CN115161562A

CN115161562A - 碲处理的铝脱氧钢及其制备方法

Info

Publication number: CN115161562A
Application number: CN202211086695.0A
Authority: CN
Inventors: 刘威; 杨树峰; 车智超; 李京社; 刘宇航; 钟佳
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2042-09-07
Also published as: CN115161562B

Abstract

本申请提供一种碲处理的铝脱氧钢及其制备方法，涉及合金领域。碲处理的铝脱氧钢，包括：C0.35%‑0.42%、Si0.20%‑0.45%、Mn0.30%‑0.60%、Al0.85%‑1.0%、S0‑0.02%、P0%‑0.02%、Cr1.35%‑1.65%、Mo0.17%‑0.25%、Te0.85%‑2%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。碲处理的铝脱氧钢的制备方法，包括：将原料进行转炉冶炼和LF精炼，连铸得到所述碲处理的铝脱氧钢。本申请提供的碲处理的铝脱氧钢，生成碲化锰包裹氧化铝的复合夹杂物，避免了因氧化铝等高熔点夹杂物导致水口结瘤以及因为氧化铝夹杂导致应力集中，而引起服役寿命下降的问题。

Description

碲处理的铝脱氧钢及其制备方法

技术领域

本申请涉及合金领域，尤其涉及一种碲处理的铝脱氧钢及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展和人们需求的提高，对铝脱氧钢产品质量提出了更严格的要求。采用铝脱氧降低钢中的氧含量，以提高钢的洁净度。这导致氧化铝夹杂物成为了铝脱氧钢中不可避免的副产物。氧化铝夹杂物在钢中容易聚集长大，引起应力集中，形成高位错密度区，引发缝隙腐蚀，破坏钢基体的耐腐蚀性能。此外，氧化铝在轧制过程容易断裂破碎成细小的夹杂物，成为应力源，影响钢材性能的均匀性，降低钢材的寿命。因此，控制氧化铝的形态、分布，来提高铝脱氧钢的综合性能和服役寿命是目前冶金工作人员急需解决的问题。

专利文献CN113913704B公开了碲-硫协同处理的铝脱氧钢及其制备方法和应用，该专利文献主要是通过在冶炼过程中向钢中加入Te、S元素，从而控制钢中氧化铝的形貌，但未考虑到大部分钢材对硫较为敏感，容易导致钢的抗氢脆断裂性能下降。

专利文献CN110616294B公开了一种含硫含铝钢及其冶炼方法，该专利文献主要是通过对钢水进行增硫处理，减少钙处理过程中钙铝酸盐等复合夹杂物的生成，但忽略了因硫化物聚集而导致钢材服役性能下降的问题。

专利文献CN110616294B公开了一种中碳含硫铝脱氧非调质钢Ds夹杂物的控制方法，该专利文献主要是通过调整S的加入时机，达到了控制钢中Ds类夹杂物的效果。但钢中生成的硬质含铝复合夹杂容易成为应力集中源，破坏钢材的耐腐蚀性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种碲处理的铝脱氧钢及其制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种碲处理的铝脱氧钢，以质量百分比计算，包括：C0.35%-0.42%、Si0.20%-0.45%、Mn0.30%-0.60%、Al0.85%-1.0%、S0-0.02%、P0%-0.02%、Cr1.35%-1.65%、Mo0.17%-0.25%、Te0.85%-2%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

其中，ω[Te]/ω[Al]=1-2。

本申请还提供一种所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，包括：

将原料进行转炉冶炼和LF精炼，连铸得到所述碲处理的铝脱氧钢。

优选地，所述转炉冶炼之前还包括：

将部分原料熔化得到铁水，然后进行预脱硫处理。

优选地，入转炉前的铁水残余元素成分：

Si：0-0.7%、P：0-0.07%、S：0-0.03%。

优选地，所述转炉冶炼过程中全程使用氩气进行底吹，终点压枪时间为30s-40s，控制出钢成分：C：0.08%-0.09%、P：0-0.012%。

优选地，所述转炉冶炼出钢时向钢包中加入3.1kg/t-3.4kg/t的高锰FeMn65Si17、22kg/t-24kg/t的高碳铬铁Cr54C7.2和3.0kg/t-3.3kg/t的钼铁；

还加入43kg/炉-45kg/炉的低氮增碳剂，55kg/炉-63kg/炉的铝块以及炉后喂铝线300m/炉-400m/炉。

优选地，出钢到LF的成分在以下范围内：

C：0.27%-0.32%、Mn：0.35%-0.40%、Cr：1.30%-1.40%、Mo：0.17%-0.19%、Al：0.03%-0.05%。

优选地，所述LF精炼的时间为40min-50min；

所述LF精炼的过程中加入生石灰580kg/炉-600kg/炉、化渣剂200kg/炉-220kg/炉；白渣保持时间为20min-30min；

所述LF精炼的末期根据目标值加入Al丝或Al锭，使其达到目标值[Al]=0.900±0.020wt%；

所述LF精炼的过程中加入纯碲包芯线然根据对取样钢液中的Al、Te的含量分析结果，补充喂入Al丝、Al锭或纯碲线，使钢液中Al、Te的含量达到目标值。

优选地，所述连铸在开浇前将中包置于烘烤位，采用氩气对中包进行气氛置换，置换时间为5min-10min；

所述连铸的拉速为0.26m/min-0.28m/min，第一包的过热度为35℃-55℃，连浇炉过热度为30℃-45℃。

优选地，所述连铸得到的铸坯下线后采取缓冷，缓冷时间不小于48小时，出坑温度为0℃-200℃。

与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

本申请提供的碲处理的铝脱氧钢，通过采用碲处理铝脱氧钢，可以生成碲化锰包裹氧化铝的复合夹杂物，避免了因氧化铝等高熔点夹杂物导致水口结瘤的问题，以及因为氧化铝夹杂导致应力集中，而引起服役寿命下降的问题；锰的使用，利用了MnTe的伏打电位较高，可以在钢中稳定存在，而MnS的伏打电位较低，在钢中容易发生腐蚀，引起氢脆；碲处理与增硫处理相比，采用纯碲处理改性钢中氧化铝，避免了因硫增多而引起的，钢的抗氢脆断裂性能降低的问题；碲处理改性氧化铝，可以有效硬质氧化铝夹杂物，降低氧化铝聚集的现象，从而减少应力集中源，提高钢的耐腐蚀性；此外，锰与钢中的碳结合形成渗碳体，同时降低贝氏体的转变温度，形成细晶组织，有利于提高钢的强度和硬度；但锰含量过高，会降低钢的塑性和韧性；向钢中加入铬，可以提高钢的耐腐蚀性；钼可以细化晶粒，提高钢的淬透性。锰、铬、钼的使用，是在改变碲硫协同处理为单独的碲处理之后做出的相应调整，以满足钢材性能的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。

图1为实施例1钢中夹杂物金相图；

图2为实施例2钢中夹杂物金相图；

图3为实施例3钢中夹杂物金相图；

图4为对比例1钢中夹杂物金相图；

图5为对比例2钢中夹杂物金相图；

图6为MnS-MnTe夹杂物的扫描式开尔文探针力显微镜图片。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK（K为任意数，表示倍数因子）。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

其中，ω[Te]/ω[Al]=1-2。

C：碳元素的含量对钢材的力学性能有较大的影响。碳含量过高将会导致钢材过硬，不利于钢的塑性、韧性的提高。因此，本申请中钢中的碳含量控制在0.35%-0.42%。

Si：在钢中加入适当的硅元素可以提高钢的强度，硬度和淬透性，但硅含量过高容易形成大量的硅酸盐类夹杂物，影响钢的使用寿命。因此，本申请中钢中的硅含量控制在0.20%-0.45%。

Mn：锰与钢中的碳结合形成渗碳体，同时降低贝氏体的转变温度，形成细晶组织，有利于提高钢的强度和硬度。但锰含量过高，会降低钢的塑性和韧性。因此，本申请中钢中的锰含量控制在0.30%-0.60%。

Cr、Mo：向钢中加入铬，可以提高钢的耐腐蚀性。钼可以细化晶粒，提高钢的淬透性。但过多的铬、钼元素会增加成本。因此，本申请中钢中的铬含量控制在1.35%-1.65%，钼含量控制在0.17%-0.25%。

Te：碲处理后钢中形成了MnTe包裹的氧化铝，可以有效改善氧化铝的形貌，减少夹杂物聚集。在钢中，铬元素与碲元素同时作用，提高了钢的耐腐蚀性。因此，本申请中钢中的碲含量控制在0.85%-2%。

可选的，碲处理的铝脱氧钢，以质量百分比计算，C的含量可以为0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%或者0.35%-0.42%之间的任一值；Si的含量可以为0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%或者0.20%-0.45%之间的任一值；Mn的含量可以为0.30%、0.35%、0.40%、0.45%、0.50%、0.55%、0.60%或者0.30%-0.60%之间的任一值；Al的含量可以为0.85%、0.90%、0.95%、1.0%或者0.85%-1.0%之间的任一值；S的含量可以为0、0.01%、0.015%、0.02%或者0-0.02%之间的任一值；P的含量可以为0、0.01%、0.015%、0.02%或者0%-0.02%之间的任一值；Cr的含量可以为1.35%、1.40%、1.45%、1.50%、1.55%、1.60%、1.65%或者1.35%-1.65%之间的任一值；Mo的含量可以为0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%或者0.17%-0.25%之间的任一值；Te的含量可以为0.85%、0.90%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2%或者0.85%-2%之间的任一值；其余为Fe和不可避免的杂质元素；其中，ω[Te]/ω[Al]可以为1、1.5、2或者1-2之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，所述转炉冶炼之前还包括：

将部分原料熔化得到铁水，然后进行预脱硫处理。

预脱硫处理的目的是保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。

在一个可选的实施方式中，入转炉前的铁水残余元素成分：

Si：0-0.7%、P：0-0.07%、S：0-0.03%。

可选的，入转炉前的铁水中，硅的含量可以为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%或者0-0.7%之间的任一值，磷的含量可以为0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%或者0-0.07%之间的任一值，硫的含量可以为0、0.01%、0.02%、0.03%或者0-0.03%之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，所述转炉冶炼过程中全程使用氩气进行底吹，终点压枪时间为30s-40s，控制出钢成分：C：0.08%-0.09%、P：0-0.012%。

可选的，终点压枪时间可以为30s、35s、40s或者30s-40s之间的任一值，出钢成分控制C的含量可以为0.08%、0.085%、0.09%或者0.08%-0.09%之间的任一值，P的含量可以为0、0.001%、0.005%、0.010%、0.012%或者0-0.012%之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，所述转炉冶炼出钢时向钢包中加入3.1kg/t-3.4kg/t的高锰FeMn65Si17、22kg/t-24kg/t的高碳铬铁Cr54C7.2和3.0kg/t-3.3kg/t的钼铁；

可选的，所述转炉冶炼出钢时，钢包中高锰FeMn65Si17的添加量可以为3.1kg/t、3.2kg/t、3.3kg/t、3.4kg/t或者3.1kg/t-3.4kg/t之间的任一值，高碳铬铁Cr54C7.2的添加量可以为22kg/t、23kg/t、24kg/t或者22kg/t-24kg/t之间的任一值，钼铁的添加量可以为3.0kg/t、3.1、3.2kg/t、3.3kg/t或者3.0kg/t-3.3kg/t之间的任一值；低氮增碳剂的添加量可以为43kg/炉、44kg/炉、45kg/炉或者43kg/炉-45kg/炉之间的任一值，铝块的添加量可以为55kg/炉、56kg/炉、57kg/炉、58kg/炉、59kg/炉、60kg/炉、61kg/炉、62kg/炉、63kg/炉或者55kg/炉-63kg/炉之间的任一值，炉后喂铝线的量可以为300 m/炉、350 m/炉、400 m/炉或者300m/炉-400m/炉之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，出钢到LF的成分在以下范围内：

在一个可选的实施方式中，所述LF精炼的时间为40min-50min；

可选的，所述LF精炼的时间可以为40min、45min、50min或者40min-50min之间的任一值。

所述LF精炼的过程中加入加生石灰580kg/炉-600kg/炉、化渣剂200kg/炉-220kg/炉；白渣保持时间为20min-30min；

可选的，所述LF精炼的过程中加入生石灰的量可以为580 kg/炉、590 kg/炉、600kg/炉或者580kg/炉-600kg/炉之间的任一值，化渣剂的量可以为200 kg/炉、210 kg/炉、220 kg/炉或者200kg/炉-220kg/炉之间的任一值；白渣保持时间可以为20min、25min、30min或者20min-30min之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，所述连铸在开浇前将中包置于烘烤位，采用氩气对中包进行气氛置换，置换时间为5min-10min；

可选的，置换时间可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min或者5min-10min之间的任一值。

所述浇铸的拉速为0.26m/min-0.28m/min，第一包的过热度为35℃-55℃，连浇炉过热度为30℃-45℃。

可选的，所述连铸的拉速可以为0.26、0.27、0.28或者0.26m/min-0.28m/min之间的任一值，第一包的过热度可以为35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或者35℃-55℃之间的任一值，连浇炉过热度可以为30℃、35℃、40℃、45℃或者30℃-45℃之间的任一值。

在一个可选的实施方式中，所述连铸得到的铸坯下线后采取缓冷，缓冷时间不小于48小时，出坑温度为0℃-200℃。

可选的，缓冷时间可以为48小时、54小时、60小时等不小于48小时的任一值，出坑温度可以为0℃、50℃、100℃、150℃、200℃或者0℃-200℃之间的任一值。

下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供一种碲处理的铝脱氧钢，其主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、Te：0.90%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：1。

上述碲处理的铝脱氧钢的制备方法包括：转炉→LF→连铸。具体的包括如下步骤：

转炉冶炼：铁水进行预脱硫处理，保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。入转炉前的铁水残余元素成分：Si：0~0.7%、P：0~0.07%、S：0~0.03%。全程氩气底吹，高拉补吹，终点压枪时间：35s，控制出钢成分：C：0.08%、P：0.008%。出钢时向钢包中加入高锰FeMn65Si17：3.2kg/t、高碳铬铁Cr54C7.2：23kg/t、钼铁：3.2kg/t。合金用量酌情调整，确保出钢到LF的成分在以下范围内：C：0.30%、Mn：0.38%、Cr：1.35%、Mo：0.18%、Al：0.04%。低氮增碳剂（国药试剂集团有限公司YA-GPC-01型号）：44kg/炉，进行预脱氧，铝块：60kg/炉，炉后喂铝线：350m/炉。

LF精炼：LF精炼时间：45min。加石灰：590kg/炉、化渣剂210kg/炉，及时调整渣况，并保证精炼渣良好的流动性，白渣保持时间：25min。在精炼末期根据目标值加入Al丝或Al锭，调整钢中的[Al]含量，使其达到目标值，[Al]=0.90%。加入纯碲包芯线，对钢液取样。根据对取样钢液中的Al、Te的含量分析结果，补充喂入Al丝或Al锭或纯碲线，使钢液中Al、Te的含量达到目标。

连铸：连铸做好保护浇铸，开浇前中包在烘烤位，采用氩气对中包气氛置换，置换时间：8min。拉速：0.27m/min。第一包的过热度：45℃，连浇炉过热度：40℃。铸坯下线后采取缓冷，缓冷温度要求，出坑温度：50℃。

图1为实施例1所得钢中夹杂物的金相图。

实施例2

本实施例提供一种碲处理的铝脱氧钢，其主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、Te：1.35%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：1.5。

转炉冶炼：铁水进行预脱硫处理，保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。入转炉前的铁水残余元素成分：Si：0~0.7%、P：0~0.07%、S：0~0.03%。全程氩气底吹，高拉补吹，终点压枪时间：35s，控制出钢成分：C：0.08%、P：0.008%。出钢时向钢包中加入高锰FeMn65Si17：3.2kg/t、高碳铬铁Cr54C7.2：23kg/t、钼铁：3.2kg/t。合金用量酌情调整，确保出钢到LF的成分在以下范围内：C：0.30%、Mn：0.38%、Cr：1.35%、Mo：0.18%、Al：0.04%。低氮增碳剂：44kg/炉，进行预脱氧，铝块：60kg/炉，炉后喂铝线：350m/炉。

图2为实施例2所得钢中夹杂物的金相图。

实施例3

本实施例提供一种碲处理的铝脱氧钢，其主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、Te：1.80%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：2。

图3为实施例3所得钢中夹杂物的金相图。

对比例1

本对比例中，合金的主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.95%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、其余为Fe和不可避免的杂质元素。

工艺流程：转炉→LF→连铸。具体如下：

LF精炼：LF精炼时间：45min。加石灰：590kg/炉、化渣剂210kg/炉，及时调整渣况，并保证精炼渣良好的流动性，白渣保持时间：25min。在精炼末期根据目标值加入Al丝或Al锭，调整钢中的[Al]含量，使其达到目标值，[Al]=0.90%。根据对取样钢液中的Al的含量分析结果，补充喂入Al丝或Al锭或纯碲线，使钢液中Al的含量达到目标。

图4为对比例1所得钢中夹杂物的金相图。

对比例2

本对比例中，合金的主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、Te：2.70%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：3。

工艺流程：转炉→LF→连铸。具体如下：

图5为对比例2所得钢中夹杂物的金相图。

对比例3

本对比例中，合金的主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Mo：0.18%、Te：1.35%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：1.5。

工艺流程：转炉→LF→连铸。具体如下：

转炉冶炼：铁水进行预脱硫处理，保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。入转炉前的铁水残余元素成分：Si：0~0.7%、P：0~0.07%、S：0~0.03%。全程氩气底吹，高拉补吹，终点压枪时间：35s，控制出钢成分：C：0.08%、P：0.008%。出钢时向钢包中加入高锰FeMn65Si17：3.2kg/t、钼铁：3.2kg/t。合金用量酌情调整，确保出钢到LF的成分在以下范围内：C：0.30%、Mn：0.38%、Mo：0.18%、Al：0.04%。低氮增碳剂：44kg/炉，进行预脱氧，铝块：60kg/炉，炉后喂铝线：350m/炉。

对比例4

本对比例提供一种碲处理的铝脱氧钢，其主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Mn：0.45%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Te：1.35%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：1.5。

工艺流程：转炉→LF→连铸。具体如下：

转炉冶炼：铁水进行预脱硫处理，保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。入转炉前的铁水残余元素成分：Si：0~0.7%、P：0~0.07%、S：0~0.03%。全程氩气底吹，高拉补吹，终点压枪时间：35s，控制出钢成分：C：0.08%、P：0.008%。出钢时向钢包中加入高锰FeMn65Si17：3.2kg/t。合金用量酌情调整，确保出钢到LF的成分在以下范围内：C：0.30%、Mn：0.38%、Mo：0.18%、Al：0.04%。低氮增碳剂：44kg/炉，进行预脱氧，铝块：60kg/炉，炉后喂铝线：350m/炉。

对比例5

本对比例提供一种碲处理的铝脱氧钢，其主要成分（wt%）为：C：0.40%、Si：0.33%、Al：0.90%、S：0.005%、P：0.008%、Cr：1.50%、Mo：0.18%、Te：1.35%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。其中，ω[Te]/ω[Al]：1.5。

工艺流程：转炉→LF→连铸。具体如下：

转炉冶炼：铁水进行预脱硫处理，保证转炉冶炼后钢水中有较低的含硫量。入转炉前的铁水残余元素成分：Si：0~0.7%、P：0~0.07%、S：0~0.03%。全程氩气底吹，高拉补吹，终点压枪时间：35s，控制出钢成分：C：0.08%、P：0.008%。出钢时向钢包中加入钼铁：3.2kg/t。合金用量酌情调整，确保出钢到LF的成分在以下范围内：C：0.30%、Mn：0.38%、Mo：0.18%、Al：0.04%。低氮增碳剂：44kg/炉，进行预脱氧，铝块：60kg/炉，炉后喂铝线：350m/炉。

表1 各案例的夹杂物平均尺寸统计结果

对比实验分析：

对比例1、2、3与实施例1、2、3相比较，对比例1中未添加碲元素，钢中出现了聚集在一起的氧化铝夹杂，夹杂物的尺寸较大，钢基体的自腐蚀电位较低，钢的耐腐蚀性较差；对比例2中添加了过量的碲元素，夹杂物的尺寸和分布并未得到明显改善，且耐腐蚀性下降；对比例3中未添加Cr元素，钢的自腐蚀电位较低，钢的耐腐蚀性较差。在高硫钢中加入适量的碲，形成了复合的MnS-Te夹杂物（MnTe包裹MnS的夹杂物），对夹杂物进行测试，检测电势差（图6为MnS-MnTe夹杂物的扫描式开尔文探针力显微镜图片）。MnS的伏打电位较低，耐腐蚀性较差，容易在钢中诱发点蚀，引起氢脆。MnTe的伏打电位较高，耐腐蚀性较好，在钢中可以稳定存在，延长了钢材的服役寿命。实施例1、2、3进行了纯碲处理，形成了碲化锰包裹的氧化铝夹杂物，提高了夹杂物的稳定性。此外，实施例中夹杂物尺寸较低、分布均匀，并且钢的自腐蚀电位较高，钢的耐蚀性得到了改善。

本申请针对铝脱氧钢性能的问题，对夹杂物的类型、形态及分布进行碲处理工艺。在铝脱氧钢中容易产生氧化铝夹杂物，其中氧化铝为硬质夹杂物，在夹杂物周围易形成高位错密度集中区，降低了钢的耐腐蚀性能。此外，钢中的夹杂物在轧制过程中会沿轧制方向碎裂为链状夹杂物，其尖锐的棱角易引起应力源的形成，对钢的疲劳寿命非常不利。对铝脱氧钢进行增硫处理，使钢中形成以氧化铝为核心，外包MnS的复合夹杂物，以此来改善钢的抗疲劳性能。采用增硫处理后，易在钢中出现硫化锰夹杂物。然而大部分钢对硫较为敏感，MnS夹杂物是钢中氢陷阱的主要来源之一，容易降低钢的抗氢脆断裂性能。因此，采用碲处理，代替增硫处理。采用纯Te处理后，避免硫的加入和硫化物的出现，形成了MnTe包裹的氧化铝，提高了钢的耐腐蚀性能和服役寿命，同时避免了氢脆的危害。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims

1.一种碲处理的铝脱氧钢，其特征在于，以质量百分比计算，包括：C0.35%-0.42%、Si0.20%-0.45%、Mn0.30%-0.60%、Al0.85%-1.0%、S0-0.02%、P0%-0.02%、Cr1.35%-1.65%、Mo0.17%-0.25%、Te0.85%-2%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

其中，ω[Te]/ω[Al]=1-2。

2.一种根据权利要求1所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼之前还包括：

将部分原料熔化得到铁水，然后进行预脱硫处理。

4.根据权利要求3所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，入转炉前的铁水残余元素成分：

Si：0-0.7%、P：0-0.07%、S：0-0.03%。

5.根据权利要求2所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼过程中全程使用氩气进行底吹，终点压枪时间为30s-40s，控制出钢成分：C：0.08%-0.09%、P：0-0.012%。

6.根据权利要求5所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼出钢时向钢包中加入3.1kg/t-3.4kg/t的高锰FeMn65Si17、22kg/t-24kg/t的高碳铬铁Cr54C7.2和3.0kg/t-3.3kg/t的钼铁；

7.根据权利要求6所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，出钢到LF的成分在以下范围内：

8.根据权利要求2所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述LF精炼的时间为40min-50min；

9.根据权利要求2所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述连铸在开浇前将中包置于烘烤位，采用氩气对中包进行气氛置换，置换时间为5min-10min；

10.根据权利要求2-9任一项所述的碲处理的铝脱氧钢的制备方法，其特征在于，所述连铸得到的铸坯下线后采取缓冷，缓冷时间不小于48小时，出坑温度为0℃-200℃。