纳米粒状碳化物和亚微米晶粒铁素体钢的制造工艺.pdfVIP

中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号

(43)申请公布日2006.03.29

(21)申请号CN200510012940.3

(22)申请日2005.10.22

(71)申请人燕山大学

地址河北省秦皇岛市河北大街438号

(72)发明人荆天辅高聿为乔桂英周继峰王威宋新宇李群王书群

(74)专利代理机构秦皇岛市维信专利事务所

代理人鄂长林

(51)Int.CI

C21D8/00

B21B37/16

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

纳米粒状碳化物和亚微米晶粒铁素

体钢的制造工艺

(57)摘要

本发明涉及钢材生产过程中和钢材

加工过程中的微观组织控制技术，本发明

将马氏体/贝氏体组织温轧技术用于高、中

和低碳钢钢板、钢带、钢线、钢棒和型钢

的生产线上，可使产品直接获得纳米粒状

碳化物和亚微米铁素体晶粒组织，因此将

取消传统的轧后球化退火处理，在显著提

高钢材强度和塑性的同时，大幅度降低钢

材生产的能耗，缩短生产周期，降低生产

成本。这类钢材的微观组织特征在于：纳

米碳化物呈细小粒状，均匀分布在亚微米

铁素体晶粒基体上。根据产品的性能要

求，可通过调整工艺参数将碳化物平均直

径控制在15～100nm范围，铁素体晶粒尺

寸控制在亚微米，几微米，甚至更宽的尺

寸范围。此技术即可用于工具钢、轴承钢

等高碳钢的生产，也可用于低碳和中碳结

构钢和合金钢的生产。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种纳米粒状碳化物和亚微米晶粒铁素体钢的制造方法，该方法适用于高、中、

低碳碳素钢和合金钢的生产，其特征在于：

1)在生产板、带、棒、线和型材的热轧线、控轧控冷生产线、连铸连轧短流程生产

线或铁素体轧制生产线上，在820～980℃粗轧的道次之后，进入精轧之前，在轧

坯二次高压水除鳞的同时，对轧坯进行快冷淬火，使轧坯的奥氏体组织转变为马氏

体组织或贝氏体组织；

2)此后，立即将具有马氏体组织或贝氏体组织的钢坯在线迅速加热到450～725℃

进行精轧；

3)精整之后，对于带材和板卷，在450～710℃卷取；

4)对于板材、棒材、线材和型材，剪成要求的尺寸规格，在450～710℃保温10～

60分钟后空冷。

2.根据权利要求1所述的纳米粒状碳化物和亚微米晶粒铁素体钢的制造方法，其特

征在于：利用马氏体或贝氏体的温加工和随后的退火，可将传统钢材的热轧正火组

织转变为亚微米晶粒铁素体和纳米粒状碳化物组织，以利于零件的加工成形和最终

热处理。

3.根据权利要求1和2所述的纳米粒状碳化物和亚微米晶粒铁素体钢的制造方法，

其特征在于：使用该方法制造的钢材及其所制的成品和半成品，它们的微观组织特

征是：

1)铁素体基体的平均晶粒尺寸最小可达到约100～300纳米；

2)碳化物呈细小粒状，其平均粒径可在15～100纳米范围内调整，并且均匀分布在

亚微米等轴铁素体的晶界和晶粒内部。

说明书

技术领域

本发明涉及钢材生产过程中和钢材加工过程中的微观组织控制技术，主要是铁素体

晶粒尺寸和碳化物形态、尺寸和分布特征的控制。这种技术不仅适用于高碳钢、中

碳钢、低碳钢和合金钢的在线微观组织控制，也适用于钢铁企业及其用户对半成品

钢材和成品钢材及其制品微观组织的控制。

背景技术

对于钢材生产企业和钢材用户，如何经济、快速地球化、细化碳化物，并控制它们

的分布，和如何细化铁素体晶粒，是钢铁材料领域多年来一直十分关注的两个重要

问题。

工具钢、轴承钢等高碳钢的传统球化处理是与轧制生产过程分开进行的，需专用的

球化退火设备，并且球化处理时间很长，一般为十几小时甚至几十小时。用于冷冲

压、冷挤压和冷锻等冷成形加工的中