Mn对中碳钢连铸坯高温物理性能的影响

120 t转炉-LF-VD-连铸工艺生产37Mn5钢的280 mm×380 mm连铸坯易出现纵向裂纹。用Gleeble1500D热模拟试验机试验和分析了在1300～800℃时37Mn5钢(%:0.34～0.38C、1.30～1.55Mn)和45钢(%:0.42～0.50C、0.50～0.80Mn)280 mm×380 mm连铸坯的热塑性和力学性能,以及室温和1300℃之间加热和冷却时的膨胀-收缩效应。与45钢比较,得出≤950℃时37Mn5钢连铸坯的热塑性较低,在相变范围的体积变化较45钢铸坯大,导致37Mn5钢铸坯出现纵向裂纹。因此应降低37Mn5钢铸坯在540～870℃范围内的加热和冷却速度,以避免产生纵向裂纹。     

夹杂物对20Mn23AlV钢中厚板边部开裂缺陷的影响

采用连铸工艺生产的20Mn23AlV钢铸坯(w(C)=0.04%～0.12%,w(Si)≤0.50%,w(Mn)=21.50%～25.00%,w(P)≤0.030%,w(S)≤0.030%,w(Al)=1.50%～2.50%,w(V)=0.04%～0.10%),在热轧过程中容易出现边部开裂缺陷,严重影响了正常生产。通过对铸坯缺陷部位进行化学成分分析和扫描电镜分析,认定中厚板边部开裂的主要原因是:在第三脆性温度区间,氮化铝在奥氏体晶界析出,降低奥氏体晶界的结合能,进而降低了钢的塑性;钢中锰含量高,凝固过程中柱状晶组织发达,易形成穿晶组织、裂纹等缺陷;在连铸生产过程发生卷渣,卷入铸坯的夹杂物与基体的延展性不同,随着轧制的进行而产生裂纹。对炼钢及连铸过程工艺参数进行了优化,降低了钢中氮化铝夹杂数量,减少了保护渣卷入钢水中的频次,中厚板边部开裂率由28%降低至3%以下。     

高锰高铝钢凝固组织的实验研究

为研究高锰高铝钢的凝固组织,在实验室条件下采用真空感应炉冶炼了三种不同成分的高锰高铝钢。研究结果表明,高锰高铝钢的柱状晶组织比较发达,其晶体尺寸比较粗大;增加钢中的Al含量可以降低柱状晶区比例和晶体尺寸,随着钢中Al含量的增加,钢的热塑性也明显增强;在奥氏体晶界析出的铁素体会降低钢的热塑性,是诱发连铸坯角部裂纹的主要原因。     

37Mn5管坯的裂纹研究

用金相检验、化学分析、SEM高倍检测等手段对37Mn5管坯的裂纹进行了系统的研究.结果表明：管坯裂纹在连铸坯上已经存在;管坯裂纹是夹杂物型裂纹;由于管坯存在硅、硫、锰等元素的聚集,钙和镁等元素形成的氧化质点,再加上晶粒不均匀的柱状晶区晶界结合力比较弱,易于连铸坯上微观裂纹的生成.基体中尺寸较大的硅酸盐和Al2O3的存在使得微观裂纹以及疏松在加工时难以焊合,从而形成宏观裂纹.     

37Mn5钢的高温热特性对铸坯质量的影响

采用Gleeblel500D试验机、金相显微镜等手段,分析了37Mn5钢的高温塑性和膨胀收缩曲线.铸坯表面纵向裂纹.指出37Mn5连铸坯具有柱状晶粗大,900℃以下塑性较低,650～600℃发生组织转变的特点.通过调整保护渣和连铸工艺,加强缓冷等措施,能够避免裂纹的发生.     

37Mn气瓶钢连铸圆管坯的开发

天钢通过采用"铁水→转炉→LF→VD→圆坯连铸"流程,开发出37Mn气瓶钢连铸圆管坯,并较好地控制了P元素、S元素、气体元素和夹杂物。生产实践表明,37Mn气瓶钢连铸圆管坯成分稳定,有害元素含量低,铸坯质量良好,性能指标稳定,完全能够满足使用要求。     

37Mn5钢连铸坯表面纵裂纹产生原因分析

针对37Mn5钢连铸坯产生的表面纵裂纹及轧制产生的纵向裂纹,借助扫描电镜,结合生产记录,从生产工艺、裂纹形态等方面进行了分析.结果表明:生产工艺符合操作规程,37Mn5钢为裂纹敏感性钢,连铸坯晶粒粗大,柱状晶发达是造成钢坯纵向裂纹的根本原因.     

22SiMn2TiB钢连铸坯横向断裂原因分析

对22SiMn2TiB钢连铸坯横向断裂原因进行分析。结果表明:铸坯柱状晶发达,晶间存在大量中间裂纹,且Ti、Mn元素偏聚于奥氏体晶界,使奥氏体晶界弱化。在矫直力、热应力作用下,中间裂纹沿奥氏体晶界扩展,导致连铸坯发生横向断裂。适当降低二次冷却比水量和中包过热度可获得良好的铸坯质量,有效解决22SiMn2TiB钢铸坯断裂问题。     

连铸板坯表层网状裂纹的成因研究

统计分析了攀钢所产管线钢、梁板钢等200 mm×1300 mm连铸坯表层网状裂纹的影响因素;发现钢中碳、锰硫比、合金元素（Al,Ti,V）、连铸机设备和浇注状况对其形成和扩展都有重要影响。通过金相显微镜、SEM、TEM和EDS等手段,研究了铸坯表层网状裂纹的形貌特点,认为此裂纹是连铸坯表面冷却不均匀而产生γ→α→γ反复相变,并伴有各种碳氮化物在晶界析出,连铸坯在外力(热应力、弯曲矫直应力等)作用下沿晶界开裂所致。     

N08810耐蚀合金200 mm厚连铸板坯纵向裂纹形成机理的分析

通过光学、扫描电子显微镜、能谱仪和G1eeble-3800热模拟试验机对1流立式连铸机生产的UNSN08810合金(/%:0.06C、0.45Si、0.92Mn、0.016P、0.001S、30.15Ni、19.80Cr、47.81Fe、0.33Ti、0.23Al、0.014 0N)200 mm×1 300 mm连铸坯的纵向裂纹进行了分析。结果表明,纵向裂纹沿粗大的柱状晶晶界向铸坯内部扩展、裂纹深度为18～20 mm。高温塑性试验得出,当温度≥1100℃时合金的断面收缩率急剧下降。分析表明,凝固初期柱状晶之间连接比较薄弱,易在晶界处开裂,加上晶界处脆性相TiC的析出,造成应力集中,并使裂纹更容易延晶界扩散,最终形成纵向裂纹。     

钒对微合金化重轨钢高温塑性的影响

用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了U71Mn钢(%:0.75C、1.20Mn)和U75V钢(%:0.75C、0.94Mn、0.05V、0.005Al)700～1300℃的高温塑性。结果表明,由于碳氮化钒在晶界和晶粒内部析出,加钒降低微合金化重轨钢的高温塑性,特别是第Ⅲ脆性区(850℃)的塑性。为防止铸坯裂纹出现,铸坯矫直温度应≥900℃。     

10B15冷镦钢连铸坯的高温塑性

通过Gleeble-1500热模拟机研究了10B15冷镦钢(%:0.17C、0.16Si、0.46Mn、0.017P、0.025S、0.0002Ti、0.000 8Als、0.001 4B)150 mm×150 mm连铸坯应变速率0.0005～0.001s-1在700～1 000℃的热塑性。结果表明,10B15冷镦钢连铸坯在850～900℃有高温脆性;应变速率的降低促进动态再结晶的发生,可以提高高温塑性;细小的B、Ti和Al的氮化物在晶界的析出起晶界钉扎作用,阻碍了晶界的滑移和动态再结晶的发生,从而使钢的高温塑性降低。     

含铌Q460C连铸坯高温热塑性研究

在邯钢gleeble-3500热/力模拟试验机上,针对Q460C连铸坯进行了高温热塑性测试研究.结果表明:1000～1300℃为塑性温度区间;650～950℃为第Ⅲ脆性温度区,在此区间,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物及微合金元素的析出物是钢的热塑性降低的主要原因,极易导致连铸坯产生裂纹缺陷.     

20Mn23AlV钢用低反应性连铸保护渣的开发

20Mn23AlV高锰无磁钢的高铝含量导致连铸过程中钢水与连铸保护渣的剧烈反应,连铸坯产生大量裂纹缺陷,影响其连铸正常生产。为提高铸坯质量,保证20Mn23AlV高锰钢连铸生产顺行,本研究对现场生产20Mn23AlV的连铸工艺和采用的连铸保护渣进行了系统的研究和分析。通过实验室的感应加热炉进行渣-金反应试验,并结合化学分析和扫描电镜等方法研究开发出20Mn23AlV低反应性连铸保护渣,并采用工业试验证明采用低反应性连铸保护渣可以消除连铸坯表面裂纹缺陷,20Mn23AlV高锰钢铸坯修磨量可由8%降低至1%。     

55钢150 mm x 150 mm连铸坯皮下裂纹分析与工艺改进

55钢(/%:0.52～0.60C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S)的150 mm×150 mm连铸坯轧钢加热炉加热后存在表面纵向裂纹缺陷。采用金相显微镜对铸坯皮下裂纹缺陷进行分析,结果得出:由于二次冷却不均匀和有害元素Pb在晶界富集导致铸坯皮下产生细小裂纹并扩展长大。通过对二次冷却喷淋系统优化及降低钢水有害元素Pb含量,改善二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,提高铸坯晶界强度,结果表明:铸坯缺陷明显改善,轧材一次探伤合格率从45%提高到93%。     

55钢150mm×150mm连铸坯皮下裂纹分析与工艺改进

55钢(/%:0.52～0.60C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S)的150 mm×150 mm连铸坯轧钢加热炉加热后存在表面纵向裂纹缺陷。采用金相显微镜对铸坯皮下裂纹缺陷进行分析,结果得出:由于二次冷却不均匀和有害元素Pb在晶界富集导致铸坯皮下产生细小裂纹并扩展长大。通过对二次冷却喷淋系统优化及降低钢水有害元素Pb含量,改善二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,提高铸坯晶界强度,结果表明:铸坯缺陷明显改善,轧材一次探伤合格率从45%提高到93%。     

低合金热装轧制钢板表面裂纹控制实践

分析了低合金钢连铸坯热装轧制时钢板表面晶界裂纹缺陷产生的原因。根据入炉前铸坯表面温度及相应的冷却制度,进行了工业试验。试验结果表明,入炉前铸坯表面温度小于450℃或大于750℃时不产生晶界裂纹。采取下线冷却工艺后,低合金钢厚铸坯轧后的晶界裂纹从原来的27.3%降低到0。     

37Mn系列气瓶钢应力裂纹的形成机理与预防

37Mn系列气瓶钢由于钢质本身塑性较差的特性,在铸坯凝固过程中易产生晶间裂纹,容易发生铸坯表面裂纹和轧制过程中裂坯裂毛管的缺陷,该钢种的表面裂纹问题一直都是全国诸多冶金行业共同的难题,本文通过对缺陷的试验分析,并结合特钢公司的生产实际,对37Mn系列气瓶钢表面裂纹缺陷的产生机理进行了一定的研究,并取得了一定的效果。     

液化天然气罐用9%Ni钢板坯连铸工艺优化

分析了9%Ni钢(/%:≤0.10C、≤0.35Si、0.30～0.80Mn、≤0.005S、≤0.008P、8.5～10.0Ni、≤0.10Mo、≤0.10Al)200～220 mm板坯连铸试生产中出现的结晶器液面结壳、铸坯表面网裂纹产生原因,对连铸工艺进行优化。结果表明,液相线温度偏差是导致9%Ni钢液面结壳的主要原因,基于差示扫描量热法(DSC)的实测数据建立了新的液相线温度计算公式,得出试验的9%Ni钢的液相线温度,在钢水过热度为10～30℃时能较好地满足板坯的连铸要求。通过控制[N]≤25×10^-6,[Al]≤0.03%,二冷比水量由0.6L/kg降至0.4L/kg,使9%Ni钢连铸顺行,铸坯内部和表面质量良好。     

硫含量对中碳结构钢高温塑性的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机,测试了45钢(w(S)=0.016%)轧材、45钢(w(S)=0.06%)轧材及连铸坯的高温塑性.试验结果表明,在相同的温度下,低硫45钢轧材比高硫45钢轧材的高温塑性好,而高温强度基本相当;高硫45钢的连铸坯脆性转变温度区间为1100～1000℃,而连铸坯纵向比横向的高温塑性好,高温强度相当.扫描电镜分析结果表明,随着钢中硫含量的增加,在断口晶界上(Mn,Fe)S析出物数量有所增加,钢的高温塑性(断面收缩率)下降,降低了晶间的结合强度,对裂纹的敏感性增强.