[0082](實(shí)施例2)
[0083] 實(shí)施例2中，鋼錠的直徑大于實(shí)施例1的，并且確認(rèn)本發(fā)明是否可應(yīng)用于大型鋼錠 生產(chǎn)的情況。該實(shí)施例中，在真空電弧重熔設(shè)備的管內(nèi)He氣壓力改變的條件下生產(chǎn)鋼錠。 首先，類似于如上所述的實(shí)施例1，自耗電極生產(chǎn)工序中，通過(guò)真空熔融生產(chǎn)三個(gè)真空電弧 重熔用自耗電極。自耗電極的生產(chǎn)中，添加Mg以形成Mg氧化物。為了確認(rèn)Mg氧化物是否 存在，使用類似于實(shí)施例1的方法，從自耗電極取樣試驗(yàn)片以確認(rèn)Mg氧化物是否存在，結(jié) 果，三個(gè)自耗電極全部具有包含MgO作為它們的核的Ti系夾雜物。通過(guò)VAR重熔自耗電極 以生產(chǎn)鋼錠。
[0084] 對(duì)于三個(gè)電極中的兩個(gè)重熔用電極1，在由VAR重熔以生產(chǎn)鋼錠期間，將具有99. 9 體積％以上的純度的He氣導(dǎo)入至鋼錠3與水冷銅坩堝4之間（本發(fā)明例No. 2和No. 3)。對(duì) 于另一重熔用電極，在真空電弧重熔期間不將He氣導(dǎo)入至鋼錠3與水冷銅坩堝4之間（參 考例No.12)。在本發(fā)明例和參考例二者中，鋼錠的平均直徑為550mm。
[0085] 以類似于實(shí)施例1的方式進(jìn)行用He氣的冷卻。在用He氣冷卻時(shí)，本發(fā)明例No. 2 將管內(nèi)He氣壓力設(shè)定為1，300Pa和本發(fā)明例No. 3設(shè)定為1，860Pa。用于本發(fā)明例和參考 例的重熔用電極的組成、以及由本發(fā)明例和參考例生產(chǎn)的鋼錠的組成示于表4。
[0086] [表4]
[0089] 除上述那些以外的元素為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0090] 方括號(hào)內(nèi)示出的元素的含量的單位為ppm。
[0091] 接下來(lái)，將由VAR重熔的馬氏體時(shí)效鋼鍛造以具有板坯（slab)形狀，然后為了從 頂部、中間部和底部取樣試驗(yàn)片用于夾雜物分析，沿與中心軸垂直的方向以等間隔切斷鋼 錠，并在沿徑向和厚度方向的中心部從鋼錠取樣2g試驗(yàn)片。因?yàn)樵阱懺熹撳V以具有板坯形 狀之后取樣夾雜物分析用試驗(yàn)片，所以未檢查包含TiN和TiCN的Ti系夾雜物沿鋼錠徑向 的尺寸分布。需要說(shuō)明的是，通過(guò)類似于實(shí)施例1的方法測(cè)定包含TiN和TiCN等的Ti系 夾雜物的尺寸，并且在過(guò)濾器上觀察到的全部Ti系夾雜物中最大的Ti系夾雜物用作具有 最大長(zhǎng)度的Ti系夾雜物。表5示出板坯中頂部、中間部和底部觀察到的包含TiN和TiCN 等的Ti系夾雜物的尺寸。
[0092] [表5]
[0094] 如表5所示，對(duì)于其中導(dǎo)入He氣的本發(fā)明例No. 2和No. 3,對(duì)于頂部、中間部和 底部的全部位置，Ti系夾雜物的最大長(zhǎng)度較短。參考例No. 12中，觀察到具有約7. 5μπι 至8. 1μπι的直徑的粗大的Ti系夾雜物。另一方面，在本發(fā)明例中，最大的Ti系夾雜物為 7. 26μπι。從上述結(jié)果來(lái)看，明顯的是即使鋼錠的直徑大，歸因于由導(dǎo)入He氣獲得的冷卻效 果，仍使Ti系夾雜物微細(xì)化。
[0095] 此外，在本發(fā)明例，特別是在本發(fā)明例No. 2和No. 3中，Ti系夾雜物的尺寸較少有 不均一，對(duì)于頂部和中間部，最大長(zhǎng)度分別在7.Ομπι至7. 15μηι和7. 2μηι至7. 3μηι的范 圍內(nèi)。另一方面，在參考例No. 12中，板坯的頂部、中間部的Ti系夾雜物的最大長(zhǎng)度在8. 1 至8. 5μπι的范圍內(nèi)，并且與本發(fā)明例相比Ti系夾雜物的尺寸更加不均一。
[0096] 表6示出當(dāng)在實(shí)施例1和2中生產(chǎn)鋼錠時(shí)放熱量的計(jì)算結(jié)果。放熱量如下式（1) 表示的，通過(guò)將導(dǎo)入至水冷銅坩堝的冷卻水的溫度的平均值與鋼錠冷卻后由水冷銅坩堝排 出的冷卻水的溫度的平均值之間的溫度差乘以冷卻水的流量來(lái)計(jì)算。從真空電弧重熔爐的 操作狀態(tài)變得穩(wěn)定時(shí)、即從操作開(kāi)始過(guò)去200分鐘后的時(shí)刻（S卩，重熔開(kāi)始時(shí)刻），到重熔終 止時(shí)、即從操作開(kāi)始過(guò)去500分鐘后的時(shí)刻，在該時(shí)間段內(nèi)測(cè)量用于實(shí)施例1的冷卻水的溫 度。另一方面，從真空電弧重熔爐的操作狀態(tài)變得穩(wěn)定時(shí)、即從操作開(kāi)始過(guò)去300分鐘后的 時(shí)刻（即，重熔開(kāi)始時(shí)刻），到終止重熔時(shí)、即從操作開(kāi)始過(guò)去1，〇〇〇分鐘后的時(shí)刻，在該時(shí) 間段內(nèi)測(cè)量實(shí)施例2的冷卻水的溫度。
[0097][式1]
[0098] 放熱量=(排出的冷卻水的溫度的平均值一導(dǎo)入的冷卻水的溫度的平均值）X流 量 ⑴
[0099] 其中冷卻水的溫度的單位：°C;流量的單位：L/min
[0100] [表 6]
[0101]
[0102] 從表6所述的結(jié)果，示出將He氣導(dǎo)入鋼錠與坩堝之間的間隙的本發(fā)明例中放熱量 與參考例的放熱量相比增加了。明顯的是導(dǎo)入至水冷銅坩堝的冷卻水使鋼錠冷卻，并且導(dǎo) 入的He氣也使鋼錠冷卻。計(jì)算放熱量，并基于計(jì)算值，確認(rèn)通過(guò)He氣的放熱效果。
[0103] 從上述結(jié)果來(lái)看，通過(guò)將He氣導(dǎo)入至鋼錠與坩堝之間的間隙并用He氣冷卻鋼錠 使得根據(jù)鋼錠中不同位置而不同的Ti系夾雜物的尺寸更均一。關(guān)于板坯底部，由于其為與 水冷銅坩堝4的底部接觸的部分，所以與其它部分相比冷卻速度較高。因此，獲得坩堝的冷 卻效果與He氣的冷卻效果的協(xié)同效果，因此與鋼錠的頂部和中間部相比，Ti系夾雜物在板 坯底部更加微細(xì)化。
[0104] 如上所述，在由真空電弧重熔來(lái)重熔馬氏體時(shí)效鋼時(shí)將He氣導(dǎo)入至鋼錠與坩堝 之間的間隙，從而可使Ti系夾雜物微細(xì)化并抑制出現(xiàn)在鋼錠不同位置的Ti系夾雜物的尺 寸的不均一。結(jié)果，能夠防止由于馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物作為起點(diǎn)而發(fā)生的疲勞破壞，從 而可使馬氏體時(shí)效鋼制品的品質(zhì)和特性穩(wěn)定化。
[0105] 附圖標(biāo)iP,說(shuō)明
[0106] 1重熔用自耗電極
[0107] 2鋼水池
[0108] 3鋼錠
[0109] 4水冷銅坩堝
[0110] 5氣體導(dǎo)入噴嘴
[0111] 6壓力測(cè)量裝置
[0112] 7壓力控制閥
[0113] 8管道閥門
[0114] 10真空電弧重熔設(shè)備
[0115] A稀有氣體
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通過(guò)使用真空電弧重熔設(shè)備來(lái)真空電弧重熔的馬氏體時(shí)效鋼的生產(chǎn)方法，所述 方法包括： 通過(guò)在所述設(shè)備的坩堝中將由包含鎂氧化物的馬氏體時(shí)效鋼制成的自耗電極熔融來(lái) 生產(chǎn)鋼錠的鋼錠生產(chǎn)工序， 其中所述鋼錠生產(chǎn)工序包括用導(dǎo)入所述鋼錠與所述坩堝之間的稀有氣體冷卻所述鋼 錠的冷卻工序。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬氏體時(shí)效鋼的生產(chǎn)方法，其中所述稀有氣體包括99. 9體 積％以上的He。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬氏體時(shí)效鋼的生產(chǎn)方法，所述冷卻工序包括經(jīng)由稀有 氣體導(dǎo)入管將所述稀有氣體導(dǎo)入所述坩堝的稀有氣體導(dǎo)入工序，所述稀有氣體導(dǎo)入管內(nèi)部 的所述稀有氣體的壓力為l〇〇Pa至3,OOOPa。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的馬氏體時(shí)效鋼的生產(chǎn)方法，其中所述鋼錠的平均 直徑為30Ctam至80Ctam。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的馬氏體時(shí)效鋼的生產(chǎn)方法，所述方法進(jìn)一步包括 通過(guò)在真空熔融所述馬氏體時(shí)效鋼之前將鎂添加至所述馬氏體時(shí)效鋼來(lái)生產(chǎn)所述自耗電 極的自耗電極生產(chǎn)工序。6. -種通過(guò)使用真空電弧重熔設(shè)備來(lái)真空電弧重熔的馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物的微 細(xì)化方法，所述方法包括： 在所述設(shè)備的坩堝中將由包含鎂氧化物的馬氏體時(shí)效鋼構(gòu)成的自耗電極熔融來(lái)生產(chǎn) 鋼錠的鋼錠生產(chǎn)工序， 其中所述鋼錠生產(chǎn)工序包括用導(dǎo)入所述鋼錠與所述坩堝之間的稀有氣體冷卻所述鋼 錠的冷卻工序。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物的微細(xì)化方法，其中所述稀有氣體 包括99. 9體積％以上的He。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物的微細(xì)化方法，所述冷卻工序 包括經(jīng)由稀有氣體導(dǎo)入管將所述稀有氣體導(dǎo)入所述坩堝的稀有氣體導(dǎo)入工序，其中所述稀 有氣體導(dǎo)入管內(nèi)部的所述稀有氣體的壓力為l〇〇Pa至3,OOOPa。9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物的微細(xì)化方法，其中所 述鋼錠的平均直徑為300mm至800mm。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的馬氏體時(shí)效鋼中的夾雜物的微細(xì)化方法，所述方 法進(jìn)一步包括通過(guò)在真空熔融所述馬氏體時(shí)效鋼之前將鎂添加至所述馬氏體時(shí)效鋼來(lái)生 產(chǎn)所述自耗電極的自耗電極生產(chǎn)工序。
【專利摘要】提供：馬氏體時(shí)效鋼的制造方法，所述方法能夠進(jìn)一步使Ti系夾雜物微細(xì)化并使鋼錠內(nèi)位置之間Ti系夾雜物的尺寸差異最小化；和使夾雜物微細(xì)化的方法。本發(fā)明涉及通過(guò)使用真空電弧重熔設(shè)備的真空電弧重熔法來(lái)制造馬氏體時(shí)效鋼的方法。該方法包括，作為必需工序的在設(shè)備的坩堝中將由馬氏體時(shí)效鋼組成的自耗電極熔融并由此生產(chǎn)鋼錠的鋼錠生產(chǎn)工序，所述鋼錠生產(chǎn)工序包括用導(dǎo)入鋼錠與坩堝之間的稀有氣體冷卻鋼錠的冷卻工序。
【IPC分類】C21C7/04, C22B9/20, C22C38/00, C22C38/14, B22D27/02, B22D27/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105308196
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480030673
【發(fā)明人】羽田野雄一, 上村享彥
【申請(qǐng)人】日立金屬株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2014年3月20日
【公告號(hào)】EP2980233A1, WO2014156942A1