一種細化鑄件一次晶粒度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種細化鑄件一次晶粒度的方法。該細化鑄件一次晶粒度的方法，包括以下制備步驟：步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；步驟2.加入鋼液總重量的0.2％-0.4％的稀土合金。本發(fā)明提供的方法能夠在較低的成本下，有效地細化鑄件的一次晶粒度，同時能夠降低鋼液中的硫?qū)﹁T件的有害作用。
【專利說明】一種細化鑄件一次晶粒度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種細化鑄件一次晶粒度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼液在澆注時形成的一次晶粒度對鋼材的性能影響很大，因此時形成的晶界間富集了大量的雜質(zhì)和低熔點物質(zhì)，所以即使后續(xù)熱處理也不能改變這些雜質(zhì)和低熔點物質(zhì)的分布。
[0003]為此傳統(tǒng)的做法就是提高過冷度來細化晶?；蛘呤褂脵C械震動、超聲波等方法來使粗大的枝晶碎短，并作為異質(zhì)核心來形核長大。
[0004]但是，增加過冷度的方法要么需要額外的冷源，要么在工藝上十分苛刻，往往不能盡如人意，甚至常常出現(xiàn)意想不到的新問題。
[0005]而且機械震動和超聲波等借助外力的方法因?qū)嵱眯圆粡?，在現(xiàn)實中應(yīng)用得很少。
[0006]而且，還有一些方法是給脫氧后的鋼液中加入0.2%左右的稀土，該方法的優(yōu)點是加入比例很小的稀土就能有效化細化鑄件的一次晶粒度，相對工藝措施簡單，成本較低。缺點是加入方式不當可能產(chǎn)生爆炸或效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種可操作性強，晶粒細化明顯的細化鑄件一次晶粒度的方法。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種細化鑄件一次晶粒度的方法，包括以下制備步驟:
[0009]步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；
[0010]優(yōu)選地，可以給鋼液中加入鋁絲進行脫氧。鋁絲的加入量為鋼液總量的0.1% -0.3%。更優(yōu)選地，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.12% -0.25%。
[0011]步驟2.加入鋼液總重量的0.2% -0.4%的稀土合金。
[0012]鋼脫氧之后，反應(yīng)生成的固體氧化物會上浮到鋼液表面，先將其撈出，再加入鋼液總重量的0.2% -0.4%的稀土合金,優(yōu)選,稀土合金為含鋪25-35%、含娃65-75%的稀土合金。更優(yōu)選地，所述稀土合金為含鋪28-32%、含娃68-72%的稀土合金。
[0013]因為這種稀土合金具有很活潑的化學(xué)性質(zhì)，極易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，故要求必須在脫氧反應(yīng)進行之后才能加入，否則會產(chǎn)生噴濺甚至爆炸。
[0014]因為它會與鋼液內(nèi)的硫元素等形成高熔點物質(zhì)，而且這些高熔點物質(zhì)呈圓球形，在鑄件中是最理想的一種異物形狀，當這種高熔點物質(zhì)隨鋼液一起進入鑄型后首先從鋼液中析出，這種高熔點物質(zhì)硫化物彌散分布在鋼液內(nèi)部，當鋼液澆注進砂型時，內(nèi)部的懸浮固體硫化物也因流體粘性而附著在鋼水中一起進入砂型，并彌散分布在鋼液中起到異質(zhì)核心的作用，鋼液以這些高溫析出的異質(zhì)核心為能量富集點長大，這與其它核心一起使鋼液在大量的點上同時結(jié)晶。[0015]結(jié)晶的第一步是形核，因為固體硫化物彌散懸浮在鋼液內(nèi)，當溫度降低到一定程度時，固體懸浮硫化物表面富集大量起伏不定的能量，這些能量促使鋼液依托硫化物為核心形成一個待長大的核心，這就是第一步形核的過程；結(jié)晶的第二步是核心長大，這時核心與之接觸的鋼液一起逐步形成獨立方向上的枝晶，伴隨著溶質(zhì)再分配，逐漸發(fā)達的枝晶在能量起伏部位出現(xiàn)垂直方向的二次枝晶并逐漸長大，按同樣方式形成三次枝晶；第三步是晶界的形成，當枝晶像大樹一樣逐漸長大并不斷分叉后，會與相鄰的晶粒接觸并形成晶界，最后低熔點物質(zhì)在最后形成的晶界與晶界之前凝固，形成各種形狀的晶間夾渣物，扼殺了枝晶進一步長大的空間和條件，此時枝晶相互接觸，避免了多次枝晶的形成，從而細化了一次晶粒度，此外還可以降低硫元素的有害作用。
[0016]所以，通過本發(fā)明提供的方法能夠在較低的成本下，有效地細化鑄件的一次晶粒度，同時能夠降低鋼液中的硫?qū)﹁T件的有害作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為在200倍視場下，按照傳統(tǒng)工藝制成的鑄件的產(chǎn)品金相圖；
[0018]圖2為在200倍視場下，根據(jù)本發(fā)明提供的一種細化鑄件一次晶粒度的方法制成的鑄件的金相圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0020]一種細化鑄件一次晶粒度的方法，包括以下制備步驟:
[0021]步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；
[0022]優(yōu)選地，可以給鋼液中加入鋁絲進行脫氧。鋁絲的加入量為鋼液總量的0.1% -0.3%。更優(yōu)選地，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.12% -0.25%。
[0023]步驟2.加入鋼液總重量的0.2% -0.4%的稀土合金。
[0024]鋼脫氧之后，反應(yīng)生成的固體氧化物會上浮到鋼液表面，先將其撈出，再加入鋼液總重量的0.2% -0.4%的稀土合金,優(yōu)選,稀土合金為含25_35%、含娃65-75%的稀土合金。更優(yōu)選地，所述稀土合金為含鋪28-32%、含娃68-72%的稀土合金。
[0025]因為鈰、硅稀土合金具有很活潑的化學(xué)性質(zhì)，極易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，故要求必須在脫氧反應(yīng)進行之后才能加入，否則會產(chǎn)生噴濺甚至爆炸。
[0026]而且它會與鋼液內(nèi)的硫元素等形成高熔點物質(zhì)，而且這些高熔點物質(zhì)呈圓球形，在鑄件中是最理想的一種異物形狀，當這種高熔點物質(zhì)隨鋼液一起進入鑄型后首先從鋼液中析出，這種高熔點物質(zhì)硫化物彌散分布在鋼液內(nèi)部，當鋼液澆注進砂型時，內(nèi)部的懸浮固體硫化物也因流體粘性而附著在鋼水中一起進入砂型，并彌散分布在鋼液中起到異質(zhì)核心的作用，鋼液以這些高溫析出的異質(zhì)核心為能量富集點長大，這與其它核心一起使鋼液在大量的點上同時結(jié)晶。
[0027]結(jié)晶的第一步是形核，因為固體硫化物彌散懸浮在鋼液內(nèi)，當溫度降低到一定程度時，固體懸浮硫化物表面富集大量起伏不定的能量，這些能量促使鋼液依托硫化物為核心形成一個待長大的核心，這就是第一步形核的過程；結(jié)晶的第二步是核心長大，這時核心與之接觸的鋼液一起逐步形成獨立方向上的枝晶，伴隨著溶質(zhì)再分配，逐漸發(fā)達的枝晶在能量起伏部位出現(xiàn)垂直方向的二次枝晶并逐漸長大，按同樣方式形成三次枝晶；第三步是晶界的形成，當枝晶像大樹一樣逐漸長大并不斷分叉后，會與相鄰的晶粒接觸并形成晶界，最后低熔點物質(zhì)在最后形成的晶界與晶界之前凝固，形成各種形狀的晶間夾渣物，扼殺了枝晶進一步長大的空間和條件，此時枝晶相互接觸，避免了多次枝晶的形成，從而細化了一次晶粒度，此外還可以降低硫元素的有害作用。
[0028]所以，所以，通過本發(fā)明提供的方法能夠在較低的成本下，有效地細化鑄件的一次晶粒度，同時能夠降低鋼液中的硫?qū)﹁T件的有害作用。
[0029]實施例1: [0030]一種細化鑄件一次晶粒度的方法，將鋁絲作為脫氧劑加入鋼液中，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.1%。等到氧化還原反應(yīng)完成后，鋼液表面會浮出生成的固體氧化物，將這些固體氧化物清理之后，給給鋼液中加入鋼液總重量的0.2%的含鈰25%、含硅65%的稀土合金，待反應(yīng)完全。
[0031]實施例2:
[0032]一種細化鑄件一次晶粒度的方法，將鋁絲作為脫氧劑加入鋼液中，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.2%。等到氧化還原反應(yīng)完成后，鋼液表面會浮出生成的固體氧化物，將這些固體氧化物清理之后，給給鋼液中加入鋼液總重量的0.2%的含鈰30%、含硅70%的稀土合金，待反應(yīng)完全。
[0033]實施例3:
[0034]一種細化鑄件一次晶粒度的方法，將鋁絲作為脫氧劑加入鋼液中，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.3%。等到氧化還原反應(yīng)完成后，鋼液表面會浮出生成的固體氧化物，將這些固體氧化物清理之后，給給鋼液中加入鋼液總重量0.3%的含鈰35%、含硅75%的稀土合金，待反應(yīng)完全。
[0035]實驗例1:
[0036]以25#鋼為例，分別采用新老工藝進行重新澆注成型。
[0037]其中老工藝是采用中頻感應(yīng)電爐熔煉后加0.1%鋁絲脫氧后澆注成型；新工藝是使用本發(fā)明實施例3所提供方案，采用中頻感應(yīng)電爐熔煉后加0.1 %鋁絲脫氧，再添加
0.3%的鈰、硅稀土合金后澆注成型，其金相圖對比如附圖1和2，其性能數(shù)據(jù)對比如下表:
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種細化鑄件一次晶粒度的方法，其特征在于，包括以下制備步驟:步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；步驟2.加入鋼液總重量的0.2% -0.4%的稀土合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細化鑄件一次晶粒度的方法，其特征在于:步驟I中，所述脫氧劑為鋁絲，其加入量為鋼液總量的0.1% -0.3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種細化鑄件一次晶粒度的方法，其特征在于:步驟I中，所述脫氧劑為鋁絲，其加入量為鋼液總量的0.12% -0.25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細化鑄件一次晶粒度的方法，其特征在于:步驟2中，所述稀土合金為含鈰25-35%、含硅65-75%的稀土合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種細化鑄件一次晶粒度的方法，其特征在于:步驟2中，所述稀土合金為含鈰28-32%、含硅68-72%的稀土合金。
【文檔編號】B22D27/20GK104001907SQ201410264066
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李偉, 周凱文, 曾光前, 吳枝峰 申請人:四川法拉特不銹鋼鑄造有限公司