從目前的研究分析來看,冶煉硼鋼需要在爐外精煉和連鑄過程中加以控制。精煉中要做到有效地脫氧定氮,防止生成硼的氧化物和氮化物,以提高硼的收得率;連鑄中為了防止硼的偏析和低熔點(diǎn)Fe-B相導(dǎo)致的鑄坯缺陷,關(guān)鍵是要控制好鋼水的凝固冷卻。從目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看,國外更注重鋼水凝固過程的控制,認(rèn)為硼的偏析和鋼水重熔是導(dǎo)致鑄坯缺陷的重要原因,而國內(nèi)則側(cè)重于精煉中對氧和氮含量的控制。
國外冶煉含硼鋼的關(guān)鍵技術(shù)。為了提高硼的收得率,在加入硼前應(yīng)先加入與氧、氮結(jié)合力更強(qiáng)的鋁、鈦、鋯等元素,即先加鋁脫氧,再加鈦等定氮。有研究指出,用鈦定氮保護(hù)硼形成的TiN也很容易使鋼的韌性、疲勞性能甚至機(jī)械加工性能變差,而且TiN很穩(wěn)定,一旦形成就幾乎不再變化,難以起到進(jìn)一步平衡、穩(wěn)定酸溶硼含量的作用。為此,國外鋼廠研究了只用鋁不用鈦的冶煉硼鋼的方法,也有鋼廠將含有硼和鋁、鈦、鋯、錳、硅等多種元素的復(fù)合硼鐵合金一次性加入,實(shí)際應(yīng)用效果較好。
日本住友金屬公司在生產(chǎn)w(B)≥0.1%的不銹鋼時(shí),為了防止鑄坯表面產(chǎn)生縱向裂紋,關(guān)鍵技術(shù)是控制中間包內(nèi)鋼水過熱度在
新日鐵冶煉低碳含硼易切削鋼的措施是控制進(jìn)入LF精煉前鋼水中溶解氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.02%,或者控制鋼水中夾雜物w(MnO)≤30%,因?yàn)樯傻姆墙饘賷A雜物MnO和B2O3在連鑄時(shí)會(huì)黏附在滑板上而造成腐蝕。為了使鑄坯表面和皮下的奧氏體顆粒邊界不會(huì)出現(xiàn)晶粒內(nèi)裂紋,新日鐵控制連鑄結(jié)晶器末端凝固殼厚度在
浦項(xiàng)制鐵研究了連鑄二次冷卻和氮含量對含硼鋼熱延展性的影響后發(fā)現(xiàn),在快速冷卻和重新加熱到應(yīng)變溫度時(shí)會(huì)使鋼的熱延展性變差,認(rèn)為此時(shí)會(huì)形成大量的BN固體而沉積。而且氮含量高時(shí),沉積的BN會(huì)隨機(jī)分布在優(yōu)先生成的奧氏體內(nèi),特別是在奧氏體顆粒邊界。因此,在板坯凝固后的二冷段,當(dāng)溫度在
我國冶煉硼鋼的工藝特點(diǎn)。我國鋼鐵工業(yè)對冶煉硼鋼的研究取得了較大的進(jìn)展。寶鋼采用電爐配連鑄設(shè)備生產(chǎn)的40CrB高淬透性鋼管化學(xué)成分穩(wěn)定、夾雜物數(shù)量少,管坯生產(chǎn)的鋼管尺寸精度高、表面質(zhì)量好。武鋼生產(chǎn)的冷鐓用鈮、釩復(fù)合微合金化低碳硼鋼,控制鋼中微合金元素,在強(qiáng)化鋼種的同時(shí),保證低碳硼鋼的綜合性能。首鋼在冶煉含硼低碳鋼時(shí),針對鋼中成分對硼收得率的影響展開了研究,發(fā)現(xiàn)如果不采用鋁對鋼水脫氧,硼的收得率就會(huì)受硅含量影響,因?yàn)殇撝醒趸疃戎饕晒韬靠刂啤.?dāng)硅含量增加時(shí),通過其降低氧活度的作用會(huì)使硼的收得率提高。萊鋼生產(chǎn)含硼鋼在鋼水加硼前,經(jīng)過脫氧去氣后,硼回收率穩(wěn)定在90%以上,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)同一含硼鋼種,爐與爐之間鋼水成分w(B)偏差小于0.0002%。
在硼鋼生產(chǎn)中,工藝和硼含量控制不好會(huì)帶來諸多問題。例如淬透性不好,導(dǎo)致強(qiáng)度、硬度出現(xiàn)波動(dòng)等。雖然可以在煉鋼中調(diào)整鈦的添加量來改善這些問題,但值得注意的是,一般合金元素提高淬透性的效果隨其在鋼中含量增加而提高,而硼元素卻有一個(gè)最佳含量。硼含量較多時(shí),硼相沿晶界片狀連續(xù)沉淀,會(huì)減弱硼鋼的沖擊韌性。一般認(rèn)為0.0005%~0.0020%的酸溶硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)最佳,精煉中可提高硼的收得率,并且硼的加入量較為穩(wěn)定。由此可見,今后硼鋼冶煉技術(shù)的研究方向是保證穩(wěn)定地以最小范圍的硼的添加量來獲得所需含量的酸溶硼,并且均勻地分布在鋼中。在連鑄中作好冷卻過程的控制,對鋼水開始凝固的階段和溫度下降到
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