本发明就是为了解决这些问题的,目的是提供一种具有优良淬透 性和韧性的、而且可进行尺寸精度高的加工的高碳钢板及其制造方 法。
要达到此目的,采用了含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802 规定的成分,颗粒直径为0.6μm以下的碳化物的个数占碳化物总数 的80%以上,而且在2500μm2的
电子显微镜视野下,颗粒直径为1.5 μm以上的碳化物超过50个,r值的面内各向异性指标Δr大于-0.15、 小于0.15的高碳钢板而完成的。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802规定成分的钢进 行热轧后,在520-600℃的卷取温度卷取的工序、卷取后的钢板除鳞, 在640-690℃的温度下进行20小时以上的一次退火的工序、把退火后 的钢板以50%以上的压下率进行冷轧的工序、冷轧后的钢板在620-680 ℃的温度下进行二次退火的工序的制造方法,可以制造上述的高碳钢 板。
附图简要说明
图1表示颗粒直径在某个尺寸以下的碳化物的个数占碳化物总数 的80%以上时,其颗粒直径(最大颗粒直径)和淬火后硬度的关系。
图2表示在2500μm2的电子显微镜视野下,颗粒直径为1.5μm 以上的碳化物个数与原奥氏体颗粒直径的关系。
图3表示一次退火温度、二次退火温度和r值的Δmax的关系。
图4表示一次退火温度、二次退火温度和r值的Δmax的关系。
发明的实施形式
我们在对含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802规定成分的高 碳钢板的淬透性、韧性和加工时的尺寸精度进行研究时发现,碳化物 在钢中的析出形态对淬透性、韧性是起支配作用的因素,r值的面内 各向异性对加工时的尺寸精度是起支配作用的因素,特别是加工时要 得到足够的尺寸精度,必须使r值的面内各向异性比以前的小。下面 进行详细说明。 (i)淬透性和韧性
冶炼以重量%计C:0.36%、Si:0.20%、Mn:0.75%、P:0.011%、 S:0.002%、Al:0.020%的钢,然后以精轧温度850℃、卷取温度560 ℃的条件热轧,
酸洗后在640-690℃的温度下进行40小时的一次退火, 以60%的压下率冷轧,在610-690℃的温度下进行40小时的二次退火, 生产了钢板。从生产的钢板上切下50×100mm的试样,在加热炉内 在820℃保温10秒后,淬入大约20℃的油中。然后进行硬度测定和 用电子显微镜对碳化物进行观察。
硬度是用洛氏硬度C级(HRc)测定了10个点,求出平均值。 从其他的淬透性试验来看,此平均硬度在50以上的话,就可以认为 有足够的淬透性。
把钢板的板厚断面
研磨后,用苦
醛浸蚀溶液
腐蚀,用扫描电子显 微镜在1500-5000倍下,对碳化物进行观察。然后测定了在2500μ m2的观察视野下碳化物颗粒的直径和个数。确定观察视野为2500μ m2,是由于在小于此视野下,能够观察的碳化物个数少,不能精确测 定颗粒直径和个数。
图1表示颗粒直径在某个尺寸以下的碳化物的个数占碳化物总数 的80%以上时,其颗粒直径(最大颗粒直径)和淬火后硬度的关系。
颗粒直径为0.6μm以下的碳化物的个数占碳化物总数的80%以 上的话,HRc在50以上,能够得到优良的淬透性。认为这是由于颗 粒直径在0.6μm以下的细小碳化物,在淬火处理时能快速溶解到奥 氏体中的缘故。
可是所有的碳化物都在0.6μm以下的话,淬火处理时全部碳化 物都溶解了,会使奥氏体晶粒明显长大,担心使韧性恶化。为了防止 这一点,如图2所示,所以希望在2500μm2的电子显微镜视野下, 颗粒直径为1.5μm以上的碳化物要超过50个。 (ii)加工时的尺寸精度
要提高加工时的尺寸精度,象现有技术所介绍的那样,可采用减 小r值的面内各向异性。可是小到什么程度能得到与用以前的铸造、
锻造的方法制造的齿轮等零件的尺寸精度相同的精度是不清楚的。因 此在研究r值的面内各向异性和加工时的尺寸精度的关系时,搞清了r 值的面内各向异性指标Δr大于-0.15、小于0.15的话,能够得到相当 于用铸造、锻造制造的零件的尺寸精度。
采用Δr,使r值的Δmax低于0.2的话,能够得到更高的尺寸精 度。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802规定成分的钢进 行热轧后,在520-600℃的卷取温度卷取的工序、卷取后的钢板除鳞, 在640-690℃的温度下进行20小时以上的一次退火的工序、把退火后 的钢板以50%以上的压下率进行冷轧的工序、冷轧后的钢板在620-680 ℃的温度下进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态和(ii)中所述的大于-0.15、小于0.15的Δr 的高碳钢板。下面进行详细的说明。 (1)卷取温度
卷取温度低于520℃的话,由于珠光体组织非常细小,一次退火 后的碳化物显著细化,二次退火后得不到颗粒直径在1.5μm以上的 碳化物。另一方面超过600℃的话,会生成粗大的珠光体,二次退火 后得不到颗粒直径在0.6μm以下的碳化物。因此卷取温度限定在 520-600℃。 (2)一次退火条件
一次退火温度超过690℃的话,碳化物过分球化,二次退火后得 不到颗粒直径在0.6μm以下的碳化物。另一方面低于640℃的话,碳 化物球化困难,二次退火后得不到颗粒直径在1.5μm以上的碳化物。 因此一次退火温度限定在640-690℃。再有为了均匀球化,退火时间 要在20小时以上。 (3)冷轧压下率
一般具有冷轧压下率越高Δr越小的倾向,但是要达到使Δr大于 -0.15、小于0.15,冷轧压下率至少要在50%以上。 (4)二次退火条件
二次退火温度超过680℃的话,碳化物显著粗化,同时颗粒明显 长大,Δr增加。另一方面如低于620℃的话,碳化物细小,同时不能 发生再结晶和晶粒长大,降低了加工性能。因此二次退火温度限定在 620-680℃。此外二次退火采用连续退火、箱式退火都可以。
要制造具有(i)中所述的碳化物存在形态和(ii)中所述的r 值的Δmax低于0.2的高碳钢板,在上述的方法中,一次退火温度T1 和二次退火温度T2要满足(1)式。
1024-0.6×T1≤T2≤1202-0.80×T1…………………………(1)
下面进行详细说明。
冶炼以重量%计C:0.36%、Si:0.20%、Mn:0.75%、P:0.011%、 S:0.002%、Al:0.020%的钢,然后进行精轧温度为850℃的热轧、 在卷取温度560℃时卷取,酸洗后在640-690℃的温度下进行40小时 的一次退火,以60%的压下率冷轧,在610-690℃的温度下进行40小 时的二次退火,制造了钢板。然后测定了r值的Δmax。
如图3所示,一次退火温度T1为640-690℃,二次退火温度T2 对应于一次退火温度T1,满足上述(1)式的话,r值的Δmax低于0.2。
此时二次退火温度超过680℃的话,碳化物粗化,得不到颗粒直 径在0.6μm以下的碳化物。另一方面如低于620℃的话,得不到颗粒 直径在1.5μm以上的碳化物。因此二次退火温度限定在620-680℃。 此外二次退火采用连续退火、箱式退火都可以。
采用把含有JIS G 4051、JIS G 4401、JIS G 4802规定成分的钢进 行连续铸造生产
板坯的工序、铸造后的板坯不加热进行粗轧或冷却后 加热到规定的温度进行粗轧的工序、粗轧后的粗轧坯加热到相变点Ar3 以上温度精轧的工序、精轧后的钢板在500-650℃的卷取温度卷取的 工序、卷取后的钢板除鳞,在T1为630-700℃的温度下进行20小时 以上的一次退火的工序、退火后的钢板以50%以上的压下率冷轧的工 序、冷轧后的钢板在T2为620-680℃进行二次退火的工序,并且T1 和T2要满足下述(2)式,用这样的方法制造高碳钢板,可使r值的 Δmax更小。
1010-0.59×T1≤T2≤1210-0.80×T1…………………………(2)
此时采用粗轧后的粗轧坯在轧制中边加热到相变点Ar3以上温度 边进行精轧,代替粗轧后的粗轧坯在加热到相变点Ar3以上温度后精 轧,也能得到同样的效果。下面进行详细说明。 (5)粗轧后的粗轧坯的加热
粗轧后的粗轧坯在加热到Ar3相变点以上温度后精轧,或者边加 热到Ar3相变点以上温度边进行精轧,轧制中钢板晶粒直径等的组织 在板厚方向上是均匀的,二次退火后碳化物的分布状态的偏差也小, 同时在板厚方向形成均匀的织构,使r值的面内各向异性变小,能够 得到更优良的淬透性、韧性和加工时得到更高的尺寸精度。加热时间 在3秒以上就足够了。此外由于是短时间加热,希望采用
感应加热的 方式。 (6)卷取温度、一次退火温度
对粗轧坯进行上述的加热,卷取温度和一次退火温度的许用范围 与不进行这样处理的情况相比,分别扩大到500-650℃、630-700℃。 (7)一次退火温度T1和二次退火温度T2的关系
冶炼以重量%计C:0.36%、Si:0.20%、Mn:0.75%、P:0.011%、 S:0.002%、Al:0.020%的钢坯,粗轧后采用感应加热的方式在1010 ℃加热15秒,然后在精轧温度为850℃下精轧,在卷取温度为560℃ 下卷取,酸洗后在640-700℃的温度下进行40小时以上的一次退火, 以60%的压下率冷轧,在610-690℃进行40小时的二次退火,制造钢 板。然后用
X射线测定了板厚方向(表面、板厚的1/4、板厚的1/2) 的(222)积分反射强度和r值的Δmax。
如表1所示,采用对粗轧坯进行加热,板厚方向的(222)积分 反射强度的最大值和最小值的差Δmax变小,组织更均匀。
如图4所示,在满足上述(2)式范围内,能够得到比低于0.15 更小的r值的Δmax。满足上述(2)式的范围与(1)式的情况相比 更宽了。
表1 粗轧坯 加热 (℃×秒) 一次 退火 (℃×小时) 二次 退火 (℃×小时) (222)积分反射强度 表面 板厚1/4 板厚1/2 Δmax 1010×15 640×40 610×40 2.81 2.95 2.89 0.14 1010×15 640×40 650×40 2.82 2.88 2.95 0.13 1010×15 640×40 690×40 2.90 2.91 3.02 0.12 1010×15 680×40 610×40 2.37 2.35 2.46 0.11 1010×15 680×40 650×40 2.40 2.36 2.47 0.11 1010×15 680×40 690×40 2.29 2.34 2.39 0.10 - 640×40 610×40 2.70 3.01 2.90 0.31 - 640×40 650×40 2.75 2.87 2.99 0.24 - 640×40 690×40 2.81 2.90 3.05 0.24 - 680×40 610×40 2.34 2.27 2.50 0.23 - 680×40 650×40 2.39 2.23 2.51 0.28 - 680×40 690×40 2.25 2.37 2.45 0.20
为了提高本发明的高碳钢板的滑动性,用在其表面进行电
镀锌或 热镀锌等方法镀锌后,进行
磷酸盐处理。本发明的高碳钢板的制造方 法也适用于采用板卷箱的连续热轧工艺。在这种情况下,粗轧坯的加 热可在粗
轧机之间、板卷箱前后、
焊接机前后进行。
实施例1
采用连续铸造方法制造的含有相当于JIS G 4051的S35C钢(重 量%计C:0.35%、Si:0.20%、Mn:0.76%、P:0.016%、S:0.003%、 Al:0.026%)的板坯,加热到1100℃后热轧,在表2所示的条件下依 次进行卷取、一次退火、冷轧、二次退火,进行压下率为1.5%的平整, 制成板厚1.0mm的钢板A-H。其中钢板H为以前的材料。然后用上 述的方法研究了碳化物颗粒直径分布和淬透性。并用以下方法测定了
力学性能和原奥氏体晶粒直径。 (a)力学性能
采用了相对轧向成0°(L)、45°(S)、90°(C)方向的JIS 5 号试样,以10mm/分的拉伸速度进行了拉伸试验,测定了各方向的拉 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)原奥氏体晶粒直径
对研究了淬透性的淬火后的试样的板厚的断面进行研磨、腐蚀, 然后用
光学显微镜观察显微组织,按JIS G 0551测定原奥氏体晶粒度 级别。
结果示于表2和表3。
本发明的钢板A-C由于碳化物颗粒直径分布在本发明的范围内, 淬火后的HRc在50以上,具有优良的淬透性,原奥氏体晶粒直径也 小,韧性也好。Δr为超过-0.15、而低于0.15,面内各向异性非常小, 能进行高尺寸精度的加工。此时
屈服强度、
抗拉强度的Δmax在10MPa 以下,总延伸率的Δmax在1.5%以下,面内各向异性也都非常小。
另一方面对比钢板D-H中,拉伸特性值的Δmax、Δr大,面内 各向异性大。此外还有原奥氏体晶粒直径粗大(钢板D)、HRc低于50 的(钢板E、G、H)等的问题。
表2 钢板 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 A 580 650×40 70 680×40 89 84 发明例 B 560 640×20 60 660×40 84 87 发明例 C 540 660×20 65 640×40 81 93 发明例 D 500 640×40 60 660×40 64 96 对比例 E 560 710×40 65 660×40 103 58 对比例 F 540 660×20 40 680×40 86 84 对比例 G 550 640×20 60 720×40 98 61 对比例 H 620 - 50 690×40 74 70 对比例
表3 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(Mpa) 总延伸率(%) r值 L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax A 395 391 393 4 506 502 507 5 35.7 36.4 35.9 0.7 1.06 0.97 1.04 0.04 52 11.6 发明例 B 405 404 411 7 504 498 507 9 35.8 36.8 36.2 1.0 1.12 0.98 1.23 0.10 54 11.3 发明例 C 409 406 414 8 509 505 513 8 35.2 36.4 35.3 1.2 0.98 1.19 1.05 -0.09 56 10.7 发明例 D 369 362 370 8 499 496 503 9 30.1 29.3 31.0 1.7 1.16 0.92 1.33 0.16 57 8.6 对比例 E 370 379 375 9 480 484 481 4 36.9 36.0 36.4 0.9 1.15 0.96 1.47 0.18 44 12.2 对比例 F 374 377 385 11 474 480 488 14 35.7 34.6 36.3 1.7 1.25 0.96 1.46 0.20 53 11.2 对比例 G 372 376 379 7 496 493 498 5 38.0 37.7 37.7 0.3 1.14 0.94 1.64 0.23 40 12.1 对比例 H 317 334 320 17 501 516 510 15 36.5 34.6 35.5 1.9 1.12 0.92 1.35 0.16 49 11.6 对比例 实施例2
采用连续铸造方法制造的含有相当于JIS G 4051的S35C钢(以 重量%计C:0.36%、Si:0.20%、Mn:0.75%、P:0.011%、S:0.002%、 Al:0.020%)的板坯,加热到1100℃后热轧,在表4所示的条件下 依次进行卷取、一次退火、冷轧、二次退火,进行压下率为1.5%的 平整,制成板厚2.5mm的钢板1-19。其中钢板19为以前的材料。 然后进行了与实施例1相同的研究。但此处用求得的r值的Δmax取 代了Δr值。
结果示于表4和表5。
本发明的钢板1-7由于碳化物颗粒直径分布在本发明的范围内, 淬火后的HRc在50以上,具有优良的淬透性,原奥氏体晶粒直径也 小,韧性也好。此外r值的Δmax也低于0.2,面内各向异性非常小, 能进行高尺寸精度的加工。此时屈服强度、抗拉强度的Δmax在10MPa 以下,总延伸率的Δmax在1.5%以下,面内各向异性也都非常小。
另一方面对比钢板8-19中,r值和拉伸特性值的Δmax大,面 内各向异性大。此外还有原奥氏体晶粒直径粗大(钢板8、10、17、 18)、HRc低于50的(钢板9、11、15、16、19)等的问题。
表4 钢板 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 一次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 1 580 640×40 70 680×40 640-680 56 85 发明例 2 530 640×20 60 680×40 640-680 52 87 发明例 3 595 640×40 60 680×20 640-680 64 81 发明例 4 580 660×40 60 660×40 628-674 61 83 发明例 5 580 680×20 60 640×40 620-658 63 82 发明例 6 580 640×40 50 660×40 640-680 56 85 发明例 7 580 640×40 70 640×40 640-680 54 86 发明例 8 510 640×20 60 680×40 640-680 30 92 对比例 9 610 640×20 60 680×20 640-680 68 61 对比例 10 580 620×40 60 680×40 - 32 90 对比例 11 580 720×40 60 680×40 - 68 65 对比例 12 580 640×15 70 680×40 640-680 54 86 对比例 13 580 640×40 30 680×40 640-680 58 84 对比例 14 580 660×20 60 620×40 628-674 60 84 对比例 15 580 640×20 60 700×40 640-680 66 73 对比例 16 580 640×40 60 690×40 640-680 67 70 对比例 17 580 690×40 60 615×40 620-650 33 88 对比例 18 520 640×20 60 640×20 640-680 45 88 对比例 19 620 - 50 690×40 - 51 67 对比例
表5 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 1 398 394 402 8 506 508 513 5 36.2 37.4 37.0 1.2 1.07 0.99 1.00 0.08 54 11.1 发明例 2 410 407 412 5 513 512 516 4 36.8 38.0 36.8 1.2 1.02 1.01 1.11 0.10 56 10.9 发明例 3 350 348 351 3 470 474 472 2 36.3 36.8 36.2 0.6 1.01 1.01 1.09 0.08 51 11.6 发明例 4 395 398 404 9 507 506 509 3 36.6 37.5 37.3 0.9 1.09 0.99 1.01 0.10 52 11.5 发明例 5 392 397 400 8 502 503 501 2 37.9 38.2 38.0 0.3 0.95 1.13 1.00 0.18 51 11.5 发明例 6 401 398 407 9 509 509 512 3 37.5 37.9 38.5 1.0 0.94 1.07 1.02 0.13 53 11.3 发明例 7 404 401 410 9 510 509 512 3 35.3 36.7 36.6 1.4 1.03 1.18 1.01 0.17 55 11.0 发明例 8 374 367 374 7 507 505 508 3 29.9 28.4 31.3 2.9 1.17 1.01 1.43 0.42 58 8.3 对比例 9 371 386 380 15 482 491 485 9 27.1 25.0 26.7 2.1 1.14 0.93 1.31 0.38 40 12.0 对比例 10 395 396 399 4 512 512 515 3 27.0 25.4 28.2 2.8 1.27 0.98 1.28 0.30 58 8.9 对比例 11 372 384 380 12 484 489 485 5 37.7 36.9 37.3 0.8 1.24 1.00 1.34 0.34 42 12.0 对比例 12 390 384 377 13 490 500 498 10 29.0 24.9 29.4 4.5 1.19 0.94 1.29 0.35 56 10.9 对比例 13 372 383 390 18 480 486 493 13 35.5 33.7 36.5 2.8 1.02 0.96 1.48 0.52 53 11.3 对比例 14 404 401 410 9 510 508 513 5 35.1 37.0 36.7 1.9 1.01 1.28 0.94 0.34 52 11.4 对比例 15 385 386 376 10 503 501 506 5 37.5 36.6 36.4 1.1 1.28 1.00 1.31 0.31 45 11.8 对比例 16 388 389 378 11 504 501 507 6 37.3 36.5 36.0 1.3 1.18 0.98 1.36 0.38 43 11.9 对比例 17 410 406 417 11 513 510 515 5 35.3 36.7 36.5 1.4 1.02 1.26 0.92 0.34 56 9.9 对比例 18 412 406 415 9 514 511 519 8 35.1 36.5 36.3 1.4 0.97 1.22 0.88 0.34 57 9.4 对比例 19 322 335 322 13 510 519 514 9 36.1 34.1 35.9 2.0 1.12 0.93 1.36 0.43 43 12.0 对比例 实施例3
采用连续铸造方法制造的含有相当于JIS G 4802的S65C-CSP 钢(重量%为C:0.65%、Si:0.19%、Mn:0.73%、P:0.011%、S: 0.002%、Al:0.020%)的板坯,加热到1100℃后热轧,在表6所示 的条件下依次进行卷取、一次退火、冷轧、二次退火,进行压下率 为1.5%的平整,制成板厚2.5mm的钢板20-38。其中钢板38为以前 的材料。然后进行了与实施例2相同的研究。
结果示于表6和表7。
本发明的钢板20-26由于碳化物颗粒直径分布在本发明的范围 内,淬火后的HRc在50以上,具有优良的淬透性,原奥氏体晶粒直 径也小,韧性也好。此外r值的Δmax也低于0.2,面内各向异性非 常小,能进行高尺寸精度的加工。此时屈服强度、抗拉强度的Δmax 在15MPa以下,总延伸率的Δmax在1.5%以下,面内各向异性也都 非常小。
另一方面对比钢板27-38中,r值和拉伸特性值的Δmax大,面 内各向异性大。此外还有原奥氏体晶粒直径粗大的(钢板27、29、36)、 HRc低于50的(钢板28、38)等的问题。
表6 钢板 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 二次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 20 560 640×40 70 680×40 640-680 86 86 发明例 21 530 640×20 60 680×40 640-680 82 88 发明例 22 595 640×40 60 680×20 640-680 94 82 发明例 23 560 660×40 60 660×40 628-674 90 83 发明例 24 560 680×20 60 640×40 620-658 92 83 发明例 25 560 640×40 50 660×40 640-680 87 85 发明例 26 560 640×40 70 640×40 640-680 83 86 发明例 27 510 640×20 60 680×40 640-680 44 93 对比例 28 610 640×20 60 680×20 640-680 101 62 对比例 29 560 620×40 60 680×40 - 47 91 对比例 30 560 720×40 60 680×40 - 100 64 对比例 31 560 640×15 70 680×40 640-680 83 87 对比例 32 560 640×40 30 680×40 640-680 88 85 对比例 33 560 660×20 60 620×40 630-674 89 84 对比例 34 560 640×20 60 700×40 640-680 98 72 对比例 35 560 640×40 60 690×40 640-680 99 70 对比例 36 560 690×40 60 615×40 620-650 49 89 对比例 37 600 690×40 50 650×40 620-650 96 77 对比例 38 620 - 50 690×40 - 100 65 对比例
表7 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 20 412 406 413 7 515 518 523 8 34.2 35.7 35.2 1.5 1.04 0.96 0.97 0.08 63 11.2 发明例 21 422 419 427 8 524 521 526 5 35.1 36.0 34.6 1.4 0.98 1.00 1.06 0.08 64 11.0 发明例 22 365 360 363 5 480 483 480 3 34.5 35.0 34.1 0.9 0.97 0.98 1.07 0.10 60 11.7 发明例 23 409 409 416 7 518 514 519 5 34.7 35.7 34.2 1.5 1.02 0.97 0.93 0.09 61 11.6 发明例 24 405 410 415 10 511 512 512 1 35.8 36.1 36.2 0.4 0.89 1.11 0.94 0.19 60 11.6 发明例 25 416 412 423 11 519 517 523 6 35.4 36.0 36.7 1.3 0.92 1.03 0.95 0.14 62 11.4 发明例 26 417 414 424 10 521 515 524 9 33.4 34.9 34.7 1.5 1.00 1.15 0.98 0.17 63 11.1 发明例 27 385 380 388 8 518 515 518 3 28.2 24.8 28.2 3.4 1.22 0.96 1.28 0.32 66 8.4 对比例 28 385 400 395 15 489 500 493 11 25.7 23.2 25.2 2.5 1.15 0.89 1.22 0.33 48 12.2 对比例 29 406 410 413 7 519 523 526 7 25.5 24.0 26.7 2.7 1.21 0.97 1.36 0.39 66 9.0 对比例 30 384 397 394 13 492 500 496 8 35.8 34.6 35.6 1.2 1.20 0.90 1.18 0.30 50 12.1 对比例 31 405 398 389 16 500 510 511 11 27.1 22.4 27.4 5.0 0.94 1.25 0.97 0.31 64 11.1 对比例 32 386 396 406 20 486 497 503 17 33.7 31.9 34.8 2.9 0.81 1.17 0.94 0.36 62 11.4 对比例 33 416 412 425 13 521 516 523 7 33.2 35.1 34.8 1.9 1.04 1.32 1.01 0.31 61 11.5 对比例 34 402 391 388 14 512 510 515 5 35.7 34.8 34.3 1.4 1.22 0.97 1.34 0.37 53 11.9 对比例 35 405 395 394 11 514 511 517 6 35.5 34.8 34.1 1.4 1.17 0.88 1.18 0.30 51 12.0 对比例 36 420 417 431 14 523 519 525 6 33.3 34.8 34.5 1.5 1.00 1.26 0.93 0.33 65 10.0 对比例 37 375 363 370 12 482 490 485 8 34.3 35.2 34.0 1.2 1.21 0.93 1.24 0.31 56 11.8 对比例 38 336 350 331 19 517 528 526 11 34.5 32.4 33.8 2.1 1.10 0.83 1.29 0.44 46 12.4 对比例 实施例4
采用连续铸造方法制造的含有相当于JIS G 4051的S35C钢(以 重量%计C:0.36%、Si:0.20%、Mn:0.75%、P:0.011%、S:0.002%、 Al:0.020%)的板坯,加热到1100℃后热轧,在表8及表9所示的 条件下依次进行卷取、一次退火、冷轧、二次退火,进行压下率为1.5% 的平整,制成板厚2.5mm的钢板39-64。本实施例中的一部分钢板, 在表8及表9的条件下进行了粗轧坯加热。其中钢板64为以前的材 料。然后进行了与实施例2相同的研究,以及进行了上述板厚方向的 (222)积分反射强度的Δmax的测定。
结果示于表8、表9、表10、表11和表12。
本发明的钢板39-52由于碳化物颗粒直径分布在本发明的范围 内,淬火后的HRc在50以上,具有优良的淬透性,原奥氏体晶粒直 径也小,韧性也好。此外r值的Δmax也低于0.2,面内各向异性非 常小,能进行高尺寸精度的加工。此时屈服强度、抗拉强度的Δmax 在10MPa以下,总延伸率的Δmax在1.5%以下,面内各向异性极小。 特别是粗轧坯进行加热的钢板39-45,板厚方向的(222)积分反射强 度的Δmax小,板厚方向的组织均匀性也好。
另一方面对比钢板53-64中,r值和拉伸特性值的Δmax大,面 内各向异性大。此外还有原奥氏体晶粒直径粗大(钢板53、55、62、 63)、HRc低于50(钢板54、56、60、61、64)等的问题。
表8 钢板 粗轧坏 加热 (℃×秒) 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 二次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 39 1050×15 580 640×40 70 680×40 632-680 55 86 发明例 40 1100×3 530 640×20 60 680×40 632-680 52 87 发明例 41 950×3 595 640×40 60 680×20 632-680 64 81 发明例 42 1050×15 580 660×40 60 660×40 620-680 60 84 发明例 43 1050×15 580 680×20 60 640×40 620-666 62 82 发明例 44 1050×15 580 640×40 50 660×40 632-680 56 85 发明例 45 1050×15 580 640×40 70 640×40 632-680 54 86 发明例 46 - 580 640×40 70 680×40 632-680 56 85 发明例 47 - 530 640×20 60 680×40 632-680 53 86 发明例 48 - 595 640×40 60 680×20 632-680 64 81 发明例 49 - 580 660×40 60 660×40 620-680 61 83 发明例 50 - 580 680×20 60 640×40 620-666 63 82 发明例 51 - 580 640×40 50 660×40 632-680 56 85 发明例
表9 钢板 粗轧坏 加热 (℃×秒) 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 二次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 52 - 580 640×40 70 640×40 632-680 55 85 发明例 53 1050×15 510 640×20 60 680×40 632-680 30 92 对比例 54 1100×3 610 640×20 60 680×20 632-680 67 61 对比例 55 950×3 580 620×40 60 680×40 - 32 89 对比例 56 1050×15 580 720×40 60 680×40 - 68 65 对比例 57 1050×15 580 640×15 70 680×40 632-680 55 86 对比例 58 1050×15 580 640×40 30 680×40 632-680 58 84 对比例 59 1050×15 580 660×20 60 610×40 620-680 60 84 对比例 60 1050×15 580 640×20 60 700×40 632-680 66 74 对比例 61 1050×15 580 640×40 60 690×40 632-680 66 70 对比例 62 1050×15 580 690×40 60 615×40 620-658 33 88 对比例 63 1050×15 520 640×20 60 640×20 632-680 45 88 对比例 64 1050×15 620 - 50 690×40 - 33 87 对比例
表10 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S c Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 39 398 394 398 4 506 508 512 6 36.5 37.4 37.0 0.9 1.07 0.99 1.02 0.08 55 11.0 发明例 40 410 407 410 3 514 512 516 4 36.8 37.7 36.8 0.9 1.04 1.01 1.11 0.10 56 10.9 发明例 41 351 348 350 3 470 474 473 4 36.4 36.8 36.2 0.6 1.03 1.01 1.09 0.08 51 11.6 发明例 42 395 398 400 5 508 506 509 3 36.8 37.5 37.3 0.7 1.09 0.99 1.02 0.10 53 11.4 发明例 43 395 397 400 5 501 503 501 2 37.9 38.2 38.1 0.3 0.95 1.09 1.00 0.14 52 11.4 发明例 44 401 399 404 5 509 510 512 3 37.7 37.9 38.5 0.8 0.94 1.07 1.04 0.13 53 11.3 发明例 45 404 401 405 4 511 509 512 3 35.7 36.7 36.6 1.0 1.03 1.15 1.01 0.14 55 11.0 发明例 46 397 394 402 8 506 508 513 7 36.2 37.4 37.1 1.2 1.14 0.99 1.00 0.15 54 11.1 发明例 47 409 407 412 5 514 512 516 4 36.8 38.0 36.9 1.2 1.02 1.01 1.14 0.16 55 11.0 发明例 48 351 348 351 3 470 474 469 5 36.4 36.8 36.2 0.6 1.01 0.98 1.13 0.15 51 11.6 发明例 49 395 397 404 9 507 505 509 4 36.6 37.5 37.2 0.9 1.13 0.96 1.01 0.17 52 11.5 发明例 50 392 396 400 8 502 505 501 4 37.2 38.2 38.0 1.0 0.95 1.14 1.00 0.19 51 11.5 发明例 51 403 398 407 9 509 505 512 3 37.5 37.7 38.5 1.0 0.94 1.12 1.02 0.18 53 11.3 发明例
表11 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 52 405 401 410 9 510 507 512 5 35.3 36.7 36.4 1.4 1.03 1.19 1.00 0.19 54 11.1 发明例 53 372 364 374 10 507 503 508 5 29.8 26.4 31.3 2.9 1.26 1.02 1.37 0.35 58 8.3 对比例 54 371 386 379 15 482 491 484 9 27.1 25.0 26.3 2.1 1.27 0.98 1.27 0.29 41 12.0 对比例 55 392 396 399 7 512 509 515 6 27.2 25.4 28.2 2.8 1.33 1.04 1.36 0.32 58 9.0 对比例 56 372 385 380 13 484 469 486 5 37.7 36.6 37.3 1.1 1.23 0.95 1.25 0.30 42 12.0 对比例 57 390 384 378 12 490 500 497 10 28.8 24.9 29.4 4.5 1.16 0.89 1.20 0.31 55 10.9 对比例 58 372 385 390 18 480 487 493 13 35.4 33.7 36.5 2.8 0.88 1.19 0.91 0.31 53 11.3 对比例 59 405 401 410 9 510 506 513 7 35.1 37.0 36.6 1.9 1.01 1.27 0.94 0.33 52 11.4 对比例 60 383 386 376 10 504 501 506 5 37.5 36.9 36.4 1.1 1.18 0.94 1.29 0.35 45 11.7 对比例 61 387 389 378 11 503 501 507 6 37.3 36.6 36.0 1.3 1.16 1.00 1.45 0.45 44 11.9 对比例 62 410 404 417 13 513 507 515 8 35.3 36.7 36.1 1.4 0.87 1.17 0.88 0.29 56 9.9 对比例 63 411 406 415 9 515 511 515 8 35.1 36.5 36.0 1.4 1.02 1.32 1.00 0.32 57 9.4 对比例 64 323 335 322 13 510 519 513 9 36.1 34.1 35.5 2.0 1.10 0.93 1.35 0.40 43 12.0 对比例
表12 钢板 (222)积分反射强度 备注 表面 板厚的1/4 板厚的1/2 Δmax 39 2.80 2.79 2.90 0.11 发明例 40 2.85 2.92 3.00 0.15 发明例 41 2.87 2.93 3.00 0.13 发明例 42 2.72 2.80 2.84 0.12 发明例 43 2.54 2.60 2.66 0.12 发明例 44 2.85 2.93 2.99 0.14 发明例 45 2.88 3.01 2.95 0.13 发明例 46 2.75 2.90 3.03 0.28 发明例 47 2.77 3.06 2.98 0.29 发明例 48 2.79 2.74 3.02 0.28 发明例 49 2.65 2.77 2.90 0.25 发明例 50 2.48 2.58 2.75 0.27 发明例 51 2.80 3.02 2.97 0.22 发明例 52 2.83 2.80 3.04 0.24 发明例 53 2.81 2.88 2.96 0.15 对比例 54 2.84 2.87 2.98 0.14 对比例 55 2.90 3.04 2.99 0.14 对比例 56 2.20 2.28 2.32 0.12 对比例 57 2.82 2.93 2.91 0.11 对比例 58 2.83 2.90 2.98 0.15 对比例 59 2.73 2.79 2.86 0.13 对比例 60 2.85 2.92 3.00 0.15 对比例 61 2.82 2.96 2.93 0.14 对比例 62 2.38 2.42 2.53 0.15 对比例 63 2.83 2.88 2.96 0.13 对比例 64 2.33 2.39 2.48 0.15 对比例 实施例5
采用连续铸造方法制造的含有相当于JIS G 4802的S65C-CSP钢 (以重量%计C:0.65%、Si:0.19%、Mn:0.73%、P:0.011%、S: 0.002%、Al:0.020%)的板坯,加热到1100℃后热轧,在表13和表 14所示的条件下依次进行卷取、一次退火、冷轧、二次退火,进行 压下率为1.5%的平整,制成板厚2.5mm的钢板65-90。在本实施例 的一部分钢板进行了表13和表14所示条件的粗轧坯加热。其中钢板 90为以前的材料。然后进行了与实施例4相同的研究。
结果示于表13、表14、表15、表16和表17。
本发明的钢板65-78由于碳化物颗粒直径分布在本发明的范围 内,淬火后的HRc在50以上,具有优良的淬透性,原奥氏体晶粒直 径也小,韧性也好。此外r值的Δmax也低于0.2,面内各向异性非 常小,能进行高尺寸精度的加工。此时屈服强度、抗拉强度的Δmax 在15MPa以下,总延伸率的Δmax在1.5%以下,面内各向异性也都 非常小。特别是粗轧坯进行加热的钢板65-71,板厚方向的(222)积 分反射强度的Δmax小,板厚方向的组织均匀性也好。
另一方面所用的对比钢板79-90,r值和拉伸特性值的Δmax大, 面内各向异性大。此外还有原奥氏体晶粒直径粗大(钢板79、81、88)、 HRc低于50(钢板80)等的问题。
表13 钢板 粗轧坏 加热 (℃×秒) 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 二次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 65 1050×15 560 640×40 70 680×40 632-680 85 87 发明例 66 1100×3 530 640×20 60 680×40 632-680 82 88 发明例 67 950×3 595 640×40 60 680×20 632-680 94 82 发明例 68 1050×15 560 660×40 60 660×40 620-680 89 84 发明例 69 1050×15 560 680×20 60 640×40 620-666 91 83 发明例 70 1050×15 560 640×40 50 660×40 632-680 87 85 发明例 71 1050×15 560 640×40 70 640×40 632-680 83 86 发明例 72 - 560 640×40 70 680×40 632-680 86 86 发明例 73 - 530 640×20 60 680×40 632-680 83 87 发明例 74 - 595 640×40 60 680×20 632-680 94 82 发明例 75 - 560 660×40 60 660×40 620-680 90 83 发明例 76 - 560 680×20 60 640×40 620-666 92 83 发明例 77 - 560 640×40 50 660×40 632-680 87 85 发明例
表14 钢板 粗轧坏 加热 (℃×秒) 卷取温度 (℃) 一次退火 (℃×小时) 冷轧 压下率 (%) 二次退火 (℃×小时) 由(1)式得到的 二次退火温度 范围(℃) 颗粒直径1.5μm 以上的碳化物 个数 颗粒直径0.6μm 以下的碳化物 比例(%) 备注 78 - 560 640×40 70 640×40 632-680 84 85 发明例 79 1050×15 510 640×20 60 680×40 632-680 44 93 对比例 80 1100×3 610 640×20 60 680×20 632-680 100 62 对比例 81 950×3 560 620×40 60 680×40 - 47 90 对比例 82 1050×15 560 720×40 60 680×40 - 100 64 对比例 83 1050×15 560 640×15 70 680×40 632-680 84 87 对比例 84 1050×15 560 640×40 30 680×40 632-680 88 85 对比例 85 1050×15 560 660×20 60 610×40 620-680 89 84 对比例 86 1050×15 560 640×20 60 700×40 632-680 98 73 对比例 87 1050×15 560 640×40 60 690×40 632-680 98 70 对比例 88 1050×15 560 690×40 60 615×40 620-680 49 89 对比例 89 1050×15 600 690×20 50 650×40 632-680 96 77 对比例 90 1050×15 610 - 50 690×40 - 99 71 对比例
表15 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 65 412 406 412 6 515 518 521 6 34.7 35.7 35.2 1.0 1.04 0.96 0.98 0.08 64 11.1 发明例 66 422 419 424 5 523 521 526 5 35.1 36.0 35.1 0.9 0.98 1.02 1.06 0.08 64 11.0 发明例 67 364 360 363 4 480 483 481 3 34.5 35.0 34.3 0.7 0.97 0.99 1.07 0.10 60 11.7 发明例 68 409 409 415 6 517 514 519 5 34.7 35.7 34.7 1.0 1.02 0.96 0.93 0.09 62 11.5 发明例 69 405 410 412 7 511 511 512 1 35.8 36.0 36.2 0.4 0.92 1.06 0.94 0.14 61 11.5 发明例 70 416 412 421 9 520 517 523 6 35.9 36.0 36.7 0.8 0.89 1.03 0.96 0.14 62 11.4 发明例 71 417 414 421 7 521 515 521 6 33.9 34.9 34.7 1.0 1.00 1.12 0.98 0.14 63 11.1 发明例 72 411 406 413 7 515 519 523 8 34.2 35.7 35.3 1.5 1.08 0.93 0.97 0.15 63 11.2 发明例 73 423 419 427 8 523 521 526 5 35.3 36.0 34.6 1.4 0.94 1.00 1.10 0.16 63 11.1 发明例 74 365 360 362 5 479 483 480 4 34.6 35.0 34.1 0.9 0.95 0.98 1.12 0.17 60 11.7 发明例 75 410 409 416 7 517 514 519 5 34.6 35.7 34.2 1.5 1.07 0.97 0.91 0.16 61 11.6 发明例 76 405 408 415 10 511 512 514 3 35.4 36.1 36.6 1.2 0.92 1.11 0.95 0.19 60 11.6 发明例 77 417 412 423 11 518 517 523 6 35.4 36.1 36.7 1.3 0.89 1.07 0.95 0.18 62 11.4 发明例
表16 钢板 淬火前拉伸特性值 淬火后 硬度 (HRc) 原奥氏体 晶粒直径 (晶粒度No.) 备注 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 总延伸率(%) r值 L S C Δ max L S C Δmax L S C Δmax L S C Δmax 78 418 414 424 10 520 515 524 9 33.4 34.9 34.5 1.5 1.00 1.17 0.98 0.19 62 11.2 发明例 79 385 380 390 10 518 515 520 5 28.0 24.8 28.2 3.4 1.18 0.92 1.25 0.33 66 8.4 对比例 80 385 400 394 15 489 500 494 11 25.7 23.2 25.0 2.5 1.12 0.88 1.22 0.34 49 12.2 对比例 81 406 410 415 9 519 522 526 7 25.3 24.0 26.7 2.7 1.18 1.01 1.42 0.41 66 9.1 对比例 82 384 397 392 13 492 500 497 8 35.8 34.3 35.6 1.5 1.18 0.93 1.32 0.39 50 12.1 对比例 83 405 397 389 16 500 509 511 11 27.0 22.4 27.4 5.0 1.24 0.90 1.27 0.37 63 11.1 对比例 84 386 398 406 20 486 496 503 17 33.4 31.9 34.8 2.9 0.81 1.16 0.93 0.35 62 11.4 对比例 85 418 412 425 13 521 516 524 8 33.2 35.1 34.5 1.9 1.02 1.23 0.86 0.37 61 11.5 对比例 86 402 393 388 14 512 509 515 6 35.7 34.9 34.3 1.4 1.24 0.95 1.25 0.30 53 11.8 对比例 87 406 395 394 12 514 510 517 7 35.5 34.7 34.1 1.4 1.11 0.86 1.19 0.33 52 12.0 对比例 88 421 417 431 14 523 518 525 7 33.3 34.8 34.3 1.5 1.00 1.26 0.92 0.34 65 10.0 对比例 89 375 363 369 12 482 490 486 8 34.3 35.4 34.0 1.4 1.17 0.99 1.40 0.41 56 11.8 对比例 90 338 350 331 19 517 528 524 11 34.5 32.4 33.6 2.1 1.13 0.83 1.29 0.42 54 11.9 对比例
表17 钢板 (222)积分反射强度 备注 表面 板厚的1/4 板厚的1/2 Δmax 65 2.87 2.82 2.97 0.15 发明例 66 2.83 2.86 2.94 0.11 发明例 67 2.85 2.90 2.97 0.12 发明例 68 2.75 2.81 2.86 0.11 发明例 69 2.58 2.64 2.71 0.13 发明例 70 2.84 2.91 2.96 0.12 发明例 71 2.85 2.99 2.95 0.14 发明例 72 2.73 2.85 3.02 0.29 发明例 73 2.76 3.03 2.97 0.27 发明例 74 2.78 2.92 3.04 0.26 发明例 75 2.69 2.82 2.96 0.27 发明例 76 2.50 2.64 2.75 0.25 发明例 77 2.81 3.03 2.99 0.22 发明例 78 2.79 2.87 3.03 0.24 发明例 79 2.83 2.87 2.96 0.13 对比例 80 2.84 2.88 2.99 0.15 对比例 81 2.92 3.03 2.95 0.11 对比例 82 2.22 2.26 2.34 0.12 对比例 83 2.85 2.97 2.92 0.12 对比例 84 2.88 2.94 3.02 0.14 对比例 85 2.73 2.75 2.87 0.14 对比例 86 2.84 2.87 2.99 0.15 对比例 87 2.86 3.01 2.92 0.15 对比例 88 2.40 2.42 2.54 0.14 对比例 89 2.89 2.98 3.04 0.15 对比例 90 2.37 2.40 2.50 0.13 对比例