專利名稱：一種低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低碳微合金管線鋼，具體地說是一種低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法。
現(xiàn)代鋼鐵材料研究的主要方向是如何利用現(xiàn)有材料，通過細化組織來提高材料的綜合力學性能。結(jié)合西部開發(fā)，管線鋼在中國新一代鋼鐵材料的研究和開發(fā)中占有很大比重。其中低碳微合金級管線鋼在現(xiàn)階段的年產(chǎn)量和實際應用中占有相當大的分量。控軋控冷工藝是目前所廣泛應用的改善該類材料最終組織和性能的方法，該方法細化了該類材的晶粒，其結(jié)果在國內(nèi)現(xiàn)階段可達幾個微米級。然而，從理論上講，晶粒尺寸越小，材料性能越好、壽命越長，但要用控軋控冷方法是很難進一步改善其組織和性能的，不易做到進一步細化。
本發(fā)明的目的在于提供一種能進一步改善低碳微合金管線鋼最終組織和性能的低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是對經(jīng)過控軋控冷工藝處理后的低碳微合金鋼進行脈沖電流處理，脈沖電流的放電周期為1μs～1,000μs，最大峰值電流密度為103～105A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間為1μs～10,000μs；脈沖電流的較佳參數(shù)為放電周期為50μs～200μs，最大峰值電流密度為6×103～4×104A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間為100μs～2,000μs。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明能進一步改善低碳微合金管線鋼的最終組織和性能。經(jīng)過控軋控冷工藝處理后晶粒尺寸細小的低碳微合金鋼，再經(jīng)過本方法處理后，其晶粒進一步細化，晶粒平均尺寸從原來的5μm細化到0.8μm，從而使該材料的綜合力學性能進一步提高，如實施例1中屈服強度提高32％，抗拉強度提高38％，硬度提高32％，延伸率也略有提高，并且經(jīng)脈沖電流進一步細化后的晶粒的熱穩(wěn)定性好，在400℃長時間保溫情況下不長大。
2.本發(fā)明操作簡單，周期短，效率高，整個處理過程只需幾分鐘，另外，本發(fā)明能耗少、成本低，便于推廣應用。
附

圖1為本發(fā)明脈沖電流處理過程的裝置連接示意圖。
附圖2為本發(fā)明處理試樣所用脈沖電流的波形圖。
附圖3為本發(fā)明脈沖電流處理前試樣的組織形貌。
附圖4為本發(fā)明脈沖電流處理后試樣的組織形貌。
附圖5為本發(fā)明經(jīng)脈沖電流處理的試樣在400℃保溫20小時后的組織形貌。
下面結(jié)合附圖通過實施例詳述本發(fā)明。
實施例1所用樣品材料是經(jīng)過控軋控冷工藝處理后晶粒平均尺寸為5μm的低碳微合金管線鋼，其化學成分為(質(zhì)量分數(shù))C 0.07％，Si 0.25％，Mn 0.9％，Cu 0.2％，Ni 0.2％，Al 0.03％，∑Nb+V+Ti 0.095％，∑S+P+O+N 165ppm；如圖1所示，樣品2兩端與為電容器組4輸出的正負電極1連接，脈沖電流由10-20臺MWF15-36電容器放電產(chǎn)生(本實施例為10臺)，脈沖電流的波形和基本參數(shù)由TDS3012型示波器3測定；如圖2所示，為本實施例處理試樣所用脈沖電流的波形圖，其中脈沖電流的放電周期tp＝130μs，最大峰值電流密度jm＝1.2×104A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間約800μs；圖3顯示了控軋控冷工藝處理后的低碳微合金管線鋼的組織形貌，圖4為上述狀態(tài)樣品材料經(jīng)過脈沖電流處理后的組織形貌，比較圖3和圖4，可以看出脈沖電流處理后材料的晶粒進一步細化，并且作用顯著，細化后的組織熱穩(wěn)定性好；圖5顯示了脈沖電流處理試樣在400℃保溫20小時后的組織形貌，與圖4相比可以看出晶粒沒有長大；本實施例脈沖電流處理低碳微合金管線鋼前后試樣的室溫力學性能見表1。
表1 脈沖電流處理前后低碳微合金鋼的力學性能數(shù)據(jù)
樣品有效部分尺寸5mm×2.5mm×1mm從表1可看出，經(jīng)脈沖電流處理后材料的綜合力學性能進一步提高。
實施例2與實施例1不同之處在于其中脈沖電流的放電周期tp＝50μs，最大峰值電流密度jm＝1.8×104A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間約500μs。本實施例脈沖電流處理低碳微合金管線鋼后試樣的室溫力學性能見表2。
表2 脈沖電流處理后低碳微合金鋼的力學性能數(shù)據(jù)
本實施例其它結(jié)果與實施例1類似。
實施例3與實施例1不同之處在于其中脈沖電流的放電周期tp＝200μs，最大峰值電流密度jm＝9×103A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間約2000μs。本實施例脈沖電流處理低碳微合金管線鋼后試樣的室溫力學性能見表3。
表3脈沖電流處理后低碳微合金鋼的力學性能數(shù)據(jù)
本實施例其它結(jié)果與實施例1類似。
實施例4與實施例1不同之處在于其中脈沖電流的放電周期tp＝400μs，最大峰值電流密度jm＝6×103A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間約5000μs。本實施例脈沖電流處理低碳微合金管線鋼后試樣的室溫力學性能見表4。
表4脈沖電流處理后低碳微合金鋼的力學性能數(shù)據(jù)
本實施例其它結(jié)果與實施例1類似。
權利要求
1.一種低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法，其特征在于對低碳微合金管線鋼進行脈沖電流處理，其脈沖電流的放電周期為1μs～1,000μs，最大峰值電流密度為103～105A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間為1μs～10,000μs。
2.按照權利要求1所述低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法，其特征在于脈沖電流的放電周期為50μs～200μs，最大峰值電流密度為6×103～4×104A/mm2，單個脈沖的持續(xù)時間為100μs～2,000μs。
全文摘要
一種低碳微合金管線鋼晶粒的細化方法,對低碳微合金管線鋼進行脈沖電流處理,脈沖電流的放電周期為1μs～1,000μs,最大峰值電流密度為10
文檔編號C21D10/00GK1375563SQ0110631
公開日2002年10月23日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權日2001年3月16日
發(fā)明者周亦胄, 王寶全, 郭敬東, 單以銀, 楊柯, 何冠虎 申請人:中國科學院金屬研究所