專(zhuān)利名稱(chēng)：高碳鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有JIS G 4051(機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼)、JIS G 4401(碳素工具鋼鋼材)、JIS G 4802(彈簧用冷軋鋼帶)規(guī)定成分的高碳鋼板，具體說(shuō)是具有優(yōu)良淬透性和韌性的、而且可進(jìn)行尺寸精度高的加工的高碳鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
以前具有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定成分的高碳鋼板多用于墊圈、鏈條等的機(jī)械結(jié)構(gòu)用零件。因此這樣的高碳鋼板要求要有高的淬透性，但是最近不僅關(guān)注淬火后的高硬度，而且希望低溫、短時(shí)間地進(jìn)行淬火處理，以降低成本，以及淬火后韌性要高，以提高使用中的安全性。此外由于高碳鋼板因熱軋、退火、冷軋等制造工序產(chǎn)生的明顯的、機(jī)械性能的面內(nèi)各向異性，難以用于以前用鑄造、鍛造制造的尺寸精度要求高的齒輪等零件。
為了提高高碳鋼板的淬透性和韌性，或?yàn)榱藴p小機(jī)械性能面內(nèi)各向異性，在此之前提出過(guò)如下的方法。
(1)特開(kāi)平5-9588號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)1)熱軋后以10℃/秒以上的冷卻速度冷卻到20-500℃，隨后在進(jìn)行短時(shí)間的再加熱后卷取，促進(jìn)碳化物球化，提高淬透性的方法。
(2)特開(kāi)平5-98388號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)2)在含碳量為0.30-0.70％的高碳鋼中加入Nb、Ti，形成Nb、Ti的碳氮化物，阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，提高韌性的方法。
(3)材料與工藝，Vol.1(1988)，P.1729(現(xiàn)有技術(shù)3)含碳量0.65％的高碳鋼熱軋后以50％的壓下率冷軋，在650℃進(jìn)行24小時(shí)的間歇式退火，進(jìn)而在以65％的壓下率進(jìn)行二次冷軋，在680℃進(jìn)行24小時(shí)的間歇式退火，提高加工性能的方法；或者對(duì)含碳量0.65％的高碳鋼的成分進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)進(jìn)行與上述相同的軋制和退火，使?jié)B碳體石墨化，以圖提高加工性能和減小r值的面內(nèi)各向異性的方法。
(4)特開(kāi)平10-152757號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)4)調(diào)整C、Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Al的含量，S含量降到0.002重量％以下，使在軋向延伸成細(xì)長(zhǎng)的硫化物系的非金屬夾雜物，在軋向的平均長(zhǎng)度在6μm以下，軋向的長(zhǎng)度在4μm以下的個(gè)數(shù)占夾雜物總數(shù)的80％以上，減小韌性和塑性的面內(nèi)各向異性的方法。
(5)特開(kāi)平6-271935號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)5)經(jīng)調(diào)整了C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、B、Al含量的鋼在相變點(diǎn)Ar3以上熱軋后，以30℃/秒以上的冷卻速度冷卻，在550-700℃的卷取溫度卷取，除鱗后在600-680℃退火，再以40％以上的壓下率冷軋，在600-680℃退火，平整減小淬火熱處理時(shí)產(chǎn)生的形狀的面內(nèi)各向異性的方法。
可是上述的現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)1進(jìn)行短時(shí)間的再加熱后卷取，使碳化物球化的處理時(shí)間太短，球化不充分，有時(shí)不能得到高的淬透性。再有在冷卻后到卷取的短時(shí)間內(nèi)，加熱中必須有通電加熱那樣的快速加熱裝置，制造成本增加。
現(xiàn)有技術(shù)2要添加價(jià)格昂貴的Nb、Ti，增加成本。
現(xiàn)有技術(shù)3作為r值的面內(nèi)各向異性的指標(biāo)的Δr＝(r0+r90-2×r45)/4(r0、r90、r45分別表示軋向、垂直軋向、與軋向成45°方向的r值。)為-0.47，此外r0、r90、r45中的最大值和最小值差的r值的Δmax(最大差值)為1.17，進(jìn)行尺寸精度高的加工很困難。
此外即使使?jié)B碳體石墨化，Δr減小到0.34，r值的Δmax減小到0.85，也不能進(jìn)行尺寸精度足夠高的加工。而石墨化處理后，由于石墨向奧氏體中溶解的速度慢，會(huì)顯著降低淬透性。
現(xiàn)有技術(shù)4能降低由夾雜物引起的面內(nèi)各向異性，但也未必能進(jìn)行尺寸精度高的加工。
現(xiàn)有技術(shù)5能改善淬火熱處理時(shí)產(chǎn)生的形狀不良，但不能進(jìn)行尺寸精度足夠高的加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決這些問(wèn)題的，目的是提供一種具有優(yōu)良淬透性和韌性的、而且可進(jìn)行尺寸精度高的加工的高碳鋼板及其制造方法。
要達(dá)到此目的，采用了含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定的成分，顆粒直徑為0.6μm以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上，而且在2500μm2的電子顯微鏡視野下，顆粒直徑為1.5μm以上的碳化物超過(guò)50個(gè)，r值的面內(nèi)各向異性指標(biāo)Δr大于-0.15、小于0.15的高碳鋼板而完成的。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行熱軋后，在520-600℃的卷取溫度卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在640-690℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上的一次退火的工序、把退火后的鋼板以50％以上的壓下率進(jìn)行冷軋的工序、冷軋后的鋼板在620-680℃的溫度下進(jìn)行二次退火的工序的制造方法，可以制造上述的高碳鋼板。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1表示顆粒直徑在某個(gè)尺寸以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上時(shí)，其顆粒直徑(最大顆粒直徑)和淬火后硬度的關(guān)系。
圖2表示在2500μm2的電子顯微鏡視野下，顆粒直徑為1.5μm以上的碳化物個(gè)數(shù)與原奧氏體顆粒直徑的關(guān)系。
圖3表示一次退火溫度、二次退火溫度和r值的Δmax的關(guān)系。
圖4表示一次退火溫度、二次退火溫度和r值的Δmax的關(guān)系。
發(fā)明的實(shí)施形式我們?cè)趯?duì)含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定成分的高碳鋼板的淬透性、韌性和加工時(shí)的尺寸精度進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，碳化物在鋼中的析出形態(tài)對(duì)淬透性、韌性是起支配作用的因素，r值的面內(nèi)各向異性對(duì)加工時(shí)的尺寸精度是起支配作用的因素，特別是加工時(shí)要得到足夠的尺寸精度，必須使r值的面內(nèi)各向異性比以前的小。下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。(i)淬透性和韌性冶煉以重量％計(jì)C0.36％、Si0.20％、Mn0.75％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％的鋼，然后以精軋溫度850℃、卷取溫度560℃的條件熱軋，酸洗后在640-690℃的溫度下進(jìn)行40小時(shí)的一次退火，以60％的壓下率冷軋，在610-690℃的溫度下進(jìn)行40小時(shí)的二次退火，生產(chǎn)了鋼板。從生產(chǎn)的鋼板上切下50×100mm的試樣，在加熱爐內(nèi)在820℃保溫10秒后，淬入大約20℃的油中。然后進(jìn)行硬度測(cè)定和用電子顯微鏡對(duì)碳化物進(jìn)行觀察。
硬度是用洛氏硬度C級(jí)(HRc)測(cè)定了10個(gè)點(diǎn)，求出平均值。從其他的淬透性試驗(yàn)來(lái)看，此平均硬度在50以上的話(huà)，就可以認(rèn)為有足夠的淬透性。
把鋼板的板厚斷面研磨后，用苦醛浸蝕溶液腐蝕，用掃描電子顯微鏡在1500-5000倍下，對(duì)碳化物進(jìn)行觀察。然后測(cè)定了在2500μm2的觀察視野下碳化物顆粒的直徑和個(gè)數(shù)。確定觀察視野為2500μm2，是由于在小于此視野下，能夠觀察的碳化物個(gè)數(shù)少，不能精確測(cè)定顆粒直徑和個(gè)數(shù)。
圖1表示顆粒直徑在某個(gè)尺寸以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上時(shí)，其顆粒直徑(最大顆粒直徑)和淬火后硬度的關(guān)系。
顆粒直徑為0.6μm以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上的話(huà)，HRc在50以上，能夠得到優(yōu)良的淬透性。認(rèn)為這是由于顆粒直徑在0.6μm以下的細(xì)小碳化物，在淬火處理時(shí)能快速溶解到奧氏體中的緣故。
可是所有的碳化物都在0.6μm以下的話(huà)，淬火處理時(shí)全部碳化物都溶解了，會(huì)使奧氏體晶粒明顯長(zhǎng)大，擔(dān)心使韌性惡化。為了防止這一點(diǎn)，如圖2所示，所以希望在2500μm2的電子顯微鏡視野下，顆粒直徑為1.5μm以上的碳化物要超過(guò)50個(gè)。(ii)加工時(shí)的尺寸精度要提高加工時(shí)的尺寸精度，象現(xiàn)有技術(shù)所介紹的那樣，可采用減小r值的面內(nèi)各向異性。可是小到什么程度能得到與用以前的鑄造、鍛造的方法制造的齒輪等零件的尺寸精度相同的精度是不清楚的。因此在研究r值的面內(nèi)各向異性和加工時(shí)的尺寸精度的關(guān)系時(shí)，搞清了r值的面內(nèi)各向異性指標(biāo)Δr大于-0.15、小于0.15的話(huà)，能夠得到相當(dāng)于用鑄造、鍛造制造的零件的尺寸精度。
采用Δr，使r值的Δmax低于0.2的話(huà)，能夠得到更高的尺寸精度。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行熱軋后，在520-600℃的卷取溫度卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在640-690℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上的一次退火的工序、把退火后的鋼板以50％以上的壓下率進(jìn)行冷軋的工序、冷軋后的鋼板在620-680℃的溫度下進(jìn)行二次退火的工序的制造方法，可以制造具有(i)中所述的碳化物存在形態(tài)和(ii)中所述的大于-0.15、小于0.15的Δr的高碳鋼板。下面進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。(1)卷取溫度卷取溫度低于520℃的話(huà)，由于珠光體組織非常細(xì)小，一次退火后的碳化物顯著細(xì)化，二次退火后得不到顆粒直徑在1.5μm以上的碳化物。另一方面超過(guò)600℃的話(huà)，會(huì)生成粗大的珠光體，二次退火后得不到顆粒直徑在0.6μm以下的碳化物。因此卷取溫度限定在520-600℃。(2)一次退火條件一次退火溫度超過(guò)690℃的話(huà)，碳化物過(guò)分球化，二次退火后得不到顆粒直徑在0.6μm以下的碳化物。另一方面低于640℃的話(huà)，碳化物球化困難，二次退火后得不到顆粒直徑在1.5μm以上的碳化物。因此一次退火溫度限定在640-690℃。再有為了均勻球化，退火時(shí)間要在20小時(shí)以上。(3)冷軋壓下率一般具有冷軋壓下率越高Δr越小的傾向，但是要達(dá)到使Δr大于-0.15、小于0.15，冷軋壓下率至少要在50％以上。(4)二次退火條件二次退火溫度超過(guò)680℃的話(huà)，碳化物顯著粗化，同時(shí)顆粒明顯長(zhǎng)大，Δr增加。另一方面如低于620℃的話(huà)，碳化物細(xì)小，同時(shí)不能發(fā)生再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大，降低了加工性能。因此二次退火溫度限定在620-680℃。此外二次退火采用連續(xù)退火、箱式退火都可以。
要制造具有(i)中所述的碳化物存在形態(tài)和(ii)中所述的r值的Δmax低于0.2的高碳鋼板，在上述的方法中，一次退火溫度T1和二次退火溫度T2要滿(mǎn)足(1)式。
1024-0.6×T1≤T2≤1202-0.80×T1…………………………(1)下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
冶煉以重量％計(jì)C0.36％、Si0.20％、Mn0.75％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％的鋼，然后進(jìn)行精軋溫度為850℃的熱軋、在卷取溫度560℃時(shí)卷取，酸洗后在640-690℃的溫度下進(jìn)行40小時(shí)的一次退火，以60％的壓下率冷軋，在610-690℃的溫度下進(jìn)行40小時(shí)的二次退火，制造了鋼板。然后測(cè)定了r值的Δmax。
如圖3所示，一次退火溫度T1為640-690℃，二次退火溫度T2對(duì)應(yīng)于一次退火溫度T1，滿(mǎn)足上述(1)式的話(huà)，r值的Δmax低于0.2。
此時(shí)二次退火溫度超過(guò)680℃的話(huà)，碳化物粗化，得不到顆粒直徑在0.6μm以下的碳化物。另一方面如低于620℃的話(huà)，得不到顆粒直徑在1.5μm以上的碳化物。因此二次退火溫度限定在620-680℃。此外二次退火采用連續(xù)退火、箱式退火都可以。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行連續(xù)鑄造生產(chǎn)板坯的工序、鑄造后的板坯不加熱進(jìn)行粗軋或冷卻后加熱到規(guī)定的溫度進(jìn)行粗軋的工序、粗軋后的粗軋坯加熱到相變點(diǎn)Ar3以上溫度精軋的工序、精軋后的鋼板在500-650℃的卷取溫度卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在T1為630-700℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上的一次退火的工序、退火后的鋼板以50％以上的壓下率冷軋的工序、冷軋后的鋼板在T2為620-680℃進(jìn)行二次退火的工序，并且T1和T2要滿(mǎn)足下述(2)式，用這樣的方法制造高碳鋼板，可使r值的Δmax更小。
1010-0.59×T1≤T2≤1210-0.80×T1…………………………(2)此時(shí)采用粗軋后的粗軋坯在軋制中邊加熱到相變點(diǎn)Ar3以上溫度邊進(jìn)行精軋，代替粗軋后的粗軋坯在加熱到相變點(diǎn)Ar3以上溫度后精軋，也能得到同樣的效果。下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。(5)粗軋后的粗軋坯的加熱粗軋后的粗軋坯在加熱到Ar3相變點(diǎn)以上溫度后精軋，或者邊加熱到Ar3相變點(diǎn)以上溫度邊進(jìn)行精軋，軋制中鋼板晶粒直徑等的組織在板厚方向上是均勻的，二次退火后碳化物的分布狀態(tài)的偏差也小，同時(shí)在板厚方向形成均勻的織構(gòu)，使r值的面內(nèi)各向異性變小，能夠得到更優(yōu)良的淬透性、韌性和加工時(shí)得到更高的尺寸精度。加熱時(shí)間在3秒以上就足夠了。此外由于是短時(shí)間加熱，希望采用感應(yīng)加熱的方式。(6)卷取溫度、一次退火溫度對(duì)粗軋坯進(jìn)行上述的加熱，卷取溫度和一次退火溫度的許用范圍與不進(jìn)行這樣處理的情況相比，分別擴(kuò)大到500-650℃、630-700℃。(7)一次退火溫度T1和二次退火溫度T2的關(guān)系冶煉以重量％計(jì)C0.36％、Si0.20％、Mn0.75％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％的鋼坯，粗軋后采用感應(yīng)加熱的方式在1010℃加熱15秒，然后在精軋溫度為850℃下精軋，在卷取溫度為560℃下卷取，酸洗后在640-700℃的溫度下進(jìn)行40小時(shí)以上的一次退火，以60％的壓下率冷軋，在610-690℃進(jìn)行40小時(shí)的二次退火，制造鋼板。然后用X射線(xiàn)測(cè)定了板厚方向(表面、板厚的1/4、板厚的1/2)的(222)積分反射強(qiáng)度和r值的Δmax。
如表1所示，采用對(duì)粗軋坯進(jìn)行加熱，板厚方向的(222)積分反射強(qiáng)度的最大值和最小值的差Δmax變小，組織更均勻。
如圖4所示，在滿(mǎn)足上述(2)式范圍內(nèi)，能夠得到比低于0.15更小的r值的Δmax。滿(mǎn)足上述(2)式的范圍與(1)式的情況相比更寬了。
表1

為了提高本發(fā)明的高碳鋼板的滑動(dòng)性，用在其表面進(jìn)行電鍍鋅或熱鍍鋅等方法鍍鋅后，進(jìn)行磷酸鹽處理。本發(fā)明的高碳鋼板的制造方法也適用于采用板卷箱的連續(xù)熱軋工藝。在這種情況下，粗軋坯的加熱可在粗軋機(jī)之間、板卷箱前后、焊接機(jī)前后進(jìn)行。實(shí)施例1
采用連續(xù)鑄造方法制造的含有相當(dāng)于JIS G 4051的S35C鋼(重量％計(jì)C0.35％、Si0.20％、Mn0.76％、P0.016％、S0.003％、Al0.026％)的板坯，加熱到1100℃后熱軋，在表2所示的條件下依次進(jìn)行卷取、一次退火、冷軋、二次退火，進(jìn)行壓下率為1.5％的平整，制成板厚1.0mm的鋼板A-H。其中鋼板H為以前的材料。然后用上述的方法研究了碳化物顆粒直徑分布和淬透性。并用以下方法測(cè)定了力學(xué)性能和原奧氏體晶粒直徑。(a)力學(xué)性能采用了相對(duì)軋向成0°(L)、45°(S)、90°(C)方向的JIS 5號(hào)試樣，以10mm/分的拉伸速度進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，測(cè)定了各方向的拉伸特性值和r值。然后求出了拉伸特性值的Δmax，也就是L、S、C方向的值中最大值和最小值的差和Δr。(b)原奧氏體晶粒直徑對(duì)研究了淬透性的淬火后的試樣的板厚的斷面進(jìn)行研磨、腐蝕，然后用光學(xué)顯微鏡觀察顯微組織，按JIS G 0551測(cè)定原奧氏體晶粒度級(jí)別。
結(jié)果示于表2和表3。
本發(fā)明的鋼板A-C由于碳化物顆粒直徑分布在本發(fā)明的范圍內(nèi)，淬火后的HRc在50以上，具有優(yōu)良的淬透性，原奧氏體晶粒直徑也小，韌性也好。Δr為超過(guò)-0.15、而低于0.15，面內(nèi)各向異性非常小，能進(jìn)行高尺寸精度的加工。此時(shí)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Δmax在10MPa以下，總延伸率的Δmax在1.5％以下，面內(nèi)各向異性也都非常小。
另一方面對(duì)比鋼板D-H中，拉伸特性值的Δmax、Δr大，面內(nèi)各向異性大。此外還有原奧氏體晶粒直徑粗大(鋼板D)、HRc低于50的(鋼板E、G、H)等的問(wèn)題。
表2

表3

實(shí)施例2采用連續(xù)鑄造方法制造的含有相當(dāng)于JIS G 4051的S35C鋼(以重量％計(jì)C0.36％、Si0.20％、Mn0.75％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％)的板坯，加熱到1100℃后熱軋，在表4所示的條件下依次進(jìn)行卷取、一次退火、冷軋、二次退火，進(jìn)行壓下率為1.5％的平整，制成板厚2.5mm的鋼板1-19。其中鋼板19為以前的材料。然后進(jìn)行了與實(shí)施例1相同的研究。但此處用求得的r值的Δmax取代了Δr值。
結(jié)果示于表4和表5。
本發(fā)明的鋼板1-7由于碳化物顆粒直徑分布在本發(fā)明的范圍內(nèi)，淬火后的HRc在50以上，具有優(yōu)良的淬透性，原奧氏體晶粒直徑也小，韌性也好。此外r值的Δmax也低于0.2，面內(nèi)各向異性非常小，能進(jìn)行高尺寸精度的加工。此時(shí)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Δmax在10MPa以下，總延伸率的Δmax在1.5％以下，面內(nèi)各向異性也都非常小。
另一方面對(duì)比鋼板8-19中，r值和拉伸特性值的Δmax大，面內(nèi)各向異性大。此外還有原奧氏體晶粒直徑粗大(鋼板8、10、17、18)、HRc低于50的(鋼板9、11、15、16、19)等的問(wèn)題。
表4

表5

實(shí)施例3采用連續(xù)鑄造方法制造的含有相當(dāng)于JIS G 4802的S65C-CSP鋼(重量％為C0.65％、Si0.19％、Mn0.73％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％)的板坯，加熱到1100℃后熱軋，在表6所示的條件下依次進(jìn)行卷取、一次退火、冷軋、二次退火，進(jìn)行壓下率為1.5％的平整，制成板厚2.5mm的鋼板20-38。其中鋼板38為以前的材料。然后進(jìn)行了與實(shí)施例2相同的研究。
結(jié)果示于表6和表7。
本發(fā)明的鋼板20-26由于碳化物顆粒直徑分布在本發(fā)明的范圍內(nèi)，淬火后的HRc在50以上，具有優(yōu)良的淬透性，原奧氏體晶粒直徑也小，韌性也好。此外r值的Δmax也低于0.2，面內(nèi)各向異性非常小，能進(jìn)行高尺寸精度的加工。此時(shí)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Δmax在15MPa以下，總延伸率的Δmax在1.5％以下，面內(nèi)各向異性也都非常小。
另一方面對(duì)比鋼板27-38中，r值和拉伸特性值的Δmax大，面內(nèi)各向異性大。此外還有原奧氏體晶粒直徑粗大的(鋼板27、29、36)、HRc低于50的(鋼板28、38)等的問(wèn)題。
表6

表7

實(shí)施例4采用連續(xù)鑄造方法制造的含有相當(dāng)于JIS G 4051的S35C鋼(以重量％計(jì)C0.36％、Si0.20％、Mn0.75％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％)的板坯，加熱到1100℃后熱軋，在表8及表9所示的條件下依次進(jìn)行卷取、一次退火、冷軋、二次退火，進(jìn)行壓下率為1.5％的平整，制成板厚2.5mm的鋼板39-64。本實(shí)施例中的一部分鋼板，在表8及表9的條件下進(jìn)行了粗軋坯加熱。其中鋼板64為以前的材料。然后進(jìn)行了與實(shí)施例2相同的研究，以及進(jìn)行了上述板厚方向的(222)積分反射強(qiáng)度的Δmax的測(cè)定。
結(jié)果示于表8、表9、表10、表11和表12。
本發(fā)明的鋼板39-52由于碳化物顆粒直徑分布在本發(fā)明的范圍內(nèi)，淬火后的HRc在50以上，具有優(yōu)良的淬透性，原奧氏體晶粒直徑也小，韌性也好。此外r值的Δmax也低于0.2，面內(nèi)各向異性非常小，能進(jìn)行高尺寸精度的加工。此時(shí)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Δmax在10MPa以下，總延伸率的Δmax在1.5％以下，面內(nèi)各向異性極小。特別是粗軋坯進(jìn)行加熱的鋼板39-45，板厚方向的(222)積分反射強(qiáng)度的Δmax小，板厚方向的組織均勻性也好。
另一方面對(duì)比鋼板53-64中，r值和拉伸特性值的Δmax大，面內(nèi)各向異性大。此外還有原奧氏體晶粒直徑粗大(鋼板53、55、62、63)、HRc低于50(鋼板54、56、60、61、64)等的問(wèn)題。
表8

表9

表10

表11

表12

實(shí)施例5采用連續(xù)鑄造方法制造的含有相當(dāng)于JIS G 4802的S65C-CSP鋼(以重量％計(jì)C0.65％、Si0.19％、Mn0.73％、P0.011％、S0.002％、Al0.020％)的板坯，加熱到1100℃后熱軋，在表13和表14所示的條件下依次進(jìn)行卷取、一次退火、冷軋、二次退火，進(jìn)行壓下率為1.5％的平整，制成板厚2.5mm的鋼板65-90。在本實(shí)施例的一部分鋼板進(jìn)行了表13和表14所示條件的粗軋坯加熱。其中鋼板90為以前的材料。然后進(jìn)行了與實(shí)施例4相同的研究。
結(jié)果示于表13、表14、表15、表16和表17。
本發(fā)明的鋼板65-78由于碳化物顆粒直徑分布在本發(fā)明的范圍內(nèi)，淬火后的HRc在50以上，具有優(yōu)良的淬透性，原奧氏體晶粒直徑也小，韌性也好。此外r值的Δmax也低于0.2，面內(nèi)各向異性非常小，能進(jìn)行高尺寸精度的加工。此時(shí)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Δmax在15MPa以下，總延伸率的Δmax在1.5％以下，面內(nèi)各向異性也都非常小。特別是粗軋坯進(jìn)行加熱的鋼板65-71，板厚方向的(222)積分反射強(qiáng)度的Δmax小，板厚方向的組織均勻性也好。
另一方面所用的對(duì)比鋼板79-90，r值和拉伸特性值的Δmax大，面內(nèi)各向異性大。此外還有原奧氏體晶粒直徑粗大(鋼板79、81、88)、HRc低于50(鋼板80)等的問(wèn)題。
表13

表14

表15

表16

表17

權(quán)利要求
1.一種高碳鋼板，含有JIS G 4051(機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼)、JIS G 4401(碳素工具鋼鋼材)、JIS G 4802(彈簧用冷軋鋼帶)規(guī)定成分；其中存在有顆粒直徑為0.6μm以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上，而且在2500μm2的電子顯微鏡視野下，顆粒直徑為1.5μm以上的碳化物超過(guò)50個(gè)；其高碳鋼板的r值的面內(nèi)各向異性指標(biāo)Δr＝(r0+r90-2×r45)/4的值大于-0.15、小于0.15，其中r0、r90、r45分別表示在軋向、垂直軋向、與軋向成45°角方向的r值。
2.一種高碳鋼板，含有JIS G 4051、JIS G 4401和JIS G 4802規(guī)定成分；其中存在有顆粒直徑為0.6μm以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80％以上，而且在2500μm2的電子顯微鏡視野下，顆粒直徑為1.5μm以上的碳化物超過(guò)50個(gè)；r0、r90、r45中的最大值和最小值的差的r值的Δmax小于0.2。
3.一種高碳鋼板制造方法，包括工序把含有JIS G 4051、JIS G4401和JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行熱軋后，在520-600℃的卷取溫度卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在640-690℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上一次退火的工序、把退火后的鋼板以50％以上的壓下率進(jìn)行冷軋的工序、冷軋后的鋼板在620-680℃的溫度下進(jìn)行二次退火的工序。
4.如權(quán)利要求3所述的高碳鋼板制造方法，其中一次退火溫度T1和二次退火溫度T2滿(mǎn)足下面的(1)式，1024-0.6×T1≤T2≤1202-0.80×T1…………………………(1)。
5.一種高碳鋼板制造方法，包括工序把含有JIS G 4051、JIS G4401、JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行連續(xù)鑄造生產(chǎn)板坯的工序、鑄造后的板坯不加熱進(jìn)行粗軋或冷卻后加熱到規(guī)定的溫度進(jìn)行粗軋的工序、粗軋后的粗軋坯加熱到Ar3相變點(diǎn)以上溫度精軋的工序、精軋后的鋼板在500-650℃的卷取溫度卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在T1為630-700℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上的一次退火的工序、退火后的鋼板以50％以上的壓下率冷軋的工序、冷軋后的鋼板在T2為620-680℃進(jìn)行二次退火的工序，這里T1和T2滿(mǎn)足下述(2)式，1010-0.59×T1≤T2≤1210-0.80×T1…………………………(2)。
6.一種高碳鋼板制造方法，包括工序把含有JIS G 4051、JIS G4401、JIS G 4802規(guī)定成分的鋼進(jìn)行連續(xù)鑄造生產(chǎn)板坯的工序、鑄造后的板坯不加熱進(jìn)行粗軋或冷卻后加熱到規(guī)定的溫度進(jìn)行粗軋的工序、粗軋后的粗軋坯在軋制中邊加熱到Ar3相變點(diǎn)以上溫度邊進(jìn)行精軋的工序、精軋后的鋼板在500-650℃的卷取溫度下卷取的工序、卷取后的鋼板除鱗，在T1為630-700℃的溫度下進(jìn)行20小時(shí)以上的一次退火的工序、退火后的鋼板以50％以上的壓下率冷軋的工序、冷軋后的鋼板在T2為620-680℃進(jìn)行二次退火的工序，這里T1和T2滿(mǎn)足上述(2)式。
全文摘要
本發(fā)明的高碳鋼板含有JIS G 4051(機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼)、JIS G 4401(碳素工具鋼鋼材)、JIS G 4802(彈簧用冷軋鋼帶)規(guī)定成分;其中的顆粒直徑為0.6μm以下的碳化物的個(gè)數(shù)占碳化物總數(shù)的80%以上,而且在2500μm
文檔編號(hào)C21D9/46GK1358236SQ01800035
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月27日
發(fā)明者中村展之, 藤田毅, 伊藤克俊, 高田康幸 申請(qǐng)人:日本鋼管株式會(huì)社