一种耐高温变形75Cr1锯片钢及其生产工艺的制作方法

　　本发明涉及一种锯片钢的生产工艺，尤其涉及一种耐高温变形75cr1锯片钢及其生产工艺。

　　背景技术：

　　锯片用钢广泛用于矿山、冶金、建材等行业，因工作时承受很大的径向和轴向应力，需要锯片具有高的弹性极限、刚度、疲劳强度、硬度和回火稳定性，因此对钢质纯净度、成分偏析控制、金相组织和耐高温变形性能要求较高。

　　传统高碳锯片钢例如45#、30crmo、65mn、50mn2v等钢种因成分设计和工艺控制水平等因素，存在淬透性不够、红硬性不足，回火稳定性能不佳，使用寿命偏短等问题，仅能在150-300℃较低工作温度下使用，不适于制作厚规格、大直径的高端锯片钢。

　　申请号为201510673626的中国专利申请公开了《一种锯片钢的生产冶炼方法》，该方法采用中碳、高锰设计，不含cr等提高淬透性、红硬性的元素，产品仅适用制作中端锯片，且钢水冶炼中采用双精炼模式，生产成本较高；申请号为201510472946.2的中国专利申请《一种锯片用50mn2v钢板及其生产方法》，主要介绍轧制生产工艺，连铸坯从轧机拉出后需进行开坯，轧制到130～150mm，开坯后在24小时完成二次切割并重新低温装炉，装炉温度50～150℃，工序较繁琐；而且由于高碳钢对温度很敏感，连铸坯在开坯和冷却过程中容易出现裂纹和脆断等问题，低温装炉重新加热后表面脱碳控制难度较大。

　　论文《薄板坯连铸连轧中高碳生产技术》(《钢铁》，2012年.4期)中主要是针对在连铸连轧工艺中对成分偏析控制、非金属夹杂物控制、脱碳控制以及珠光体片间距的研究；众所周知csp产线具有钢水凝固速率高，铸坯在炉温度低、时间短，道次压下量大等特点，在中高碳钢的成分偏析、表面脱碳和组织性能控制方面具有天然优势。因csp和常规产线工艺装备不同，品质控制思路、关键工艺参数差异大，csp有关指导性思想可以作为参考，但具体控制方法不能直接应用于常规产线。

　　技术实现要素：

　　本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温变形锯片钢75cr及其生产工艺，通过精确控制碳和合金元素含量，改进连铸、加热、轧制、冷却和入库缓冷工艺，使得成品具有较高的硬度、强度和耐高温变形性能，制成的高端锯片能够在300-500℃温度区间稳定运行并具有较长的使用寿命。

　　解决上述技术问题的技术方案为：

　　一种耐高温变形75cr1锯片钢，所述锯片钢的化学成分重量百分比为：c:0.72～0.80％、si:0.20～0.45％、mn:0.60～0.80％、p≤0.020％、s≤0.010％、cr:0.30～0.50％、t[o]≤0.0035％、n≤0.0045％，其它为fe和不可避免的残余元素。

　　一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，包括铁水预处理、转炉炼钢、lf精炼、板坯连铸、热装热送、板坯加热、控制轧制、控制冷却和入库缓冷工序，所述转炉炼钢工序，采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢p≤0.020wt％；所述lf精炼工序，采用深脱硫模式处理，保证出站s≤0.010wt%，对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物粗系和细系均≤1.0级，通过喂线过程降低底吹流量、喂线后现场确认底吹流量效果，保证结束时ca/s≥1.5。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，所述板坯连铸工序，中包过热度控制在12-25℃，拉速控制在0.9-1.2m/min，保证c类中心偏析≤1.0级；连铸调水策略为：一冷采用强冷方式、二冷采用弱冷方式，减少边部水，缓解连铸坯边裂；所述热装热送工序，入加热炉温度不低于450℃。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，所述板坯加热工序，空燃比0.8-1.0,保持中性或还原性气氛，防止板坯在加热过程中脱碳,板坯预热时间≥60min，加热一段末温度890-1060℃，加热二段末温度1200-1250℃，均热温度1250±20℃，均热时间≥35min，总加热时间160-240min。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，所述控制轧制工序，粗轧除鳞hsb投1组+r2机架除鳞投第1道次和第3道次+精轧除鳞fsb投1组；粗轧采用3＋5道次，中间辊道投用保温罩；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，终轧温度控制在880±14℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，终轧温度控制在860±14℃。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，所述控制冷却工序，采用层流冷却后段冷却方式；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，卷取温度控制在720±17℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，卷取温度控制在700±17℃。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢的生产工艺，所述入库缓冷工序，钢卷下线5min以内吊入缓冷区进行缓冷，缓冷时间不少于72h。

　　上述的一种耐高温变形75cr1锯片钢，所述锯片钢75cr1的成品厚度2.0-16.0mm，热轧态力学性能：抗拉强度≤1090mpa，布氏硬度hbw≤325。

　　本发明成分设计主要依据：

　　c：对淬透性的影响最大，随着钢中c浓度的升高，钢材的冷却速度显著降低，钢的淬透性增大。c是强化作用非常好且廉价的固溶强化元素，锯片用钢要求材料在满足强度和硬度要求的同时，具有良好的耐磨性能。。因此，75cr1中c按0.72～0.80wt％控制。

　　si：加入适量si对钢水进行脱氧，并和钙、铝一起形成硅酸盐，改善钢质，同时si又是固溶强化元素，能够增加钢材强度和硬度，但是si含量过高会增加钢的脆性，因此，75cr1中si含量控制在0.20～0.45wt％之间比较适宜。

　　mn：有稳定奥氏体组织的作用，mn和fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，mn在钢中由于降低临界转变温度，起到细化珠光体的作用，也间接地提高珠光体钢强度的作用，但锰添加过多，会对产品的成分偏析产生不利影响。因此，75cr1中mn含量按0.60～0.80wt％控制。

　　cr：是强碳化物形成元素，能改变钢的临界点，使钢在淬火后能够得到更多的马氏体组织，提高钢的淬透性。同时cr元素有二次硬化作用，能够增加锯片钢回火稳定性，提高耐高温变形性能。综合考虑75cr1性能和合金成本，实际生产中cr按0.3-0.5wt%控制。

　　本发明连铸采用高碳钢保护渣，减少浇铸过程粘接；对连铸动态轻压下工艺进行优化，提高液固两相区压下量，压下量由原来6mm调整为8mm；本发明因钢种含碳量高、合金成分复杂，铸坯从连铸机拉出后需执行热送热装制度，入加热炉温度不低于450℃；板坯加热过程需严格控制空燃比和升温曲线，控制加热过程脱碳，防止升温过快导致热应力集中开裂；为保证成品表面质量，同时兼顾铸坯和中间坯温降，生产前需对轧线漏水进行综合治理，轧线采用除鳞制度：粗轧除鳞hsb投1组+r2机架除鳞投第1道次和第3道次+精轧除鳞fsb投1组；粗轧采用3＋5道次，中间辊道投用保温罩，终轧温度控制：2.0mm≤成品厚度≤6.0mm，880±14℃；6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，860±14℃。；入库缓冷工序，因钢种脆性大、对温度敏感，钢卷下线后应及时进行缓冷，具体操作要求：钢卷下线5min以内吊入缓冷区进行缓冷，缓冷时间不少于72h。

　　本发明的有益效果：

　　本发明通过冶炼工序对c、mn、si、cr等元素进行精确控制，采用深脱硫、对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物数量、形态和尺寸，提高钢水纯净度，同时对连铸、加热、轧制和冷却工艺进行规范，使成品获得理想的组织和性能。加工成高端锯片后具有较高的弹性强度、硬度、耐磨性和耐高温变形性，能够在300-500℃温度条件下稳定、长寿服役。本发明适用于钢铁冶金行业，具有良好的应用前景。

　　具体实施方式

　　为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容。

　　冶炼成分控制情况见表1。

　　表1耐高温变形75cr1锯片钢成分情况(单位：wt%)

　　轧制工艺参数如表2所示：

　　表2耐高温变形75cr1锯片钢轧制工艺参数

　　采用上述成分和工艺参数轧制的75cr1热轧板卷力学性能参数如表3所示。

　　表3耐高温变形75cr1锯片钢热轧态力学性能参数

　　由上表得知，厚度5.5-8.5mm热轧态75cr1锯片钢屈服强度在623-661mpa之间，抗拉强度在867-948mpa之间，检测的表面的布氏硬度均值在219-279之间，5个实施例所生产的75cr1锯片钢力学性能完全满足标准要求。

　　实施例1-5采用上述加热工艺参数控制各段炉温、出炉温度和在炉时间，严格空燃比，保持中性或还原性气氛，轧出的热轧板卷表面脱碳层深度见表4：

　　表4耐高温变形75cr1锯片钢表面脱碳层深度

　　由表4可以看出，按实施例1-5生产的75cr1锯片钢实际表面脱碳无论是单面还是两面均符合标准要求。

　　表5耐高温变形75cr1锯片钢非金属夹杂物检测