一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113684356A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110807123.6(22)申请日2021.07.16(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人陈银莉赵宜娜余伟黄多艺范文生韦贺孙蓟泉(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C21D8/06(2006.01)C21D11/00(2006.01)B21B37/74(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法(57)摘要本发明的实施例公开一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，属于棒材轧钢的技术领域。所述方法采用控制热轧后的冷却速度，使齿轮钢产品带状组织消失，最终齿轮钢的组织结构为均匀分布的铁素体+珠光体组织或均匀分布的贝氏体+马氏体组织，无带状组织出现。其中的热轧后的冷却速度的选择需要计算不同冷却速度下贫、富溶质区的相变平衡温度、碳扩散距离等，可利用仪器观察其相变后的组织类型，并用GB‑T13299‑1991标准对其带状组织进行评级，最终确定消除带状组织要求达到的贫富溶质区相变温差、碳扩散距离及其对应的最佳冷却速度。本发明通过控制热轧后的冷却速度，最终达到消除齿轮钢带状组织的目的。CN113684356ACN113684356A权利要求书1/1页1.一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，所述方法先通过采用相变模型和扩散模型相结合，利用Matlab软件计算冷却过程中的相变温度、元素扩散与配分；然后通过利用扫描电镜等仪器观察经过不同冷却速度相变后的组织类型，并根据GB‑T13299‑1991标准对其带状组织进行评级；之后确定消除带状组织要求达到的贫富溶质区相变温差范围、碳扩散距离及与其对应的最佳冷却速度，最终通过最佳冷却速度的控制消除热轧后齿轮钢中带状组织，热轧后齿轮钢中的组织为均匀分布的铁素体+珠光体组织或均匀分布的贝氏体+马氏体组织。2.根据权利要求1所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：步骤一：利用EPMA分析齿轮钢轧制后淬火样中合金元素分布及含量；步骤二：以EPMA测试结果为边界条件，利用Matlab计算软件，计算不同冷却速度下贫、富溶质区的相变平衡温度，确定贫富溶质区相变时间差，即碳元素扩散时间；步骤三：以EPMA测试结果和步骤二计算的碳元素扩散时间为边界条件，利用Matlab计算软件，计算不同冷却速度下的碳扩散距离，判断碳扩散距离与元素偏析带宽度的关系，制定合适的冷却速度，使相变后的组织均匀分布，抑制带状组织的产生；步骤四：针对齿轮钢以不同冷却速度冷却后的组织，利用仪器观察其相变后的组织类型，并根据GB‑T13299‑1991标准对其带状组织进行评级；步骤五：最终确定消除带状组织要求达到的贫富溶质区相变温差、碳元素扩散距离及与其对应的最佳冷却速度。3.根据权利要求1‑2任一所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，当碳扩散距离为元素偏析带宽的1.2倍以上时，热轧后齿轮钢的铁素体+珠光体带状组织级别为4级以上。4.根据权利要求1‑2任一所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，当碳扩散距离为元素偏析带宽度的0.3‑1.0倍时，热轧后齿轮钢的铁素体‑珠光体带状组织级别为2‑3级。5.根据权利要求1‑2任一所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，当碳扩散距离为元素偏析带宽度的0.15‑0.22倍时，热轧后齿轮钢的铁素体‑珠光体带状组织级别为0‑0.5级。6.根据权利要求1‑2任一所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，当碳扩散距离为元素偏析带宽度的0.023‑0.148倍时，热轧后齿轮钢出现铁素体+马氏体带状组织。7.根据权利要求1‑2任一所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，当碳扩散距离接近0μm时，热轧后齿轮钢出现均匀马氏体组织。8.根据权利要求2所述的一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，其特征在于，步骤四中的仪器为光学显微镜、扫描电镜。2CN113684356A说明书1/7页一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法技术领域[0001]本发明属于棒材轧钢的技术领域，涉及一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法，是通过结合控制冷却速度、扩散模型与相变模型的处理方法。背景技术[0002]目前，齿轮钢大部分为低碳合金钢，而低碳合金钢热轧后带状组织较严重。带状组织的存在降低了低碳合金钢的塑