專利名稱：高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
一般生產(chǎn)合金鋼棒材時在澆注時極易出現(xiàn)鑄坯的中心疏松及成分偏析，嚴(yán)重時中 心疏松達(dá)到2級以上，甚至于超過標(biāo)準(zhǔn)要求的3級以上，因采用電磁攪拌出現(xiàn)帶狀偏析，鑄 坯斷面碳含量差別達(dá)到熔煉成分的20%。在軋制后的成品上取樣檢驗(yàn)化學(xué)成分表現(xiàn)為橫截 面上成分差異大且易出現(xiàn)不合格。取樣檢驗(yàn)淬透性時同一位置不同面差值較大(有較多位 置差值大于4HRC)。試驗(yàn)的16CrMnBH各區(qū)域C含量見表1，表 1
區(qū)域急冷層區(qū)域白亮帶區(qū)域框型偏析區(qū)域中心疏松區(qū)域中心最后凝固區(qū)域C含量％0. 154 0. 1630. 135 0. 1460. 161 0. 1640. 169 0. 1780. 176 0. 192 中心疏松區(qū)域與白亮帶區(qū)域的C含量相差最大達(dá)熔煉成分的27%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種高品質(zhì) 合結(jié)鋼棒材及其澆鑄工藝，可減小鑄坯的中心疏松和成分偏析，進(jìn)而提高棒材的低倍質(zhì)量 并穩(wěn)定淬透性。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材，按重量百分比包括以下組分C:0. 10% 0.50%，Cr: 0. 10 % 1. 50 %，Mn 0. 50 % 1. 50 %，Ti :0. 010 % 0. 015 %，Si 彡 0. 40 %，P ^ 0. 035%, S ^ 0. 035%,A1 0. 020% 0. 050%，N 彡 0. 020%,Mo ^ 0. 03%, V 0. 05 0. 50%, Ni ^ 0. 030%, Cu ^ 0. 090%, B ^ 0. 0018%, 0^0. 0014%, Fe 和不可避免的雜
質(zhì)余量。本類鋼種主要元素為C、Mn、Cr、B ；C是鋼材的強(qiáng)化元素，隨著碳的增加，鋼材的強(qiáng) 度、硬度、淬透性提高，而沖擊韌性明顯下降。Mn對淬透性貢獻(xiàn)顯著，特別是當(dāng)Mn的含量超 過0. 8%時，對淬透性的貢獻(xiàn)更為顯著，同時Mn還可以顯著增加鋼材的機(jī)械性能。Cr對淬 透性的影響，在低碳鋼中略低于Mn;在中碳鋼時，其效果要好于Mn，同時Cr還可以顯著提高 鋼材的塑韌性。B是提高淬透性方面的一個強(qiáng)有力元素，只需lOppm級別的含量即可顯著提 高材料的淬透性。高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材的生產(chǎn)工藝，包括電弧爐冶煉一LF精煉一VD真空處理一三機(jī) 三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄一緩冷一加熱一軋制一鋸切一緩冷一剝皮一探傷一檢驗(yàn)一入庫，三 機(jī)三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄工序中，采用結(jié)晶器電磁攪拌方式，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備電流強(qiáng) 度0 550A，頻率2 4HZ，凝固末段采用輕壓下，壓下量3 9mm。
由于三機(jī)三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄工序中采用結(jié)晶器電磁攪拌方式電流強(qiáng)度0 550A,頻率2 4HZ，凝固末段采用輕壓下，壓下量3 9mm，可以顯著提高鑄坯內(nèi)在質(zhì)量，減 輕鑄坯中心疏松及成分偏析。通過電磁攪拌工藝可以迫使鋼水以一定速度旋轉(zhuǎn)，從而均勻 結(jié)晶器內(nèi)的溫度場，改善凝固結(jié)構(gòu)；通過在連鑄凝固未期施加壓力，使鑄坯厚度減少，消除 因凝固搭橋而形成的中心封閉區(qū)，提高鑄坯密度，減少中心疏松，消除中心縮孔、偏析等。采用本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的18CrMnBH、42CrMoA等棒材，低倍中心疏松同樣都在1. 5 級以下，一般疏松在1. 0級以下，鑄坯碳偏析指數(shù)控制在1. 05以內(nèi)。淬透性全帶檢驗(yàn)同一 位置不同面硬度差值在4HRC以內(nèi)。探傷合格率在99%以上。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施例的是一種16CrMnBH高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材，按重量百分比包括以下組分 C 0. 157%, Cr 0. 98%, Mn :1. 17%, Ti :0. 012%, Si :0. 26%, P :0. 01%, S :0. 017%, A1 0. 030%, N :0. 0120%, Mo :0. 03%, V :0. 12%, Ni :0. 03%, Cu :0. 090%, B :0. 0018%, 0 0. 0014%, Fe和不可避免的雜質(zhì)余量。本實(shí)施例共軋制了(MOOmm和(M50mm 二個規(guī)格二個批次的棒材，工序具體如 下100t超高功率電弧爐冶煉通過電極放電產(chǎn)生的高溫，熔化廢鋼，并脫去P、S等雜質(zhì)。100tLF精煉脫氧，按照要求調(diào)整C、Mn、Si、Cr等元素含量，通過靜攪去除鋼水中 的夾雜物。80tVD真空處理在IMba以下真空度中脫0、N、H等氣體夾雜物。三機(jī)三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄采用結(jié)晶器電磁攪拌方式，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備電 流強(qiáng)度300A，頻率2HZ，凝固末段采用輕壓下，壓下量3mm，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備生產(chǎn)廠家為 ABB (阿西布朗勃法瑞)公司，型號為0RMD-900 ；緩冷將鋼坯在500°C以上收集，放入緩冷坑中緩冷至200°C以下出坑，減輕鋼坯 組織應(yīng)力，消除鋼坯內(nèi)外缺陷。加熱將鋼坯加熱到iioo°c以上，進(jìn)行完全奧氏體化，使鋼坯具有良好的塑性，易 于軋制加工。軋制使用軋機(jī)，將鋼坯通過一系列不同形狀的孔型加工，最終變?yōu)橐蟮某叽绾?形狀。鋸切將軋制好的長長的成品鋼材鋸切成要求的長度，易于運(yùn)輸和用戶使用。緩冷將鋼材在600°C以上收集，放入緩冷坑中緩冷至200°C以下出坑，減輕鋼材 組織應(yīng)力，消除鋼材內(nèi)外缺陷，降低鋼材硬度。剝皮使用砂輪剝皮機(jī)，將鋼材表面磨去一定的厚度，去除表面輕微缺陷，并為渦 流探傷做準(zhǔn)備。探傷通過超聲波和渦流探傷檢查鋼材內(nèi)部和表面缺陷，避免問題鋼材流到用戶 手中。檢驗(yàn)檢查鋼材的表面、尺寸、標(biāo)識，抽檢鋼材的理化性能等。
入庫經(jīng)檢驗(yàn)合格的成品打包、過磅，放入倉庫。經(jīng)檢測，各區(qū)域C含量情況見下表表 權(quán)利要求
高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材，其特征在于按重量百分比包括以下組分C0.10％～0.50％，Cr0.10％～1.50％，Mn0.50％～1.50％，Ti0.010％～0.015％，Si≤0.40％，P≤0.035％，S≤0.035％，Al0.020％～0.050％，N≤0.020％，Mo≤0.03％，V0.05～0.50％，Ni≤0.030％，Cu≤0.090％，B≤0.0018％，O≤0.0014％，F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)余量。
2.如權(quán)利要求1所述的高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材，其特征在于按重量百分比包括以下組分 C 0. 157%, Cr 0. 98%, Mn :1. 17%, Ti :0. 012%, Si :0. 26%, P :0. 01%, S :0. 017%, A1 0. 030%, N :0. 0120%, Mo :0. 03%, V :0. 12%, Ni :0. 03%, Cu :0. 090%, B :0. 0018%, 0 0. 0014%, Fe和不可避免的雜質(zhì)余量。
3.如權(quán)利要求1所述的高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材，其特征在于按重量百分比包括以下組 分C 0. 331%, Cr 0. 31%, Mn 1. 26%, Ti 0. 013%, Si 0. 28%, P 0. 009%, S 0. 004%, A1 0. 030%, N :0. 0120%, Mo :0. 02%, V :0. 3%, Ni :0. 02%, Cu :0. 050%, B :0. 001%, 0 0. 001%,Fe和不可避免的雜質(zhì)余量。
4.如權(quán)利要求1所述的高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材的生產(chǎn)工藝，包括電弧爐冶煉一LF精煉 —VD真空處理一三機(jī)三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄一緩冷一加熱一軋制一鋸切一緩冷一剝皮一 探傷一檢驗(yàn)一入庫，其特征在于所述三機(jī)三流合金鋼連鑄機(jī)連鑄工序中，采用結(jié)晶器電磁 攪拌方式，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備電流強(qiáng)度0 550A，頻率2 4HZ，凝固末段采用輕壓下，壓 下量3 9mmo
5.如權(quán)利要求4所述的高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述結(jié)晶器電磁 攪拌設(shè)備為阿西布朗勃法瑞公司的型號為0RMD-900的結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，是一種高品質(zhì)合結(jié)鋼棒材及其生產(chǎn)工藝，按重量百分比包括以下組分C0.10％～0.50％，Cr0.10％～1.50％，Mn0.50％～1.50％，Ti0.010％～0.015％，Si≤0.40％，P≤0.035％，S≤0.035％，Al0.020％～0.050％，N≤0.020％，Mo≤0.03％，V0.05～0.50％，Ni≤0.030％，Cu≤0.090％，B≤0.0018％，O≤0.0014％，F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)余量。工藝采用結(jié)晶器電磁攪拌方式，結(jié)晶器電磁攪拌設(shè)備電流強(qiáng)度0～550A，頻率2～4Hz，凝固末段采用輕壓下，壓下量3～9mm。本發(fā)明可以顯著提高鑄坯內(nèi)在質(zhì)量，減輕鑄坯中心疏松及成分偏析。
文檔編號C22C33/04GK101948986SQ20101029641
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者林貴明, 程維瑋 申請人:南京鋼鐵股份有限公司