一种多元素氮化合金包芯线及其在hrb400钢种强化处理工艺中的应用和应用方法_3

文档序号:9642397阅读:来源:国知局
组成,以上分 数为质量分数;
[0049] (3)将(2)制成的球块料放入真空炉内加热,控制温度在680~750°C范围内,同 时炉膛内充入Ar-N混合气体(Ar气体积分数为95%,N气体积分数5% ),预处理5h。
[0050] (4)将预处理好的块料放入氮化炉内进行氮化处理,氮化处理过程中通入氮气, 控制氮化炉内压力〇. 15Mpa,炉内第一阶段升温至900~KKKTC,保温4h,第二阶段升温 至1150~1200°C,保温9h,第三阶段升温至1300~1350°C,保温6h,再加热到1450~ 1530°C,保温12h,最后随炉缓冷至300°C以下,获得成分:N :30%,V :9%,Si :41· 2%,Mn : 4. 7%,Ti :2· 6%,B :3· 5%,C :0· 12%,P :0· 07%,S :0· 06%,余量为 Fe 和微量杂质的多元 素氮化合金。
[0051] 实施例2
[0052] (1)选择多元素氮化合金,其成分为:N:21%,V:28%,Si :29%,Ti :4.0%,Mn: 6. 0%,C :0. 9%,S :0. 10%,P :0. 08%,余量为Fe和微量杂质,破碎成0. 01~4. 5mm小颗 粒;以上分数为质量分数。
[0053] (2)选择光亮钢带,其成分为:C :0· 06%、Si 彡 0· 01%、Mn :0· 032%、P :0· 02%、S : 0· 019 %、Al :0· 062 %,余量为 Fe,厚度为 0· 30mm。
[0054] (3)将步骤(1)中的加工料和步骤(2)中的钢带用包芯线机组包覆成(P4 mm包芯 线。
[0055] (4)将步骤(3)中加工成型的多元素氮化合金包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程 中。
[0056] (5)选择公称容量120吨的转炉,冶炼钢种为HRB400,其精炼工艺为:(a)转炉 终点出钢(钢水温度控制在1680~1690°C ;钢水成分:C :0. 06~0. 12%,P彡0. 025%, S < 0. 025%,0< 0.012% ;在终点出钢过程中,用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子 分离,使其熔渣不要随钢水流入钢包中;用硅锰铝合金作为脱氧剂,钢中氧脱至60ppm以 下;用硅铁(75Si)、锰铁(65Mn)和硅锰合金(65Mnl7Si)进行钢水合金化,用石墨增碳剂 (C彡98. 5% )对钢水增碳;(b)钢水精炼(钢水基本成分调整,使其C :0· 20~0· 23%、Si : 0· 40 ~0· 50%、Mn :1· 2 ~I. 3%、P 彡 0· 03%、S 彡 0· 03%、A1 :0· 001 ~0· 002%,钢水温 度调整使其温度控制在1590~1610°C,并对钢水实行脱气、除夹杂等钢水净化精炼工艺, 使其钢中(H、0)含量为:H < 5ppm,0 < 30ppm,(c)精炼钢水喂入多元素氮化合金包芯线 (喂线量〇. 8kg/ts,喂线速度200m/min) ; (d)精炼钢水实行全过程吹氩,并在喂入多元素氮 化合金包芯线前后吹入氩-氮混合气体(氩气的体积分数为90% ),吹入时间:7min,流量 控制在4. 5m3/min ;(使其钢水温度和成分均匀化,并进行钢水测温和成分微调:C :0. 21 %、 Si :0· 60%、Mn :1· 20%、V :0· 017%、Ti :0· 004%、A1 :0· 003%、N :0· 009%、P :0· 027%、S : 0. 035%,温度:1590°C ) ; (e)精炼钢水进入连铸工段铸成铸坯(220mmX220mm方坯)。
[0057] (6)铸坯乳制
[0058] 炉温控制在1220~1270 °C,加热保温时间为4h,采用控乳控冷工艺,开乳温度 1010~1050°C,二次乳制温度890~9KTC,终乳温度800~820°C。本实施例的乳制工艺 主要体现在特定地加热温度和控乳控冷工艺,使其每次乳制变性后,奥氏体发生重复再结 晶而得到充分细化,多元素氮化合金非常弥散地、均匀地分布在奥氏体铁素体中和铁素体 区,产生强烈的沉淀强化作用,同时改善了钢的韧塑性。
[0059] (7)乳制钢材(:φ·圆钢)性能检测(离散度小),屈服强度(Rel)为458Mpa,抗 拉强度(Rm)为627Mpa,伸长率(A)为27. 3%。
[0060] 对本实施例冶炼的HRB400型钢种进行焊接性能测试,焊接后,再进行拉伸试验, 强度基本不变,试样拉伸断口均在远离焊接头的母材上为延性断口。原工艺情况是韧塑性 降低,其断口非完全延性断口,时效性能:HRB400钢材,自然时效1个月后Rel下降9Mpa,3 个月后下降111口3,趋势变平。1^1自然时效一周后下降11^^,1个月后下降81^^,其后基本 不变。伸长率自然时效后上升I. 7%,时效后屈强比更趋合理。金相组织及夹杂物:金相组 织为铁素体+珠光体,其铁素体晶粒度级别达到11级,其夹杂物级别为〇. 5~1.0 级。本 实施例的综合使用成本原工艺成本降低33%。
[0061] 本实施例中的多元素氮化合金采用下述方法制备得到:
[0062] (1)选择原材料,钒铁、硅铁、锰铁、钛铁并分别破碎成粒度< IOmm ;然后磨粉,其 细粉细度< 〇. 15mm ;选用的钒铁的各组分质量分数为V :75%,C :0. 75%,Si :2. 5%,Al : 3. 0%,P :0. 1%,S :0. 08%,余量为Fe和微量Ca、Mg等不可避免的杂质;硅铁的各组分质量 分数为 Si :72%,Mn :0· 5%,Cr :0· 5%,P :0· 1%,S :0· 1%,余量为 Fe 和微量 C、Al、Ca、Mg 等不可避免的杂质;锰铁的各组分质量分数为:Mn :75%,C :5. 1%,Si :2. 6%,P :0. 13%, S :0. 22%,余量为Fe和微量Ca、Mg等不可避免的杂质;钛铁的各组分质量分数为Ti :72%, Al :3. 0%,Si :L 0%,P :0· 04%,S :0· 03%,Mn :L 5%,C 彡(λ 30%,余量为 Fe ;以上分数为 质量分数。
[0063] (2)将(1)加工得到的原料细粉进行配比,然后加2. 5% (质量分数)结合剂充 分混匀并用强力压球机在压力大于IOOMpa的压力下压块;结合剂由聚硼硅氧烷33%、硼砂 16 %、聚合树脂24%、羧甲基纤维素11 %、丁基硬脂酸盐7 %和聚乙烯醇9 %组成,以上分数 为质量分数;
[0064] (3)将(2)制成的球块料放入真空炉内加热,控制温度在680~750°C范围内,同 时炉膛内充入Ar-N混合气体(Ar气体积分数为85%,N气体积分数15% ),预处理3h。
[0065] (4)将预处理好的块料放入氮化炉内进行氮化处理,氮化处理过程中通入氮气, 控制氮化炉内压力〇. 15Mpa,炉内第一阶段升温至900~KKKTC,保温4h,第二阶段升温 至1150~1200°C,保温9h,第三阶段升温至1300~1350°C,保温6h,再加热到1450~ 1530°C,保温12h,最后随炉缓冷至300°C以下,获得成分:N:21%,V:28%,Si :29%,Mn: 6. 0%,Ti :4. 0%,C :0. 9%,P :0. 08%,S :0. 10%,余量为Fe和微量杂质的多元素氮化合 金。
[0066] 实施例3
[0067] (1)选择多元素氮化合金,其成分为:N :26. 1%,V :19· 3%,Si :45%,Mn :0· 05%, B :1. 4%,C :1. 3%,P :0. 1%,S :0. 06%,余量为Fe和微量杂质,破碎成0.01~4. 5mm小颗 粒。
[0068] (2)选择光亮钢带,其成分为:C :0· 07%、Si 彡 0.01%、Mn :0· 03%、P :0· 02%、S : 0· 023 %、Al : 1. 3 %,厚度为 0· 56mm。
[0069] (3)将步骤(1)中的加工料和步骤⑵中的带钢用包芯线机组包覆成mm包芯 线。
[0070] (4)将步骤(3)中加工形成的多元素氮化合金包芯线用于转炉炼钢钢水精炼过程 中。
[0071] (5)选择公称容量220吨的转炉,冶炼钢种为HRB400,其精炼工艺为:(a)转炉 终点出钢(钢水温度控制在1680~1690°C ;钢水成分:C :0. 06~0. 12%,P彡0. 025%, S < 0. 025%,0< 0.012% ;在终点出钢过程中,用耐火材料制成的挡渣塞将钢水和渣子 分离,使其熔渣不要随钢水流入钢包中;用硅钙合金作为脱氧剂,钢中氧脱至60ppm以下; 用硅铁(75Si)、锰铁(65Mn)和硅锰合金(65Mnl7Si)进行钢水合金化,用煅烧煤增碳剂 (C彡93% )对钢水增碳;(b)钢水精炼(钢水基本成分调整,使其C :0· 21~0· 24%、Si : 0· 45 ~0· 60%
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1