一种高碳钢65Mn热轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高碳钢65Mn热轧钢板及其制造方法，主要解决现有高碳钢65Mn热轧钢板的脱碳程度深、组织性能不均匀的技术问题。技术方案为，一种高碳钢65Mn热轧钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.64％～0.70％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.9％～1.1％，P≤0.018％，S≤0.005％，Cr：0.02％～0.08％，N≤0.006％，Al：0.010％～0.050％，Ca：0.0005％～0.0040％，其余为铁和不可避免夹杂；2.3～8.0mm厚热轧钢板的屈服强度为460～680MPa，热轧钢板单侧脱碳层深度≤1.0％

【技术实现步骤摘要】
一种高碳钢65Mn热轧钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高碳钢热轧钢板，特别涉及一种高碳钢65Mn热轧钢板及其制造方法，属于铁基合金


技术介绍

[0002]65Mn是中国标准GB/T 1222
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2007中的钢牌号，属于淬火回火用碳锰钢。该牌号钢的特点是碳含量高、强度高，同时需要具有良好的韧性和塑性；经适当热处理后，可获得较高的硬度和良好的耐磨性，广泛应用于锯片、五金、家用电器零部件、弹簧片等行业，以及汽车、火车等交通运输行业和电子行业。
[0003]早期多采用中、小型电炉冶炼模注一横列式老式轧机生产65Mn钢；目前普遍采用转炉冶炼一炉外精炼一连铸一高刚性连续式轧机的先进技术。随着氧气转炉炼钢技术的快速发展，近年来用于冶炼合金钢的比例逐渐增大，但在传统热轧轧机生产高碳产品的过程中，存在脱碳程度深，脱碳深度达到2.0％
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钢板厚度，并且存在组织性能不均匀导致用户后续退火加工存在开卷困难，钢带加工开裂等生产质量问题。
[0004]中国专利文献CN101773930A的专利公开的一种生产65Mn热轧钢板的方法，其成分使用Ni贵重合金元素，其Ni含量为≤0.25％，且成分设计过于宽泛,并且该方法基于薄板坯连铸连轧流程的生产工艺。
[0005]中国专利文献CN106702276A的专利公开的一种65Mn钢板的制造方法，其成分为普通高碳锰的成分设计，未添加Cr和Ca元素等含量，并且未公开对热轧生产工艺控制等相关要求的技术指标。
[0006]中国专利文献CN111088458A的专利公开的一种中高碳钢65Mn热轧酸洗板及其生产方法，其成分使用较低硅和钒元素的成分设计，其硅、钒含量分别0.1～0.15％，0.02～0.05％，并且在热轧工艺如卷取温度控制使用高卷取温度设计。
[0007]中国专利文献CN103614628A的专利公开的一种65MnTiB钢及其热轧钢板制造方法，该专利主要在8.0mm以上厚规格使用添加Ti和B元素的成分设计以提高淬火硬度，其Ti、B含量分别：0.005～0.025％，0.0005～0.0050％，增加了产品制造成本，并且在热轧工艺控制如卷取温度使用高卷取温度进行设计。
[0008]中国专利文献CN112430771A的专利公开的一种精密冲压高速切割链锯片用冷轧钢板及其制造方法，钢板采用高碳低锰设计，并且使用Ni、Mo等贵重合金元素成分设计，其Ni、Mo含量分别：0.2～0.4％，0.05～0.25％，制造成本高。

技术实现思路

[0009]本专利技术目的是提供一种高碳钢65Mn热轧钢板及其制造方法，主要解决现有高碳钢65Mn热轧钢板的脱碳程度深、组织性能不均匀的技术问题。本专利技术热轧钢板主要用于锯片用钢等工具钢领域。
[0010]本专利技术的技术思路是，通过碳锰含量和低硫以及钙处理相结合的低成本成分设计
以及合适的炼钢工艺设计，降低生产成本，提高钢质纯净度和改善夹杂物形态；通过对热轧加热工艺、热轧温度以及缓冷工艺等相匹配的工艺设计，改善热轧钢板表面脱碳程度，热轧钢板组织性能均匀，强韧性好、综合力学性能优良。
[0011]本专利技术采用的技术方案是，一种高碳钢65Mn热轧钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.64％～0.70％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.9％～1.1％，P≤0.018％，S≤0.005％，Cr：0.02％～0.08％，N≤0.006％，Al：0.010％～0.050％，Ca：0.0005％～0.0040％，其余为铁和不可避免夹杂。
[0012]本专利技术热轧钢板的金相组织为铁素体+珠光体，2.3～8.0mm厚热轧钢板的屈服强度R
eL
为460～680MPa，抗拉强度R
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为800～1020MPa；断后伸长率为12％～30％；热轧钢板单侧脱碳层深度≤1.0％
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钢板厚度；按美国材料试验协会《ASTM E45
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13测定钢中夹杂物含量的标准试验方法》，采用方法A检验热轧钢板中夹杂物，其中，夹杂物A类、B类、C类在1.5级以下，夹杂物D类在0.5级以下。
[0013]本专利技术65Mn热轧钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：
[0014]碳：碳是影响材料退火及淬火后硬度的元素，若碳含量过低时，淬火后会得不到零件所要求的硬度；若碳含量过高时，则材料硬度过高，不利于后续冲压成型。本专利技术采用碳含量范围为0.64％～0.70％。
[0015]锰：锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中含有一定量的锰，能消除或减弱由于硫所引起的钢热脆性，从而改善钢的热加工性能，并且能提高淬透性。锰含量较多时，固溶强化作用明显，强度偏高，冲裁加工性能急剧下降，不利用后续加工；本专利技术限定Mn含量为0.9％～1.1％。
[0016]硅：硅作为冶炼时的一种脱氧剂，具有一定的脱氧、脱硫效果。但大量含有时会使铁素体相硬化，加工性能降低，并且钢中Si在热轧过程中钢卷表面产生锈红氧化铁皮缺陷，影响用户后续酸洗表面；因此控制SI含量范围为0.20％～0.30％为宜；
[0017]硫：硫在钢中形成硫化物夹杂，使其延展性和韧性降低,对后续加工成形不利，为此，本专利技术限定S≤0.005％；
[0018]磷：磷作为杂质元素，偏析于晶界使加工性能下降，希望尽可能减少其含量，提高成型性能；但考虑到工艺设备控制能力和脱磷成本，因此，本专利技术限定P≤0.018％；
[0019]铬：铬能增加钢的淬透性，是耐蚀、耐氧化主要合金元素；考虑到Cr的成本因素，为此将Cr含量控制在0.02％～0.08％；
[0020]钙：通过钙处理可以有效改善钢中的夹杂物形态，从而有效改善钢板的加工成形性能。本专利技术限定Ca含量为0.0005％～0.0040％。
[0021]铝：铝起到脱氧以及结合游离态氮的作用；作为强的脱氧剂，和钢中氧形成Al2O3在炼钢时去除；铝除了和氧结合外，还和钢中的氮结合，形成化合态的AlN，防止奥氏体晶粒的粗大。如果铝过高会形成过多的Al2O3夹杂，在连铸浇注时容易堵塞浇注水口；本专利技术限定Al含量为0.010％～0.050％。
[0022]氮：氮含量过高会严重恶化材料的塑性和韧性，本专利技术限定N≤0.0060％。
[0023]一种高碳钢65Mn热轧钢板的制造方法，该方法包括：
[0024]钢水经钢包炉精炼、真空脱气处理后进行连续浇注得到连铸板坯，钢水化学成分的重量百分比为：C：0.64％～0.70％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.9％～1.1％，P≤0.018％，
S≤0.005％，Cr：0.02％～0.08％，N≤0.006％，Al：0.010％～0.050％，Ca：0.0005％～0.0040％，其余为铁和不可避免夹杂；控制连铸板坯中夹杂物等级，按美国材料试验协会《ASTM E45
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13测定钢中夹杂物含量的标准试验方法》，采用方法A进行检验，其中，A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高碳钢65Mn热轧钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.64％～0.70％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.9％～1.1％，P≤0.018％，S≤0.005％，Cr：0.02％～0.08％，N≤0.006％，Al：0.010％～0.050％，Ca：0.0005％～0.0040％，其余为铁和不可避免夹杂；热轧钢板的金相组织为铁素体+珠光体，2.3～8.0mm厚热轧钢板的屈服强度R
eL
为460～680MPa，抗拉强度R
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为800～1020MPa；断后伸长率为12％～30％；热轧钢板单侧脱碳层深度≤1.0％
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钢板厚度。2.如权利要求1所述的高碳钢65Mn热轧钢板，其特征是，按美国材料试验协会《ASTM E45
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13测定钢中夹杂物含量的标准试验方法》，采用方法A检验热轧钢板中夹杂物，其中，夹杂物A类、B类、C类在1.5级以下，夹杂物D类在0.5级以下。3.一种高碳钢65Mn热轧钢板的制造方法，其特征是，包括以下步骤：钢水经钢包炉精炼、真空脱气处理后进行连续浇注得到连铸板坯，钢水化学成分的重量百分比为：C：0.64％～0.70％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.9％～1.1％，P≤0.018％，S≤0.005％，Cr：0.02％～0.08％，N≤0.006％，Al：0.010％～0.050％，Ca：0.0005％～0.0040％，其余为铁和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，马植甄，徐国利，裴新华，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：