专利名称：一种防止含铜钢产生裂纹的方法
技术领域：
本发明涉及一种防止含铜钢产生裂纹的方法，属于冶金工业生产中的金属材料领域。
背景技术：
310乙字钢是制作火车车厢中梁的专用特殊型钢，使用条件和环境恶劣，要求具有耐大气腐蚀性能。包钢早在上个世纪九十年代生产的具有耐大气腐蚀性能的310乙字钢采用的钢种是09CuPTiRE，由锭坯材系统生产，由于钢坯和乙字钢表面裂纹，轧制也困难，表面清理工作量较大，成材率不到50%，效率低，效益差，甚至亏损。如何消除含铜钢表面易产生裂纹的缺陷，是本领域亟待解决的问题
发明内容
本发明的目的是为了消除含铜钢表面易产生裂纹的缺陷，尤其是含铜乙字钢的坯和材表面产生裂纹的缺陷，提高和稳定高强耐候乙字钢的强度、低温冲击韧性和综合性能，提供一种防止含铜钢产生裂纹的方法。本发明的方法是在含铜钢冶炼过程中加入金属镍，镍铜摩尔数比大于等于I。优选地，钢中加入的金属镍的质量与钢中铜的质量相等，即钢中镍铜质量比为1:1。本发明的原理是在含铜钢中加入镍金属，使镍铜摩尔数比大于等于1，从而保证钢中所有铜元素均与镍元素化合成高熔点镍铜合金，避免了钢在冶炼、连铸、加热和轧制过程中由于铜熔点低造成钢坯或轧材产生裂纹；进而稳定、改善或提高了与此相关的钢材性能；使钢中镍铜摩尔数比达到大于等于I的要求，需使钢中镍铜的质量百分数比值达到一定值。由于铜比镍原子量略大，钢中加入相同重量的镍和铜金属，即镍铜的质量百分数比值为1，就能达到要求，使钢中的铜完全与镍化合反应，目的是使钢中不存在游离状态的铜。本发明优点是冶炼过程中仅多加入镍一种金属，增加合金的种类少；与铜和其它合金一同加入，加入方法简单，不增加工序成本；消除裂纹的效果明显有效；铜元素的耐腐蚀性能仍起作用，同时还提高了钢材的综合性能(如强度、低温冲击韧性等)，一举两得。
具体实施例方式包钢首次生产的具有耐大气腐蚀性能的310乙字钢，采用的钢种是09CuPTiRE，由于钢中没有加入镍元素，钢坯和乙字钢表面产生裂纹，同时由于含铜，钢坯加热温度也低，轧制也困难，表面清理工作量较大，成材率不到50%。一直以来的生产实践也证明，由于09CuPTiRE设计上的缺陷没有加镍，钢坯和乙字钢成品均有裂纹，尤其钢坯更加严重，有些钢坯由于裂纹较深还判废。铜镍合金本身是高熔点合金。含铜钢中加入镍，消除了低熔点铜的有害作用。扫描电镜能谱分析表明，09CuPTiRE钢中基体内和裂纹处有游离状态的铜。这是产生裂纹的重要原因。随后包钢研发了 YQ450NbRE、YQ450NQR1两个钢种的高强耐候310乙字钢，YQ450NbRE、YQ450NQR1两个钢种中，铜、镍的成分组成均为铜重量百分含量为O. 25
O.40%，镍重量百分含量为O. 25 O. 40% ;其它为钢中五大元素和必要的合金元素、铁及不可避免的杂质。从成分设计和优化过程中就考虑加入 过量镍金属，使钢中铜元素与镍元素全部化合成高熔点铜镍合金，钢中就不存在游离状态的铜金属，因而消除了钢坯和乙字钢表面裂纹。钢中加入过量的镍金属与铜化合成高熔点镍铜合金，就如同钢中加入了高温合金一样，不仅消除了铜在钢中易产生裂纹的缺陷，而且铜的耐腐蚀性能仍起作用，同时还提高和稳定了钢材的综合性能(如强度、低温冲击韧性等)。YQ450NbRE、YQ450NQRl两个钢种，采用连铸工艺生产后，成材率均达到90%以。采用上述两个钢种生产的高强耐候310乙字钢，满足了铁路车辆厂研制的高速、重载新车型的需求。
权利要求
1.一种防止含铜钢产生裂纹的方法，其特征是在含铜钢冶炼过程中加入金属镍，镍铜摩尔数比大于等于I。
2.根据权利要求I所述的防止含铜钢产生裂纹的方法，其特征是钢中加入的金属镍的质量与钢中铜的质量相等。
全文摘要
本发明涉及一种防止含铜钢产生裂纹的方法，其特征是在含铜钢冶炼过程中加入金属镍，镍铜摩尔数比大于等于1。其优点是冶炼过程中仅多加入镍一种金属，增加合金的种类少；与铜和其它合金一同加入，加入方法简单，不增加工序成本；消除裂纹的效果明显有效；铜元素的耐腐蚀性能仍起作用，同时还提高了钢材的综合性能(如强度、低温冲击韧性等)，一举两得。
文档编号C22C38/00GK102912217SQ20121046398
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者姜德刚, 智建国, 贺景春 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司