CN114015937A - 一种易切削非调质钢及其生产方法 - Google Patents

一种易切削非调质钢及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114015937A
CN114015937A CN202111222637.1A CN202111222637A CN114015937A CN 114015937 A CN114015937 A CN 114015937A CN 202111222637 A CN202111222637 A CN 202111222637A CN 114015937 A CN114015937 A CN 114015937A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
quenched
free
cutting non
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111222637.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114015937B (zh
Inventor
孙晓明
彭飞
郭旭东
陈良勇
丁志军
范师师
高鹏
胡应应
赵亮
祖衡
郝彦英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shijiazhuang Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Shijiazhuang Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shijiazhuang Iron and Steel Co Ltd filed Critical Shijiazhuang Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202111222637.1A priority Critical patent/CN114015937B/zh
Publication of CN114015937A publication Critical patent/CN114015937A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114015937B publication Critical patent/CN114015937B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0006Adding metallic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06Deoxidising, e.g. killing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

本发明一种易切削非调质钢及其生产方法,钢的化学成分及其重量百分含量为:C:0.43~0.52%、Si:0.15~0.40%、Mn:0.75~1.00%、P:≤0.020%、S:0.040~0.070%、Cr:0.15~0.30%、Al:0.010~0.025%、Ti:0.010~0.030%、N:0.010~0.020%、Cu:≤0.010%、稀土元素:0.0040~0.0080%,其余为Fe和不可避免的杂质元素,所述稀土元素为La或者Ce,或者同时含有La和Ce。本发明所述易切削非调质钢及其生产方法,改善了钢中夹杂物形态和分布,且细化了钢中组织晶粒,大大提高了钢材的力学性能。

Description

一种易切削非调质钢及其生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体涉及一种易切削非调质钢及其生产方法。
背景技术
易切削非调质钢在生产过程中省去了调质处理,通过微合金化、控轧控锻与控制冷却的方法来获得良好力学性能,为一种低能耗、绿色化的钢种,在汽车工业中具有良好的应用前景。易切削非调质钢中一般加入一定量的S来改善钢的切削性能,以寻求力学性能与切削性能的良好配合,加S易切削非调质钢中,S主要以MnS的形式存在。由于目前易切削非调质钢中MnS形貌及分布的控制存在不足,塑性的MnS夹杂物在轧制或锻造后沿变形方向成条带状分布,破坏了基体的连续性,使易切削非调质钢的冲击韧性和等向性降低。随S含量的增加,易切削非调质钢的横向和纵向综合性能则逐渐降低。拉伸过程中外加载荷垂直于钢中的长条形MnS,MnS容易与基体分离从而导致裂纹的产生,危害钢材力学性能。同时,研究表明易切削非调质钢中硫化物夹杂可以作为有效异质核心促进晶内铁素体的形成,从而起到细化组织的作用,有利于改善钢的力学性能。
所以,希望钢中MnS夹杂物为较小尺寸的球形或纺锤形(即长宽比≤3),这种夹杂物变形量较小,并且钢材切削性能良好,使钢材的力学性能得到大大提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种易切削非调质钢及其生产方法,钢中MnS夹杂物为较小尺寸的球形或纺锤形,而不是长条形,且细化钢的凝固组织。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种易切削非调质钢,钢的化学成分及其重量百分含量为:C:0.43~0.52%、Si:0.15~0.40%、Mn:0.75~1.00%、P:≤0.020%、S:0.040~0.070%、Cr:0.15~0.30%、Al:0.010~0.025%、Ti:0.010~0.030%、N:0.010~0.020%、Cu:≤0.010%、稀土元素:0.0040~0.0080%,其余为Fe和不可避免的杂质元素,所述稀土元素为La或者Ce,或者同时含有La和Ce。
一种上述易切削非调质钢的生产方法,包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序,所述VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,然后软吹7-15min;
(2)向钢液中加入稀土合金,然后软吹2-4min;
(3)向钢液中加入S线,然后软吹20-35min。
进一步的,钢液中MnN线加入量为50-100m/t,S线加入量为30-80m/t。
所述MnN线加入量为50-100m/t,即按照每吨钢液加入MnN线50-100m计算MnN线总加入量。所述S线加入量为30-80m/t,即按照每吨钢液加入S线30-80m计算S线总加入量。
进一步的,所述转炉冶炼工序,用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.5~2kg/t,铝线喂入量0.5~2m/t,控制LF到站时钢液氧活度≤20ppm。
所述钢芯铝加入量0.5~2kg/t,即按照每吨钢液加入钢芯铝0.5~2kg计算钢芯铝总加入量。所述铝线喂入量0.5~2m/t,即按照每吨钢液加入铝线0.5~2m计算铝线总加入量。
进一步的,所述转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为7~10的渣系。
进一步的,所述LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
进一步的,所述连铸工序,连铸过程钢包过热度10~30℃,拉速0.45~0.55m/min,结晶器水流量170~180m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.2~0.25L/kg。
进一步的,所述连铸工序,矫直前铸坯表面温度≥1000℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷≥24h。
进一步的,所述轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1100℃~1200℃,开轧温度控制在1000℃~1100℃,终轧温度控制在900℃~1000℃。
进一步的,所述轧制工序,轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间≥24h。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、夹杂物形态控制:稀土加入钢液中,与钢液中O、S等形成比MnS更稳定的高熔点化合物 (RE2O2S,RE2S3等),此类化合物在热加工时不易变形,仍保持细小的球形或纺锤形,均匀地分布于钢中,消除了此前存在的沿钢材轧制方向分布的长条状MnS等夹杂物。
2、钢中组织细化:稀土加入钢液中,与钢液中O、S等形成高熔点的化合物((RE2O2S,RE2S3等),此类化合物在钢液凝固前析出,呈细小质点分布于钢液中。由于它们的晶体结构同钢的晶体平面间的错配度较小,可作为非均质形核中心,降低钢液结晶的过冷度,因而可以细化钢的凝固组织,减少偏析。
3、本发明所述冶炼方法,改善了钢中夹杂物形态和分布,且细化了钢中组织晶粒,大大提高了钢材的力学性能。
附图说明
图1为本发明一种易切削非调质钢中夹杂物的电子显微镜照片的一例。
图2为对比例1易切削非调质钢中夹杂物的电子显微镜照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明,下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为7.0的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.5kg/t,铝线喂入量2.0m/t,LF到站时钢液氧活度20ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为50m/t,然后软吹7min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为5.2kg/t,然后软吹2min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为38m/t,然后软吹25min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度15℃,拉速0.48m/min,结晶器水流量172m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.20L/kg。矫直前铸坯表面温度1080℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷24h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1120℃,开轧温度控制在1100℃,终轧温度控制在900℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间28h。
实施例2
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为7.6的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.6kg/t,铝线喂入量1.8m/t,LF到站时钢液氧活度13ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为58m/t,然后软吹9min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为5.6kg/t,然后软吹2.3min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为30m/t,然后软吹22min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度10℃,拉速0.45m/min,结晶器水流量170m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.21L/kg。矫直前铸坯表面温度1009℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷28h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1112℃,开轧温度控制在1083℃,终轧温度控制在908℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间26h。
实施例3
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为7.8的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.7kg/t,铝线喂入量1.5m/t,LF到站时钢液氧活度15ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为61m/t,然后软吹8min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为6.2kg/t,然后软吹2.5min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为41m/t,然后软吹31min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度26℃,拉速0.49m/min,结晶器水流量174m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.22L/kg。矫直前铸坯表面温度1086℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷31h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1128℃,开轧温度控制在1043℃,终轧温度控制在912℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间27h。
实施例4
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为8.0的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.8kg/t,铝线喂入量1.6m/t,LF到站时钢液氧活度12ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为66m/t,然后软吹11min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为6.6kg/t,然后软吹2.7min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为48m/t,然后软吹27min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度22℃,拉速0.50m/min,结晶器水流量173m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.22L/kg。矫直前铸坯表面温度1000℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷27h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1138℃,开轧温度控制在1000℃,终轧温度控制在928℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间32h。
实施例5
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为8.2的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.9kg/t,铝线喂入量1.2m/t,LF到站时钢液氧活度8ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为82m/t,然后软吹12min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为7.1kg/t,然后软吹3.1min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为52m/t,然后软吹35min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度18℃,拉速0.53m/min,结晶器水流量177m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.21L/kg。矫直前铸坯表面温度1091℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷25h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1156℃,开轧温度控制在1081℃,终轧温度控制在936℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间25h。
实施例6
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为8.4的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量2.0kg/t,铝线喂入量0.5m/t,LF到站时钢液氧活度10ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为79m/t,然后软吹13min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为8.2kg/t,然后软吹3.4min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为61m/t,然后软吹20min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度24℃,拉速0.51m/min,结晶器水流量179m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.23L/kg。矫直前铸坯表面温度1077℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷36h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1132℃,开轧温度控制在1067℃,终轧温度控制在922℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间24h。
实施例7
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为10.0的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量1.2kg/t,铝线喂入量0.9m/t,LF到站时钢液氧活度17ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为100m/t,然后软吹15min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为8.0kg/t,然后软吹3.7min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为80m/t,然后软吹29min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度30℃,拉速0.54m/min,结晶器水流量180m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.24L/kg。矫直前铸坯表面温度1098℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷26h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1200℃,开轧温度控制在1052℃,终轧温度控制在974℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间38h。
实施例8
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为9.2的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量1.4kg/t,铝线喂入量0.8m/t,LF到站时钢液氧活度19ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为89m/t,然后软吹14min;
(2)向钢液中加入稀土合金,加入量为9.1kg/t,然后软吹4.0min,稀土合金化学成分包含:La:0.4wt%,Ce:0.4wt%,Fe≥95wt%,P≤0.1wt%,S≤0.1wt%。
(3)向钢液中加入S线,加入量为72m/t,然后软吹33min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度28℃,拉速0.55m/min,结晶器水流量175m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.25L/kg。矫直前铸坯表面温度1066℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷34h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1100℃,开轧温度控制在1076℃,终轧温度控制在1000℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间36h。
对比例1
易切削非调质钢的的化学成分及其重量百分含量见表1,生产方法包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序。
转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为8.4的渣系。转炉出钢后用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量1.4kg/t,铝线喂入量0.8m/t,LF到站时钢液氧活度15ppm。
LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,加入量为70m/t,然后软吹13min;
(2)不向钢液中加入稀土合金;
(3)向钢液中加入S线,加入量为64m/t,然后软吹22min。
连铸工序,连铸过程钢包过热度19℃,拉速0.52m/min,结晶器水流量176m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.22L/kg。矫直前铸坯表面温度1007℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷34h。
轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1140℃,开轧温度控制在1008℃,终轧温度控制在927℃。轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间31h。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
对实施例1-8和对比例1生产的连铸坯进行检验分析,检测项目包括柱状晶区宽度、等轴晶率,检测结果列于表2。
对实施例1-8和对比例1生产的成品轧材的夹杂物进行检验分析,检测项目包括夹杂物长宽比、轧材横截面上夹杂物所占面积百分率、夹杂物的平均间距、夹杂物平均长度、单位面积上夹杂物个数,检测结果列于表3。同时对成品轧材的表面质量进行检验分析,检测项目包括表面裂纹缺陷率、表面裂纹平均长度、表面裂纹平均深度,检测结果列于表4。此外,对对成品轧材的力学性能和晶粒度进行检验分析,检测项目包括晶粒度、抗拉强度Rm、屈服强度Rp0.2、延伸率A、0℃和-20℃的冲击性能,检测结果列于表5。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE010
相对于对比例,实施例1-8钢液中加入稀土,与钢液中O、S等形成比MnS更稳定的高熔点化合物 (RE2O2S,RE2S3等),此类化合物在热加工时不易变形,仍保持细小的球形或纺锤形,均匀地分布于钢中,提高钢的力学性能,此外,此类化合物在钢液凝固前析出,呈细小质点分布于钢液中,由于它们的晶体结构同钢的晶体平面间的错配度较小,可作为非均质形核中心,降低钢液结晶的过冷度,因而可以细化钢的凝固组织,减少偏析,提高钢的表面质量、力学性能。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种易切削非调质钢,其特征在于,钢的化学成分及其重量百分含量为:C:0.43~0.52%、Si:0.15~0.40%、Mn:0.75~1.00%、P:≤0.020%、S:0.040~0.070%、Cr:0.15~0.30%、Al:0.010~0.025%、Ti:0.010~0.030%、N:0.010~0.020%、Cu:≤0.010%、稀土元素:0.0040~0.0080%,其余为Fe和不可避免的杂质元素,所述稀土元素为La或者Ce,或者同时含有La和Ce。
2.一种权利要求1所述的易切削非调质钢的生产方法,包括转炉冶炼工序、LF钢包精炼工序、VD真空精炼工序、连铸工序、轧制工序,其特征在于,所述VD真空精炼工序,VD破空后加入钢包覆盖剂,然后按照如下步骤操作:
(1)向钢液中加入MnN线,然后软吹7-15min;
(2)向钢液中加入稀土合金,然后软吹2-4min;
(3)向钢液中加入S线,然后软吹20-35min。
3.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,钢液中MnN线加入量为50-100m/t,S线加入量为30-80m/t。
4.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼工序,用钢芯铝与铝线进行预脱氧,钢芯铝加入量0.5~2kg/t,铝线喂入量0.5~2m/t,控制LF到站时钢液氧活度≤20ppm。
5.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述转炉冶炼工序,转炉出钢过程中,加入预熔精炼渣和白灰,形成二元碱度CaO/SiO2为7~10的渣系。
6.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述LF钢包精炼工序,预脱氧和终脱氧操作均不采用铝脱氧剂,通过分批散加碳化硅进行脱氧。
7.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述连铸工序,连铸过程钢包过热度10~30℃,拉速0.45~0.55m/min,结晶器水流量170~180m3/h,二冷采用弱冷制度,比水量0.2~0.25L/kg。
8.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述连铸工序,矫直前铸坯表面温度≥1000℃,连铸坯生产完毕后避风堆冷≥24h。
9.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述轧制工序,连铸坯在加热炉中加热温度控制在1100℃~1200℃,开轧温度控制在1000℃~1100℃,终轧温度控制在900℃~1000℃。
10.根据权利要求2所述的一种易切削非调质钢的生产方法,其特征在于,所述轧制工序,轧制完毕后轧材入坑缓冷进行缓冷,缓冷时间≥24h。
CN202111222637.1A 2021-10-20 2021-10-20 一种易切削非调质钢及其生产方法 Active CN114015937B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111222637.1A CN114015937B (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种易切削非调质钢及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111222637.1A CN114015937B (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种易切削非调质钢及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114015937A true CN114015937A (zh) 2022-02-08
CN114015937B CN114015937B (zh) 2023-01-31

Family

ID=80056917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111222637.1A Active CN114015937B (zh) 2021-10-20 2021-10-20 一种易切削非调质钢及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114015937B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62149854A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Kobe Steel Ltd 快削鋼の製造方法
JP2006206967A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 機械構造用快削鋼の連続鋳造方法
CN101255535A (zh) * 2008-03-17 2008-09-03 莱芜钢铁股份有限公司 易切削非调质钢及其制造方法
CN107267705A (zh) * 2017-05-27 2017-10-20 石家庄钢铁有限责任公司 含硫铝氮易切削非调质钢的窄成分控制方法
CN109022697A (zh) * 2018-09-21 2018-12-18 江西樟树市兴隆特殊钢有限公司 一种非调质模具钢及其制备方法
CN112899567A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中国科学院金属研究所 一种高纯净、高强韧稀土易切削钢

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62149854A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Kobe Steel Ltd 快削鋼の製造方法
JP2006206967A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 機械構造用快削鋼の連続鋳造方法
CN101255535A (zh) * 2008-03-17 2008-09-03 莱芜钢铁股份有限公司 易切削非调质钢及其制造方法
CN107267705A (zh) * 2017-05-27 2017-10-20 石家庄钢铁有限责任公司 含硫铝氮易切削非调质钢的窄成分控制方法
CN109022697A (zh) * 2018-09-21 2018-12-18 江西樟树市兴隆特殊钢有限公司 一种非调质模具钢及其制备方法
CN112899567A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中国科学院金属研究所 一种高纯净、高强韧稀土易切削钢

Also Published As

Publication number Publication date
CN114015937B (zh) 2023-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112853211B (zh) 一种乘用车万向节叉冷锻用钢及其制造方法
EP3859042A1 (en) High-strength high-toughness non-quenched and tempered round steel and preparation method
CN110669981B (zh) 一种钒硼复合微合金化帘线钢盘条及其生产方法
CN111961988A (zh) 一种汽车胀断连杆用中碳非调质钢的生产工艺及其锻造方法
CN115261735B (zh) 一种预应力钢绞线用盘条及其生产工艺
CN116287941B (zh) 一种高强度风电螺栓用钢的生产方法
CN111961981B (zh) 一种铁路扣件用60Si2Mn弹簧钢及其制备方法
CN115011877A (zh) 一种含硫汽车曲轴用非调质钢及其生产工艺
CN116497261B (zh) 一种加硫冷镦钢盘条及其制备方法和应用
CN114015937B (zh) 一种易切削非调质钢及其生产方法
CN106978566A (zh) 一种铁道车辆用耐大气腐蚀钢及其制备方法
CN112962016B (zh) 一种合金结构钢晶粒度细化方法
CN113234894B (zh) 一种改善含氮双相不锈钢耐腐蚀性能的方法
CN113462982B (zh) 一种绞线用盘条及生产工艺
CN115386790A (zh) 一种含铌高温渗碳齿轮钢及其生产工艺
CN114934239A (zh) 一种液压缸杆头用锻造非调质钢及其生产方法
CN114393182A (zh) 一种易切削齿轮钢硫化物形态的控制方法
CN1450180A (zh) 一种可改善热轧钢板冷加工性能的方法
CN113604739A (zh) 一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法
CN109628839B (zh) 一种焊接性能优良的车轮钢及生产方法
CN117004868B (zh) 高导电率盘条及其生产方法
CN113025908A (zh) 一种汽车安全带扭力杆用冷镦钢热轧盘条及其生产方法
CN113943895B (zh) 一种高质量弹簧钢丝用钢及其生产工艺
CN114107817B (zh) 一种替代正火热处理45钢的非调质钢及其应用
CN115287545B (zh) 一种紧固件用q195l冷镦钢盘条及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant