
[0037]T12钢石墨含量2.48％，锻造态样品厚度10mm，经1000℃奥氏体化，保温0.12h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低碳钢石墨化的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳钢加热到1000℃奥氏体化保温，然后进行控轧控冷工艺，降低碳钢已有石墨化的程度。2.根据权利要求1所述降低碳钢石墨化的工艺方法，其特征在于：所述加热保温时间：T＝CB式中：T—时间h；B—坯厚cm；C—钢种系数，碳素钢取0.1
‑
0.15。3.根据权利要求1所述降低碳钢石墨化的工艺方法，其特征在于：所述控轧控冷工艺轧制工艺为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤芳，宫明龙，渠怀志，屈福，高秋志，张会杰，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：