低氧纯净钢以及低氧纯净钢产品的制作方法_3

文档序号:8947101阅读:来源:国知局
即化/T. 0是重要的指标。 阳103] 图5示出了在REM适当添加(REM含量为0.00005~0.0004%的钢)、REM过剩添 加(REM含量超过0. 0004%的钢)W及REM没有添加(REM含量低于0. 00005% )时调查得 到的化/T.0与钢巧极值统计(ym)之间的关系。
[0104]由图5可知:在图中用"?"表示的REM适当添加下,如果化/T.0在0.50 W下,现J钢巧极值统计在30 y m W下。可W推测其原因在于:如果化/T. 0在0. 50 W下,则夹杂物的 CaO活度维持在高位,通过REM容易发生CaO的还原反应,从而非金属夹杂物的粗大化受到 抑制。 阳1化]因此,将化/T.0设定为0.50W下。Ca/T.O优选为0. 10~0.40。此外,在化含 量为0.00025%W下的情况下,为了更加抑制由化产生的夹杂物的粗大化,Ca/T.O优选为 0.20W下。
[0106] REM/T. 0 :0. 05~0. 50化05《REM/T. 0《0. 50) 阳107] REM/T. 0在充分地发挥REM的夹杂物改质效果方面是有效的指标。因此,为了显著 地发挥出REM的夹杂物改质效果,除了上述的REM/ta、Ca/T.0W外,还优选将REM/T.0设定 为 0.05 ~0.50。
[0108] 如果REM/T. 0超过0. 50,则在REM添加之后不久,虽然在夹杂物的凝聚合并中作为 粘结剂做出贡献的CaO或化O-AI2O3中的CaO的还原得W实现,但未反应的REM(REM本身是 强有力的脱氧元素)大量残存下来,从而使Al2〇3过剩还原。其结果是,REM2O3-AI2O3夹杂物 大量生成而粗大化。因此,无助于机械特性的提高。
[0109] 如果REM/T. 0低于0. 05,则不会充分有助于作为上述夹杂物的粘结剂做出贡献的 CaO或化O-AI2O3中的CaO的还原,从而夹杂物的改质效果不会充分地表现出来。因此,在 钢中,不会得到使非金属夹杂物微细分散的效果,从而无助于机械特性的提高。因此,REM/ T. 0优选设定为0. 05~0. 50。REM/T. 0更优选为0. 10~0. 40。
[0110] 图4示出了T.0在0.003%W下的钢中的REM/T.0与钢巧极值统计之间的关系。 此外,在图4中,REM含量、REM/化、Ca/T. 0等均在本实施方式的低氧纯净钢的范围内。 阳111] 如果在T. 0为0. 003%W下的纯净的钢水中含有REM/T. 0满足0. 05~0. 50、优选 满足0. 10~0. 40的REM,则REM充分地还原在夹杂物的凝聚合并中作为粘结剂做出贡献的CaO或化O-AI2O3中的化〇(即充分地表现出夹杂物的改质效果)。其结果是,夹杂物不会凝 聚合并,非金属夹杂物更微细地分散。
[0112] 接着,就钢水的基本元素即〇、51、111,进而就杂质元素即?^及8优选的含量进行 说明。如前所述,在本实施方式的低氧纯净钢中,REM的夹杂物改质效果并不对除Al、Ca、 REMW及T. 0W外的C、SiW及Mn等钢成分产生影响而表现出来。因此,在获得本实施方 式的效果的情况下,对于除A1、Ca、REMW及T. 0W外的元素,没有必要进行限定。然而,在 实用钢中,为了确保规定的特性,优选对C、Si、Mn等的含量进行控制。下面就优选的成分组 成(化学成分),W实用钢的成分组成为基础进行说明。 阳 11引C:1.20%W下
[0114]C是对于确保泽火后钢的强度和硬度有效的元素。在不是那么需要强度或者硬度 的钢种中,由于未必需要含有C,因而下限并没有特别的规定。然而,C是钢的基本元素,使 其含量为0%是困难的,因而不包括0%。
[0115] 另一方面,在提高强度和硬度的情况下,优选将C含量设定为0.OOl%W上。但是, 如果C含量超过1.20%,则泽火时产生裂纹,而且钢变得过硬而使切削工具的寿命降低。因 此,优选将C含量的上限设定为1.20%。更优选的C含量的上限为1.00%。 阳 116] Si:3.00%W下
[0117] Si是对于提高钢的泽透性而确保强度和硬度有效的元素。在不是那么需要强度或 者硬度的钢种中,由于不需要含有Si,因而下限并没有特别的规定。但是,Si是钢的基本元 素,使其含量为0%是困难的,因而不包括0%。
[0118] 另一方面,在提高钢的强度和硬度的情况下,优选将Si含量设定为0.001%W上。 但是,如果Si含量超过3.00%,则效果达到饱和,而且钢的硬度变得过高而使切削工具的 寿命降低。因此,优选将Si含量的上限设定为3. 00%。更优选的Si含量的上限为2. 50%。 阳 119]Mn:16. 0%W下
[0120]Mn是对于提高钢的泽透性而确保强度和硬度有效的元素。在不是那么需要强度或 者硬度的钢种中,由于不需要含有Mn,因而下限并没有特别的规定。然而,Mn是钢的基本元 素,使其含量为0%是困难的,因而不包括0%。 阳121] 另一方面,在提高强度和硬度的情况下,优选将Mn含量设定为0.001%W上。但 是,如果Mn含量超过16.0%,则泽火时产生泽裂,而且钢变得过硬而使切削工具的寿命降 低。因此,优选将Mn含量的上限设定为16.0%。更优选的Mn含量的上限为12.0%。此外, 只要是在含有一定量的C(例如0. 1%W上)的情况下,即使Mn含量在2. 0%W下,也可W 确保实用钢的强度。 阳 12引P:0.05%W下 阳12引P是杂质元素,如果P含量过多,则钢的初性降低。因此,优选将P含量限制为 0. 05%W下。更优选将P含量限制在0. 03%W下。另一方面,为了将P含量降低至0. 0001% W下,需要极大的精炼成本。因此,实用钢中的P含量的下限为0. 0001%左右。 阳 124]S:0.05 %W下
[01巧]S与P同样,是杂质元素,如果S含量过多,则钢的初性降低。因此,优选将S含 量限制为0.05%W下。更优选将S含量限制在0.03%W下。此外,为了将S含量降低至 0.0001 %W下,需要极大的精炼成本。因此,实用钢中的S含量的下限为0.0001 %左右。 [01%] 除上述元素W外,本实施方式的低氧纯净钢在不损害特性的范围内,也可W进一 步含有Cr:3. 50%W下、Mo:0. 85%W下、Ni:4. 50%W下、Nb:0. 20%W下、V:0. 45%W下 W及W:0. 30%W下之中的1种或2种W上。运些元素由于未必需要含有,因而其下限为 0%。 阳 127]Cr:3.50%W下
[0128] 化是对于提高钢的泽透性而确保强度和硬度有效的元素。在获得该效果的情况 下,优选将化含量设定为0.Ol%W上。另一方面,如果化含量超过3. 50%,则初性和延展 性降低,因而将含有时的化含量的上限设定为3. 50%。优选的化含量的上限为2. 50%。 阳 129]Mo:0.85 %W下
[0130] Mo是对于提高钢的泽透性而确保强度和硬度有效的元素。另外,Mo是形成碳化 物而有助于提高回火软化阻力的元素。在获得运些效果的情况下,优选将Mo含量设定为 0.OOl%W上。另一方面,如果Mo含量超过0. 85%,则容易产生可能导致初性W及延展性降 低的过冷组织。因此,将含有时的Mo含量的上限设定为0.85%。优选的Mo含量的上限为 0. 65%。
[0131] 化:4.50%W下
[0132] Mo是对于提高泽透性而确保强度和硬度有效的元素。在获得该效果的情况下,优 选将Ni含量设定为0. 005%W上。另一方面,如果Ni含量超过4. 50%,则初性和延展性降 低。因此,将含有时的Ni含量的上限设定为4. 50%。优选的Ni含量的上限为3. 50%。 阳 133]Nb:0.20 %W下
[0134]Nb是形成碳化物、氮化物或者碳氮化物而有助于防止晶粒粗大化和提高回火软化 阻力的元素。在获得运些效果的情况下,优选将Nb含量设定为0.001%?上。另一方面, 如果Nb含量超过0. 20%,则初性和延展性降低。因此,将含有时的Nb含量的上限设定为 0.20%。优选的Nb含量的上限为0.10%。 阳 13引V:0.45 %W下
[0136]V是形成碳化物、氮化物或者碳氮化物而有助于防止晶粒粗大化和提高回火软化 阻力的元素。在获得运些效果的情况下,优选将V含量设定为0. 001 %W上。另一方面,如果 V含量超过0. 45%,则初性和延展性降低。因此,将含有时的V含量的上限设定为0. 45%。 优选的V含量的上限为0.35%。 阳137]W:0. 30%W下
[0138]W是对于提高钢的泽透性而确保强度和硬度有效的元素。另外,W是形成碳化物而 有助于提高回火软化阻力的元素。在获得运些效果的情况下,优选将W含量设定为0. 001% W上。另一方面,如果W含量超过0. 30%,则容易产生可能导致初性W及延展性降低的过冷 组织。因此,将含有时的W含量的上限设定为0.30%。优选的W含量的上限为0.20%。
[0139] 除上述元素W外,本实施方式的低氧纯净钢在不阻碍其特性的范围内,W质量% 计,也可W进一步含有B:0.006%W下、N:0.06%W下、Ti:0. 25%W下、Cu:0. 50%W下、 Pb:0. 45%W下、Bi:0. 20%W下、Te:0. 01%W下、Sb:0. 20%W下W及Mg:0. 001%W下之 中的1种或2种W上。运些元素由于未必需要含有,因而其下限为0%。
[0140] B :0.006%W下 阳141]B是提高钢的泽透性而有助于提高强度的元素。另外,B是偏析于奥氏体晶界、抑 制P的晶界偏析、从而有助于提高疲劳强度的元素。在获得运些效果的情况下,优选将B含 量设定为0.OOOl%W上。另一方面,如果B含量超过0. 006%,则与其说效果达到饱和,倒 不如说招致脆化。因此,将含有时的B含量的上限设定为0.006%。优选的B含量的上限为 0. 004%。 阳14引N:0.06% W下
[0143]N是形成微细的氮化物、使晶粒微细化而有助于提高强度和初性的元素。在获得运 些效果的情况下,优选将N含量设定为0.OOl%W上。另一方面,如果N含量超过0. 06%, 则氮化物过剩地生成而使初性劣化。因此,将含有时的N含量的上限设定为0.06%。优选 的N含量的上限为0.04%。
[0144]Ti:0.25%W下
[0145]Ti是通过形成微细的Ti氮化物而使晶粒微细化,从而有助于提高强度W及初性 的元素。在获得运些效果的情况下,优选将Ti含量设定为0.0001 %W上。另一方面,如果 Ti含量超过0. 25%,则氮化物过剩地生成而使初性劣化。因此,将含有时的Ti含量的上限 设定为0.25%。优选的Ti含量的上限为0.15%。 阳146]Cu:0.50 %W下
[0147] 化是提高钢的耐蚀性的元素。在获得该效果的情况下,优选将化含量设定为 0.Ol%W上。另一方面,如果化含量超过0. 50%,则热延性降低,从而成为裂纹和缺陷的发 生原因。因此,将含有时的化含量的上限设定为0. 50%。优选的化含量的上限为0. 30%。
[0148]Pb:0.45 %W下
[0149] Pb是有助于提高钢的易切削性的元素。在获得该效果的情况
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