链轮用45钢热轧钢带的试制

齐 颖，花凌冬，温国栋

（天津荣程联合钢铁集团有限公司，天津300352）

0 引言

45钢作为中碳钢，具有良好的综合机械性能。在“摩托车链轮之乡”——河北省任丘市石门桥镇，广泛以45钢热轧钢带为原料生产链轮。链轮的加工制造过程一般为：钢带开平裁剪→冷冲毛坯→冲孔→精车表面→滚齿→感应淬火+回火→表面处理等，因此原料钢带需要具备良好的冷加工和热处理性能。本文针对链轮用45钢热轧钢带试制过程中的控轧控冷工艺制定进行了总结，同时根据用户反馈和对比分析，进一步优化了工艺，提高了链轮用45钢热轧钢带的产品质量。

1 试制过程

链轮如图1所示。

某轧线主要工艺布置为：推钢式加热炉→可逆式粗轧机组→八机架连轧精轧机组→50m层流冷却→卷取机，以180 mm×500 mm断面尺寸的连铸坯轧制7．80 mm×520 mm规格的钢带。

图1 链轮图

45 钢 Si含量（0．17～0．37%）相对较高[1]，含硅量在0．20%以上的钢，由于加热时在氧化铁皮与基底金属界面产生层状的Fe2SiO4，界面温度在Fe2SiO4的凝固温度1 170℃以下时，铁皮对基底的附着力增强[2]，容易导致钢坯表面一次氧化铁皮除鳞不净，钢带出现表面发红、麻坑缺陷。因此，加热炉高温段炉膛温度控制在（1 280±20）℃，即保证钢坯经高压水（≥18 MPa）除鳞后的开轧表面温度为（1 280±20）℃；同时采取热装（热装温度＞550℃）方式，缩短连铸坯在炉时间，按照不超过100 min进行控制。

考虑加热炉“水印”对钢带尺寸、外形的影响，粗轧降速轧制以保证变形均匀渗透，各道次轧制速度控制分别为 1．4、1．5、1．5、1．5、1．6 m/s。钢坯经粗轧机组5道次往返轧制成目标厚度45 mm的中间坯，其中第一、三、五道次投入高压水（≥18 MPa）除鳞去除次生氧化铁皮。

中间坯通过保温辊道，再次经高压水（≥18 MPa）除鳞后，由精轧机组轧制为厚度7．80 mm的成品钢带。精轧入口温度和终轧温度分别控制（950±20）℃和（850±20）℃，终轧速度 250 m/min。

轧后钢带以层流冷却方式完成组织转变，层流冷却水温度控制在25～35℃，集管开度30%，侧喷开启，以避免钢带表面出现过冷贝氏体甚至马氏体异常组织。同时为缩短钢带热头、热尾长度，减小通条性能差异，层流冷却第1～3组集管为常开组。使用热连轧生产线生产的45带钢，当卷取温度在珠光体转变开始温度以上时，产品组织为接近平衡转变的铁素体和珠光体组织，该钢具有较低的强度和硬度，较好的塑性，使其加工性能优异[3]。45钢Ac1约为724℃，所以卷取温度控制在（750±20）℃。

下线钢带进行堆垛缓冷，充分释放应力。

2 成品检验

钢带实际尺寸、外形控制良好，宽度偏差0～+10 mm、厚度偏差 0～-0．10 mm，同条差≤0．08 mm、三点差≤0．10 mm，塔型≤50 mm，镰刀弯每米不大于4 mm。表面无发红和麻坑缺陷。

钢带力学性能和硬度如表1所示。

表1 钢带力学性能和硬度

钢带基体显微组织为针状铁素体+珠光体，无魏氏组织，表面无脱碳层，分别如图2、图3所示。

图2 钢带基体显微组织

图3 钢带表面显微组织

3 使用反馈和对比分析

用户反馈在精车表面工序，存在“粘刀”问题。针对“粘刀”的原料钢带进行检验，发现其力学性能、硬度和显微组织区别于正常钢带，分别如表2和图4、图5所示。

图4 钢带基体显微组织

图5 钢带表面显微组织

表2 “粘刀”的原料钢带力学性能和硬度

“粘刀”的原料钢带强度较正常钢带低约20MPa，硬度低约20HBW，其基体显微组织为粗大块状铁素体+珠光体，同时表面脱碳，深度约0．06mm。另外发现，表面显微组织中的渗碳体已经明显溶断，如图6所示。

图6 溶断的渗碳体

分析认为，由于轧制规格较厚，轧后层流冷却过程钢带表面的冷速较内部快，在命中目标卷取温度并且成卷后，钢带仍然缓慢冷却发生共析转变，尤其导致中间卷层的基体显微组织晶粒粗大，并且伴随表面脱碳，降低了钢带的强度和硬度，在精车表面时容易发生“粘刀”。

4 优化及结论

由于层流冷却有效长度较短，为保证钢带表面和内部以及通条长度上的冷却效果，在正常卷取的前提下，将目标卷取温度降低至710℃进行控制。卷取温度直接影响钢带的性能和组织，从而决定了钢带在链轮生产时的加工性能。工艺优化后，钢带质量稳定，链轮用45钢热轧钢带试制成功。