本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种改善钢铁性能的方法，具体为一种改善残余元素恶化钢热塑性的方法。
背景技术：
：我国青藏地区、甘肃和新疆地区、宁夏和内蒙地区的铁矿资源，都有共同的、明显的特点，就是铁矿中大部分都伴生sn等残余元素，因此，也使该些地区的民用和工业的废生铁、废钢中都含有较高的残余元素。废钢的大量积累和再循环使用，使钢中含有的sn、cu、as、sb等残余有害元素不断增加，在钢中的含量越来越高。对钢的性能，特别是连铸坯的性能有着不良的影响。在连铸过程中，当钢坯从高温连续冷却时，sn、as、sb等元素在钢坯表面及内部晶界上发生非平衡晶界偏聚，降低表面及晶界内聚力，进而在连铸弯道拉伸、平道矫直、热轧延展时出现表面和内部裂纹，影响合金钢材的全连铸和成材率。关于钢中残余元素的危害，目前工业生产中主要采用配料稀释法(如高炉炼铁时，合理配矿以减少铁水中残余元素含量，电炉炼钢中用直接还原铁(dri)、热压块铁(hbi)、碳化铁、高炉铁水等废钢替代品来稀释钢液)来改善残余元素的危害。然而此法要求足够量的优质铁矿资源、清洁铁源等，并且易导致残余元素的循环富集，治标不治本。此外，现有技术中采用重稀土净化钢铁，如中国文献(“重稀土在钢中的应用”，杨桂荣，江西冶金学，1985年第12期)公开了重稀土元素在钢铁中的净化作用，控制夹杂物形态以及合金化作用，但其净化是针对钢中的p、s元素(形成稀土硫化物等)，同时可作球化剂，消除粗大的组织，提高球化能力，尤其是在铸铁中的应用。中国发明专利“一种抗磨白口铸铁材料及其制备方法”，公开了一种采用y来改善低铬铸铁的脆性和韧性的方法，主要机理是变质、细化晶粒，消除铸态下粗大的柱状晶和树枝晶组织，同时钇具有控制夹杂物形态等特征，净化晶界、减少晶界有害元素。其中晶界的有害元素还是p、s元素(形成稀土硫化物等)，利用细化晶粒降低脆性、提高韧性主要针对的是冲击韧性。而钢铁中残余元素sn的存在恶化了钢的热塑性，且现有技术中并未公开采用重稀土消除钢铁中残余元素sn，并提高钢热塑性。技术实现要素：解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，通过消除残余元素在钢中的偏聚来改善钢的热塑性，解决钢材在连铸和轧制过程中产生裂纹及表面缺陷等问题，本发明提供了一种改善残余元素恶化钢热塑性的方法。技术方案：一种改善残余元素恶化钢热塑性的方法，向含残余元素sn的钢中加入y元素。优选的，按重量百分含量计，所述y元素在钢中的添加量为0.03～0.1％。进一步的，按重量百分含量计，所述y元素在钢中的添加量为0.05％。优选的，按重量百分含量计，所述钢的成分为：c0.17～0.23％，si0.17～0.37％，mn0.8～1.1％，p≤0.025％，s≤0.025％，cr1.0～1.3％，ti0.04～0.1％，0<sn≤0.1％，余量为fe及其他不可避免的微量元素。优选的，所述钢为20crmnti钢。一种由上述任一方法改善后的20crmnti钢。优选的，在温度800～1000℃之间，20crmnti钢的断面收缩率高于60％。本发明采用y来改善残余元素恶化钢热塑性的原理在于：钢中的残余元素sn，易于晶界偏聚，降低晶界表面能，弱化晶间聚合力，加速晶界微孔的形成和长大，阻碍晶界的迁移和动态再结晶的发生，进而恶化钢的热塑性；稀土y的原子半径为0.181nm，远大于γ-fe的原子半径(0.117nm)；当稀土溶于钢基体时，为保证较低系统自由能，稀土y将向晶界偏聚，显著减少甚至消除残余有害元素sn的晶界偏聚，强化晶界，进而有减轻甚至消除sn晶界偏聚对热塑性的危害；稀土y晶界偏聚能占据变形过程中形成的晶界空位，阻碍晶界微裂纹的形成和长大，同时减少s元素的晶界偏聚，进一步提高钢的热塑性；再者钢中的y还能够阻碍奥氏体-铁素体转变，避免奥氏体晶界处铁素体膜的形成，增加晶界滑移阻力；加快动态再结晶的发生，从而能够改善和提高含锡钢的热塑性。有益效果：(1)本发明所述方法能够有效抑制20crmnti钢中残余元素sn的晶界偏聚；(2)所述方法能够有效改善含sn钢的热塑性，消除其在连铸和轧制过程中裂纹及表面缺陷的产生，显著提高产品质量和生产效率，降低生产成本；(3)所述方法对20crmnti钢中残余元素sn的危害消除效果最佳。具体实施方式以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1一种改善残余元素恶化钢热塑性的方法，向含残余元素sn的钢中加入y元素。按重量百分含量计，所述y元素在钢中的添加量为0.03％。按重量百分含量计，所述钢的成分为：c0.18％，si0.22％，mn1.00％，p0.02％，s0.003％，cr1.19％，ti0.06％，sn0.05％，o0.0037％，n0.0064％，余量为fe。所述钢为20crmnti钢。一种由上述任一方法改善后的20crmnti钢。实施例2一种改善残余元素恶化钢热塑性的方法，向含残余元素sn的钢中加入y元素。按重量百分含量计，所述y元素在钢中的添加量为0.05％。按重量百分含量计，所述钢的成分为：c0.23％，si0.28％，mn1.00％，p0.02％，s0.005％，cr1.03％，ti0.07％，sn0.05％，o0.0024％，n0.0043％，余量为fe。所述钢为20crmnti钢。一种由上述任一方法改善后的20crmnti钢。对照例1未在钢中添加y，除fe以外，钢的具体成分如表1所示。对实施例1～2及对照例1改善后获得的钢进行性能测试，具体操作步骤及结果如下：真空冶炼所需成分的试验用钢，化学成分如表1所示，通过gleeble热力模拟试验机对各试验用钢的热塑性进行研究，以试样的断面收缩率作为热塑性的评价指标。各试验用钢在不同温度下的断面收缩率如表2所示。热塑性试验具体参数：1)将真空冶炼的试验用钢，加热到1150℃，并在加热炉中保温2.5h，随后锻成直径为15mm的圆棒并空冷至室温，备用；2)将锻好的圆棒加工成的gleeble高温拉伸样，备用；3)在gleeble试验机上，以10℃/s的速度将试样加热到1350℃并保温5min，然后以3℃/s的速度冷却至各试验温度(试验温度区间为650～1000℃，间隔50℃)保温2min后以10-2s-1的应变速率进行拉伸直至断裂，断裂后立即喷水冷却至室温，备用；4)测定并计算各试样的断面收缩率。由实施例1～2可知：含残余有害元素sn的20crmnti钢的热塑性明显得到改善，温度区间为800～1000℃时，断面收缩率均高于60％，同时脆性区变窄并向低温区移动，塑性谷底变浅，而对照例1中的热塑性相对较差，在很宽的温度范围内，热塑性均低于60％。表1各试验用钢的化学成分(wt％)csimnpscrtisnony实施例10.180.221.000.020.0031.190.060.0500.00370.00640.03实施例20.230.281.000.020.0051.030.070.0500.00240.00430.05对照例10.190.261.080.020.0051.080.090.0490.00070.00270表2各试验用钢不同温度下的断面收缩率(％)650℃700℃750℃800℃850℃900℃950℃1000℃实施例1-61.8152.3964.2460.3165.3179.9592.38实施例272.9649.5955.116466.3668.4289.7696.61对照例1-62.0544.0556.9757.3658.6667.2890.58当前第1页12