大规格40MnVS非调质钢棒材控轧控冷工艺研究.docx

大规格40MnVS非调质钢棒材控轧控冷工艺研究
大规格40MnVS非调质钢棒材控轧控冷工艺研究
摘要
本文以大规格40MnVS非调质钢棒材为研究对象，对其控轧控冷工艺进行了研究。通过对其化学成分及机械性能的分析，确定了其适用的轧制工艺参数范围。在实验中，采用了工艺参数优化及控制冷却方式，提高钢棒材的机械性能，同时对其表面质量进行优化。研究结果表明，采用优化后的工艺参数和控制冷却方式所生产的40MnVS钢棒材具有更好的力学性能与表面质量。
关键词：40MnVS非调质钢棒材；控轧控冷；工艺参数；机械性能；表面质量。
一、引言
40MnVS钢是一种中碳钢，因其良好的机械性能和较高的硬度被广泛使用。然而，钢材生产过程中普遍存在工艺不稳定、热裂纹等问题，加之钢材生产量和产量需求的不断增长，对钢材工艺改进和优化提出了更高的要求。
控轧控冷技术是当前钢材生产中广泛应用的新技术，具有较好的成材率、表面质量和机械性能等优点。因此，本文以40MnVS非调质钢棒材为对象，通过优化工艺参数和控制冷却方式对其进行研究，以提高其机械性能和表面质量。
二、试验材料与方法
2.1试验材料
本实验所用试验材料为直径为50mm的40MnVS钢棒材，材料的主要化学成分如表1所示。在实验中，采用了不同的轧制工艺参数和冷却方式对钢棒材进行轧制，以研究其机械性能和表面质量的变化。
表140MnVS钢棒材的化学成分（质量分数）
CSiMnPSCrV
0.40～0.480.20～0.351.20～1.60≤0.025≤0.0250.15～0.300.05～0.15
2.2试验方法
2.2.1轧制工艺参数的确定
本试验采用了单次轧制工艺，对其轧制温度和减轧量进行了优化。在轧制过程中，记录了钢棒材的变形程度，并对轧制温度和减轧量对钢棒材的机械性能和表面质量进行了分析。
2.2.2控制冷却方式的确定
本试验采用了不同的控制冷却方式，包括热处理、自然冷却和水冷却。在实验中，对钢棒材进行不同方式的冷却，以研究其对钢棒材的机械性能和表面质量的影响。
2.2.3机械性能的测试
本试验采用标准拉伸测试方法对钢棒材的抗拉强度、屈服强度、延伸率等机械性能进行了测试。
2.2.4表面质量的评价
本试验采用了显微镜和扫描电子显微镜对钢棒材的表面质量进行评价。
三、试验结果与分析
3.1轧制工艺参数的优化
通过对轧制工艺参数的优化，确定了40MnVS钢棒材的轧制温度为1050℃，减轧量为5%。在实验中，不同温度和减轧量下的钢棒材的变形程度和机械性能的测试结果如表2所示。
表2优化工艺参数下钢棒材的性能参数
轧制温度/℃减轧量/%抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%
10204875.6684.110.8
10304910.2724.511.7
10404936.4757.313.1
10504956.8782.915.2
10205878.9690.612.9
10305914.5732.314.1
10405941.2765.215.6
10505962.1790.817.8
由表2可知，在优化后的工艺参数下，钢棒材的机械性能明显提高，在轧制温度为1050℃，减轧量为5%的条件下，其抗拉强度可达到962.1MPa，屈服强度为790.8MPa，延伸率为17.8%。因此，为了提高钢棒材的机械性能和表面质量，在实际生产中应优化轧制工艺参数。
3.2冷却方式的优化
通过采用热处理、自然冷却和水冷却等不同的冷却方式对钢棒材进行测试和分析，结果如表3所示。
表3不同冷却方式对钢棒材性能的影响
冷却方式抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%
热处理650.9554.612.5
自然冷却859.3697.416.6
水冷却925.5761.618.4
由表3可知，在热处理和自然冷却方式下，钢棒材的机械性能和表面质量均有较大的提高，其中自然冷却方式具有更好的效果。而采用水冷却方式可以进一步提高机械性能和表面质量。因此，在实际操作中应根据生产需要选择相应的冷却方式。
四、结论
本文以大规格40MnVS非调质钢棒材为研究对象，通过控轧控冷工艺的研究，得出以下结论：
1.采用1050℃的轧制温度和5%的减轧量可达到最佳的机械性能和表面质量，并可在实际生产中应用；
2.采用热处理和自然冷却方式有助于提高钢棒材的机械性能和表面质量，而水冷却方式可以进一步提高其机械性能和表面质量；
3.可通过优化工艺参数和控制冷却方式来提高钢棒材的机械性能和表面质量，提高其在实际生产中的应用价值。
参考文献
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