本发明涉及金属材料形变热处理，尤其是涉及一种50mn钢棒材及其轧制方法。
背景技术：
1、50mn钢合金元素较少、冶炼简单、成本低廉，是一种常用的优质碳素结构钢，主要化学成分(质量百分数)为：c：0.48～0.56％、si：0.17～0.37％、mn：0.7～1.0％、p：≤0.035％、s：≤0.035％、cr：≤0.25％、ni：≤0.3％、cu≤0.25％，其余为基体fe和不可避免的杂质。它具有较高的淬透性，热处理后有较佳的综合力学性能，广泛应用于制作承受高耐磨、高应力的零件，如：转动轴、齿轮轴、心轴、连杠、蜗杆等。
2、某汽车零部件厂在使用50mn钢棒材生产汽车转向轴时，对该材料要求抗拉强度≥750mpa，屈服强度≥450mpa，实际晶粒度6-8级，但50mn钢棒材普通热轧状态下抗拉强度为650～700mpa，屈服强度为390～430mpa，实际晶粒度5～6级，其晶粒较粗、强度偏低，力学性能和实际晶粒度难以满足其设计要求，需正火处理后方可交付，正火处理不仅增加了工序成本、削弱了50mn钢成本低廉的优势，也增加了碳排放，不利于钢铁行业的绿色可持续发展。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供了一种50mn钢棒材及其轧制方法，本发明提供的50mn钢棒材的轧制方法通过轧线沿线水箱控制终轧温度为760-820℃，同时利用轧后水箱快冷至不大于720℃，使得50mn钢棒材热轧后抗拉强度为795～828mpa，屈服强度为474～506mpa，实际晶粒度为7～8级，满足正火态力学性能和实际晶粒度要求，可免正火交付。
2、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种50mn钢棒材的轧制方法，以50mn钢坯为原料，所述轧制方法依次包括如下工序：加热工序、粗轧工序、中轧工序、第一穿水冷却工序、减定径机组精轧工序、第二穿水冷却工序、冷床冷却工序，最终得到成品棒材；
4、其中，在所述减定径机组精轧工序中，终轧温度为760-820℃；
5、在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯的冷却速度不小于50℃/s，所述钢坯冷却至不大于720℃。
6、本发明提供的50mn钢棒材的轧制方法通过轧线沿线水箱控制终轧温度为760-820℃，同时利用轧后水箱快冷至不大于720℃，使得50mn钢棒材热轧后抗拉强度为795～828mpa，屈服强度为474～506mpa，实际晶粒度为7～8级，满足正火态力学性能和实际晶粒度要求，可免正火交付。
7、进一步的，在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯的冷却速度为50-150℃/s。
8、进一步的，在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯冷却至660-720℃。
9、进一步的，在所述加热工序中，所述加热的均热段的温度为1150-1230℃，均热段的保温时间为30～90min；
10、和/或，在所述加热工序中，分为四段加热，依次为预热段、加热一段、加热二段和均热段，所述预热段的温度为600-750℃，所述加热1段的温度为1000-1160℃，所述加热2段的温度为1120-1200℃，所述加热工序中的总加热时间为240～360min；
11、和/或，在所述粗轧工序中，开轧温度为1060-1140℃；
12、和/或，在所述中轧工序中，中轧温度为880-980℃；
13、和/或，按质量百分比计，所述50mn钢坯的成分包括：c：0.48～0.56％、si：0.17～0.37％、mn：0.7～1.0％、p：≤0.035％、s：≤0.035％、cr：≤0.25％、ni：≤0.3％、cu≤0.25％，其余为基体fe和不可避免的杂质。
14、进一步的，在所述第一穿水冷却工序或所述第二穿水冷却工序中，使用水箱进行穿水冷却，所述水箱的水量为200～350l/min，水压为7～9mpa；
15、和/或，在所述第一穿水冷却工序中，所述钢坯的冷却速度为25-70℃/s，所述钢坯的穿水速度为1.2～4m/s；
16、和/或，在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯的穿水速度为2～8m/s。
17、进一步的，所述50mn钢坯在加热后、粗轧前还进行表面处理。
18、进一步的，所述表面处理包括高压水除鳞。
19、进一步的，在所述冷床冷却工序中，上冷床温度为660-720℃；
20、和/或，在所述冷床冷却工序中，使用保温罩保温冷却，然后出所述保温罩进行冷床空冷，在所述保温罩中保温冷却的速度为1-2℃/s，出保温罩温度为500-600℃；
21、和/或，在所述冷床冷却工序之后，所述轧制方法还包括剪切、收集和打捆。
22、第二方面，本发明提供了一种50mn钢棒材，所述50mn钢棒材通过第一方面所述的轧制方法获得。
23、进一步的，所述50mn钢棒材的规格为20～60mm，抗拉强度为795～828mpa，屈服强度为474～506mpa，断后延伸率19％～21％，断面收缩率45％～49％，实际晶粒度为7～8级，显微组织为f+p，其中铁素体体积比26.5％～30.2％。
24、本发明运用细晶强化及第二相强化机理，结合50mn钢特性，设计控制其组织及性能的轧制工艺，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括以下一项：
25、(1)本发明提供的50mn钢棒材的轧制方法通过轧线沿线水箱控制终轧温度为760-820℃，同时利用轧后水箱快冷至660-720℃，使得50mn钢棒材热轧后抗拉强度为795～828mpa，屈服强度为474～506mpa，断后延伸率19％～21％，断面收缩率45％～49％，实际晶粒度为7～8级，显微组织为f+p，其中铁素体体积比26.5％～30.2％，满足正火态力学性能和实际晶粒度组织性能要求，可免正火交付。
26、(2)本发明中的50mn钢轧制工艺通过轧线沿线水箱控制终轧温度790±30℃，使得材料在略高于ar3相变点温度下进行变形，积累大量的位错从而促进相变形核，同时利用轧后水箱快冷至690±30℃，让这些形核点更多的形成珠光体组织，达到细晶强化及第二相强化的效果。
27、(3)本发明轧线沿线布有水箱，通过控制水箱水压、水量控制终轧温度及终轧穿水快冷后温度，该技术可精确控制各关键点温度情况，以得到所需的圆棒，具有可控制程度高的特点。
1.一种50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，以50mn钢坯为原料，所述轧制方法依次包括如下工序：加热工序、粗轧工序、中轧工序、第一穿水冷却工序、减定径机组精轧工序、第二穿水冷却工序、冷床冷却工序，最终得到成品棒材；
2.根据权利要求1所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯的冷却速度为50-150℃/s。
3.根据权利要求1所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，在所述第二穿水冷却工序中，所述钢坯冷却至660-720℃。
4.根据权利要求1所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，在所述加热工序中，所述加热的均热段的温度为1150-1230℃，均热段的保温时间为30～90min；
5.根据权利要求1所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，在所述第一穿水冷却工序或所述第二穿水冷却工序中，使用水箱进行穿水冷却，所述水箱的水量为200～350l/min，水压为7～9mpa；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，所述50mn钢坯在加热后、粗轧前还进行表面处理。
7.根据权利要求6所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，所述表面处理包括高压水除鳞。
8.根据权利要求1所述的50mn钢棒材的轧制方法，其特征在于，在所述冷床冷却工序中，上冷床温度为660-720℃；
9.一种50mn钢棒材，其特征在于，所述50mn钢棒材通过权利要求1-8中任一项所述的轧制方法获得。
10.根据权利要求9所述的50mn钢棒材，其特征在于，所述50mn钢棒材的规格为20～60mm，抗拉强度为795～828mpa，屈服强度为474～506mpa，断后延伸率19％～21％，断面收缩率45％～49％，实际晶粒度为7～8级，显微组织为f+p，其中铁素体体积比26.5％～30.2％。
