Als对U71Mn材质钢轨相关性能的影响

Als对U71Mn材质钢轨相关性能的影响 l6磅金2010年8月第三期 Als对U71Mn材质钢轨相关性能的影响 鲁努骆仁智2 (杭州钢铁集团公司1.人力资源部;2.中轧厂杭州310022) 摘要:研究了杭钢生产U71Mn材质钢轨的过程中,Als的含量对钢轨强度,钢轨伸长率以及钢 轨硬度的影 响.研究结果表明,s对钢轨强度Rm的影响波动较大,总的规律是随着Ms含量的增大,钢轨 强 度Rm趋势线微幅上升;Ms对钢轨伸长率的影响则是明显的起到提高作用;Als对钢轨硬度 的影响 随着Als含量的增加,呈下降趋势. 关键词:重轨;酸溶铝;本质晶粒度;性能 0前言 炼钢生产中,铝是强脱氧元素,它的脱氧能力 比锰大两个,比硅大一个数量级.当[Mn]=0.5% 时,能提高[A1]的脱氧能力l,2倍,在[Mn]为0. 66%,[Si]为0.27%时,能提高[]的脱氧能力5, l0倍.因为脱氧产物是复杂的氧化物,因而降低了 脱氧产物A1203的活度,使脱氧能力增大.目前大 多数钢种均采用铝脱氧.用铝脱氧不但可以有效 降低钢中的总氧T[O],还能细化晶粒,改善韧性, 防止时效的作用.钢中铝以金属铝,氧化铝和铝的 氧化物形态存在,通常将金属铝,A1N称作酸溶铝, 而氧化铝称为酸不溶铝.B类夹杂物A1203,对钢 的性能起着不利作用,根据ASTM 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 评级,要求 其夹杂等级<l级.根据研究发现,对中高碳锰钢 (例如U71Mn)脱氧时,s控制在0.015%, 0.030%范围时,可以有效降低钢中的夹杂总量. 杭钢U71Mn材质重轨生产工艺是LD—LF—CCM一 中型轧钢厂,一般情况下,s尽量按照>0.0080% 水平控制.针对Als对U71Mn材质钢轨相关性能 究竟产生怎样的影响,本文对此进行了研究. 1钢中s对钢材性能的影响 铝作为强脱氧元素,对钢材性能的影响,是强 烈缩小7相的元素,它与氧,氮有很大的亲和力, 首先表现为其固氮作用,其次,当铝加人钢中时, 奥氏体晶粒减小,抑制碳钢的时效,提高钢在低温 下的韧性.铝之所以能细化钢的晶粒和提高钢晶 粒开始的温度,主要由于铝在钢中和氮元素形成 细小弥散分布的难溶化合物抑制作用,氮在铁素 体中的溶解度在590c【=左右最大,约为0.01%,而 在室温下则小于0.001%.所以氮含量较高的钢从 高温快冷后长期放置和稍加热时氮就逐渐以氮化 物的形式从铁素体中析出,使钢的强度,硬度升高 而塑性下降,另外氮含量较高的板带在平整后其 性能也随时间而变化,塑性,韧性明显下降,为了 防止或抑制这种时效现象,在钢中加入适量的铝, 使和N结合成以AIN减弱或消除氮的这种有害 时效现象.对含锰钢而言,由于钢中含锰,故热加 工过程中晶粒易发生粗化,必须控制本质晶粒度. 实际上,奥氏体晶粗大小是受多种因素影响的. 其中决定性影响因素之一是材质第二相质点,根 据第二相质点钉扎理论,晶粒度通常与第二相质 点半径成正比,与第二相质点体积百分数成反比. 酸溶铝与氮结合,形成第二相质点,此质点是影响 钢材晶粒大小的决定性因素,第二相AlN质点对 奥氏体晶界迁移能起钉扎作用.但当钢中酸溶铝 含量低时,形成的AIN质点少,即体积百分数低, 此时晶粒长大的驱动力大于A1N质点的钉扎力, 晶粒长大,造成奥氏体本质晶粒度粗大.反之,本 质晶粒度细小,见图1llj. 因此一般情况下,在某一酸溶铝量范围内,随 着钢中酸溶铝含量的增加,其钉扎力也增加,即酸 溶铝含量高的材质必须加热到更高温度,晶粒长 大驱动力才能大于质点的钉扎力,发生晶粒长大, 亦即铝含量增加,粗化温度提高,同时Ak控制过 低时,会增加溶解氧的含量,造成钢中氧化物的增 加.但当钢中酸溶铝量超过某一范围,就会产生相 2010年8月第三期Als对U71Mn材质钢轨相关性能的影响17 爨 咯 将 Al3/% 图1酸溶铝和本质晶粒度的关系 反的结果,因为酸溶铝过高,当温度升高时,铝原 子扩散聚集的距离减小,易粗化,另外酸溶铝量过 高可能将使钢产生反常组织和促进钢的石墨化倾 向,在铁素体及珠光体钢中,当含铝较高时,高温 强度和韧性较低,并给冶炼和浇铸带来若干困难, 随着Als的提高,一方面可以使溶解氧迅速地降低 到较低水平,细化钢的晶粒,另一方面,浇注时较高 的Als会增加钢液的二次氧化,产生滞留在钢中的 A1203夹杂,且生成A1N在铸坯凝固时晶界析出易 导致裂纹所以钢中酸溶铝量应控制在某一范围内. 2U71Mn重轨化学成分及工艺性能 要求 杭钢自2006年先后开发生产BS75R钢轨与 38kg/m重轨,材质为U71Mn,化学成分控制和工艺 性能要求见表1和表2. 表1U71Mn化学成分要求wt% 表2U71Mn钢轨的工艺性能要求 3Als对U71Mn重轨性能的影响 统计了杭钢2006年生产的总计183炉U71Mn 钢轨中随着Als的变化,钢轨的强度,伸长率以及硬 度(HB)的变化规律,见表3. 表3s的变化对U71Mn钢轨性能影响 a.伸长率 b.硬度 妇1._j e.强度 图2Als对U71Mn重轨性能的影响 从上列图表中可以发现,实际生产过程中,发 现Als含量的变化,对钢轨的强度,伸长率以及硬度 影响较大,特别是伸长率,在Als80ppm以下时,伸 长率平均在10%以下,当Als在160ppm以上时,伸 长率达到11.6%.相应硬度变化也比较明显,随着 Als的增加,硬度呈递减趋势.而强度的变化,则在 Ajs为40,60区间时,仅为867.1MPa,甚至超出了 标准要求的883MPa. 18砖全2010年8月第三期 转炉冶炼提高终点碳试验研究 张峰杨利康金进文郑卫民 (杭州钢铁集团公司转炉炼钢厂杭州3l0022) 摘要:介绍了依靠转炉现有生产装备,通过优化冶炼工艺,利用终点投弹及时掌握钢水终点 情况,进行了 提高转炉冶炼终点碳的试验.试验结果表明转炉冶炼终点平均碳含量比原工艺提高了 0.032%, 平均氧含量比原工艺降低了0.03836%,且成品磷含量全部符合钢种内控成分要求.这既降低 了 生产成本,减轻了脱氧负担,又提高了实物质量. 关键词:提高终点碳;转炉;终点投弹 U刚吾 提高转炉冶炼终点碳可以降低钢中氧含量,减 少吹损,对降低炼钢生产成本,提高钢材质量都具 有重要的意义.基于此国内许多钢厂在生产中高 碳钢时都采用拉高碳操作,杭钢转炉厂由于受设 备,原料,工艺,生产节奏及传统操作习惯的影响, 转炉冶炼终点碳一直比较低,因此我们有必要开展 提高转炉冶炼终点碳研究. 1提高终点碳调研情况 从对国内钢厂提高终点碳的调研情况看,提高 终点碳的难点是如何解决提碳增磷的问题.目前 国内钢厂一般采用双渣法l,铁水”三脱”法[,转 炉双联法【3l,延长前期低温脱磷法[]等工艺来保证 钢水磷含量满足钢种成分的要求;当终点碳升高且 钢水中的磷能满足从我们厂的实际情况看,一方面 由于我们厂转炉小,炉容比小,生产节奏快,冶炼过 4结语 程难以控制,且不是顶底复吹,同时不采用萤石化 渣;另一方面兄弟钢厂 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 的脱磷方法,有的对成 本影响较大,有的工艺不能适应,有的条件还不具备, 因此这些方法虽有一定的借鉴意义,但不具备直接应 用条件. 2试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定 2.1磷与碳含量关系的现状 我们对冶炼过程钢水的磷与碳含量关系的现 状进行了调查,调查情况如图1所示. 图l冶炼过程钢水磷与碳含量的关系 “ +一+”—-??+”+??+”+一?+??+”+一+??+??+??+??+??+??+??+??+??+..+??+一+一+??+一+ U71Mn钢轨生产过程中,AJs控制是十分重要 的,根据现场生产统计数据可以知道,Als含量在 80ppm以上时,不仅可以得到细小晶粒,而且钢轨 强度以及伸长率得到有效提升.实践控制过程中, Als在控制在0.010%一0.020%范围内,可以有效 地降低钢中的夹杂总量,提高了钢水的纯净度,同 时可以有效保证钢轨的力学性能. 参考文献 [1]胡文豪,袁永.酸溶铝在钢中行为的探讨.钢铁,200B(7): 42—44 收稿日期:2009—09—27 审稿:吴青松 编辑:魏海青