【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢材及其制备方法，尤其涉及一种芯棒钢及其制备方法。
技术介绍
1、超长度芯棒，例如长度超过30m的芯棒，在冷却过程中易于发生弯曲，从而影响直度，进而影响后续的进一步加工和使用。
2、直度变差会导致两点主要后果，一是无法用小的加工量加工出所需的直径规格的成品芯棒，导致需要增加坯料的尺寸，多留加工余量；二是无法用于连轧芯棒插棒，容易导致抱棒、轧制钢管单侧接触壁厚不均等问题。
3、基于此，期望提供一种超长度芯棒钢及其制造方法，其通过对芯棒材料成分以及制造过程的控制，解决芯棒在冷却过程中的弯曲问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种超长度芯棒钢，其通过合理的化学成分设计，以对芯棒的相变过程产生影响，从而减少因相变导致的弯曲。
2、为了实现上述目的，本专利技术提出了一种超长度芯棒钢，其含有fe和不可避免的杂质，此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
3、c：0.28～0.32％、si：0.80～1.25％、mn：0.20～0.30％、cr：4.75～5.00％、mo：1.10～1.60％、v：0.30～0.60％、s≤0.010％、p≤0.015％、cu≤0.08％、ni≤0.08％、ti≤0.010％。
4、进一步地，本专利技术还提供了一种超长度芯棒钢，其各化学元素质量百分含量为：
5、c：0.28～0.32％、si：0.80～1.25％、mn：0.20～0.30％、cr：4.
6、如上述所述的，本专利技术所述的超长度芯棒钢通过化学成分设计，以对芯棒的相变过程产生影响，从而减少因相变导致的弯曲，具体来说：
7、c：在本专利技术中，c含量主要通过固溶强化、析出强化和相变强化提高强度。c含量过低，芯棒的强度、热强性不足，不能满足后续工器具/工模具的使用要求，c含量过低，马氏体转变温度过高，容易在冷却过程中同时发生贝氏体+马氏体转变，导致温度不同的位置组织转变不均，导致马氏体转变多的地方体积膨胀大，马氏体转变少的地方体积膨胀小，从而导致芯棒发生弯曲。此外，c含量过高，还容易导致芯棒冷至室温后长时搁置的过程中发生延迟开裂问题。基于此，本专利技术将c含量控制在0.28-0.32％。
8、si：在本专利技术中，si含量过低，芯棒的抗回火软化能力不足，热强性不足，不能满足后续工器具/工模具的使用要求。si含量过高，会降低材料的抗冲击性能，降低材料的抗事故能力。因此，本专利技术将si含量控制在0.80-1.25％。
9、mn：mn主要通过固溶强化提高强度。在本专利技术中，mn含量过低，需要添加的其它合金含量增多，成本增加，且马氏体转变温度过高，容易在冷却过程中同时发生贝氏体+马氏体转变，导致温度不同的位置组织转变不均，进而导致马氏体转变多的地方体积膨胀大，马氏体转变少的地方体积膨胀小，从而导致芯棒发生弯曲。mn含量过高，则容易形成偏析，会降低材料的抗冲击性能，降低材料的抗事故能力，且过高mn导致偏析会影响材料性能的各向均匀性，从而导致塑性变形的不均匀性，进而导致冷却时芯棒发生弯曲。基于此，本专利技术控制mn含量为0.20-0.30％。
10、cr：cr可以起到相变强化、析出强化的作用，从而改善抗回火软化能力及提高热强性。在本专利技术中，cr含量过低，马氏体转变温度过高，容易在冷却过程中同时发生贝氏体+马氏体转变，导致温度不同的位置组织转变不均，导致马氏体转变多的地方体积膨胀大，马氏体转变少的地方体积膨胀小，从而导致芯棒发生弯曲。cr含量过高，容易导致芯棒冷至室温后长时搁置的过程中发生延迟开裂问题，且含量过高冷却过程时局部容易形成致密的氧化膜，表面不均匀的氧化膜会导致冷却不均，导致塑性变形的不均匀，进而导致冷却时芯棒发生弯曲。因此，本专利技术控制cr含量为4.75-5.00％。
11、mo：mo主要起到固溶强化、相变强化、析出强化的作用，从而改善抗回火软化能力及提高热强性。在本专利技术中，mo含量过低，马氏体转变温度过高，容易在冷却过程中同时发生贝氏体+马氏体转变，导致温度不同的位置组织转变不均，导致马氏体转变多的地方体积膨胀大，马氏体转变少的地方体积膨胀小，从而导致芯棒发生弯曲。mo含量过高，容易导致芯棒冷至室温后长时搁置的过程中发生延迟开裂问题。基于此，本专利技术控制mo含量为1.10-1.60％。
12、v：v可以起到析出强化的作用，从而改善抗回火软化能力及提高热强性。在本专利技术中，v含量过低，芯棒的抗回火软化能力不足，热强性不足，不能满足后续工器具/工模具的使用要求。v含量过高，则容易形成硬脆的液析碳化物，降低芯棒的冲击性能，降低材料的抗事故能力。基于此，本专利技术控制v含量为0.30-0.60％
13、s、p是本专利技术的主要杂质元素，对材料的冲击性能不利，因此需要控制其上限。s、p是钢中容易形成偏析的元素，其含量过高会导致偏析，影响材料性能的均匀性，从而导致塑性变形的不均匀性，进而导致冷却时芯棒发生弯曲。基于此，本专利技术控制s≤0.010％、p≤0.015％。
14、cu、ni和ti是本专利技术中不可避免的残余元素。其中cu、ni含量较高时，其存在会在热态芯棒的冷却过程中促进表面结合力好的氧化膜的形成但又无法实现超长芯棒整个表面氧化膜的完全一致的覆盖，因此表面形成结合力好的氧化膜但各处形成又不均匀从而不利于冷却的均匀性，导致冷却时芯棒发生弯曲。基于此，本专利技术控制cu≤0.08％、ni≤0.08％。
15、ti含量过高时，由于其与n、c结合会形成氮化物、碳化物，增加轧制过程中超长芯棒的各向异性，从而导致塑性变形的不均匀性，进而导致冷却时芯棒发生弯曲。因此，本专利技术控制ti≤0.010％。
16、进一步地，本专利技术所述的超长度芯棒钢，其长度为25-35m。
17、进一步地，本专利技术所述的超长度芯棒钢的微观组织包括空冷马氏体+贝氏体。
18、进一步地，本专利技术所述的超长度芯棒钢，其最终冷却至室温后，全长直度≤0.1％l，其中l表示超长度芯棒钢的长度。
19、进一步地，本专利技术所述的超长度芯棒钢，其最终冷却至室温后，局部弯曲度≤1.5mm/m。
20、本专利技术的另一目的在于提供一种超长度芯棒钢的制造方法，其配合成分设计，从工艺角度控制超长度芯棒钢的直度，避免直度降低的问题。
21、基于上述专利技术目的，本专利技术还提供了如上文所述的超长度芯棒钢的制造方法，其包括步骤：
22、加热：将圆截面的连铸坯在1200-1250℃加热保温2-4h；
23、轧制：控制终轧温度为900-1050℃，轧制后表面无局部致密氧化膜生成；
24、冷却：将轧制后的芯棒钢以≤20s的间隔时间来回交替地放置于不同的冷却料架上以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超长度芯棒钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
2.如权利要求1所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：
3.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其长度为25-35m。
4.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其微观组织包括空冷马氏体+贝氏体。
5.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其最终冷却至室温后，全长直度≤0.1％L，其中L表示超长度芯棒钢的长度。
6.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其最终冷却至室温后，局部弯曲度≤1.5mm/m。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的超长度芯棒钢的制造方法，其特征在于：
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在冷却步骤中，控制冷却全程芯棒钢各处的温度波动≤30℃。
9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在冷却步骤中，将温度高于880℃的芯棒钢以≤20s的间隔时间来回交替地放置于不同的冷却料架上，控制交替
...【技术特征摘要】
1.一种超长度芯棒钢，其含有fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
2.如权利要求1所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：
3.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其长度为25-35m。
4.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其微观组织包括空冷马氏体+贝氏体。
5.如权利要求1或2所述的超长度芯棒钢，其特征在于，其最终冷却至室温后，全长直度≤0.1％l，其中l表示超长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡平，刘麒麟，岳世斌，刘祖表，王久刚，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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