快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm×160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

快速抽锭电渣重熔M2高速钢160 mm x160 mm铸坯工艺及质量

为控制高速钢钢锭组织的不均匀性和碳化物偏析问题,常采用电渣重熔生产小规格钢锭,但其生产效率低、成材率低。采用快速抽锭电渣重熔小规格长电渣坯可提高生产效率和成材率,利用T型导电结晶器快速抽锭电渣炉以不同熔速重熔M2高速钢160 mm×160 mm方长坯并锻轧成材,通过对电渣坯成分、低倍、铸态组织及轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸检测分析,并与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材进行对比,分析表明快速抽锭电渣炉以400 kg/h熔速重熔的电渣坯成分稳定、低倍组织良好,生产的轧材碳化物不均度、大颗粒碳化物尺寸与常规电渣重熔Φ220 mm锭轧材相当,而生产效率、成材率有明显提高。     

冶炼工艺对新型不锈轴承钢的冶金质量和接触疲劳寿命的影响

介绍了采用双真空冶炼工艺和电渣重熔冶炼工艺生产新型不锈轴承钢的研究情况。研究结果表明,采用真空感应炉＋真空自耗炉（双真空）冶炼工艺生产的新型不锈轴承钢6Cr14Mo,钢中氧含量为0．0005％,而电渣钢的氧含量为0．0029％。双真空钢的氧化物夹杂数量较少、颗粒尺寸也比较细小。双真空钢的碳化物尺寸、形态及分布均优于电渣钢。双真空钢和电渣钢的接触疲劳额定寿命L10分别为0．66×10^7和0．40×10^7,前者是后者的1．65倍。     

EAF-VOD-2.5 t ESR-锻造流程生产Φ350 mm 17-4PH不锈钢

采用EAF -VOD工艺冶炼17-4PH沉淀硬化不锈钢(%≤0.04C、16.20～16.50Cr、4.50～4.70Ni、3.30～3.40Cu、0.25～0.40Nb),铁模下铸Φ320 mm电极,并电渣重熔(ESR)成2.5 t(Φ510～550 mm)锭,经800 t液压机或5 t蒸汽锻锤生产17-4PH钢Φ350 mm大规格锻材成品.工艺实践表明,控制停锻温度(蒸气锤980 ℃;液压机1050 ℃),将锻成的Φ350 mm 17-4PH钢成品材返回至室式加热炉(1130～1150 ℃)均热,缓冷至(1050±10)℃均热后,炉冷至420 ℃,并及时在650 ℃退火,有效地消除了该钢锻后炸裂现象.     

冷却强度对连续定向凝固电渣重熔GCr15轴承钢中碳化物的影响

观察并研究了连续定向凝固电渣重熔前后及电渣过程不同冷却强度下,GCr15轴承钢中碳化物的行为和组织变化.结果表明,GCr15轴承钢中主要以M3C型的液析碳化物为主,铸态轴承钢中心偏析严重;经过电渣重熔,钢锭表面光洁,致密度高,碳化物细小且分布均匀.随着电渣重熔冷却强度的增大,GCr15轴承钢中粗大的碳化物数量明显减少,破碎成粒径小、形状规则、分布弥散均匀的圆粒状,能够有效改善碳化物偏析.增大电渣重熔冷却强度,能够缩短凝固时间,缩小树枝晶间距,可以大大减轻树枝偏析.     

T型结晶器抽锭电渣重熔高速钢90 mm方锭新工艺

 晶界处碳化物严重影响高速工模具钢的红硬性和耐磨性能,电渣重熔工艺能够有效地改善钢锭中碳化物尺寸及分布。传统电渣重熔生产较小钢锭的截面尺寸约为[?]200 mm,减小钢锭截面尺寸和增大冷却速率将会进一步减轻碳化物的偏析程度,但将降低生产效率、提高生产成本。采用双极串联、T型结晶器、抽锭电渣重熔新工艺生产90 mm方锭,并与相同熔化速度传统电渣重熔生产[?]200 mm钢锭进行对比试验。对钢锭成分、低倍、夹杂物、显微组织进行检验分析结果表明,90 mm方钢锭中碳化物尺寸和分布明显优于[?]200 mm钢锭,碳化物在后序锻造或轧制过程中更容易被破碎。新工艺电耗也低于传统电渣重熔工艺。     

2.3t电渣锭重熔过程电极插入深度的数学模型和应用

利用Fluent软件中的MHD模块模拟得到电渣重熔稳态冶炼条件下不同电极插入深度的渣池电阻值,通过将渣池电阻值与电力制度相联系,建立了电极插入深度的数学模型。在特钢厂2.3 t电渣锭重熔稳态冶炼条件下,电极插入深度模型计算值为14.4 mm,现场测量值为14 mm,相对误差很小,在轴承钢G20CrNi2Mo现有的电力制度(58 V,9000 A)情况下,维持正常冶炼的最小渣量为24.3 kg/t,2.3 t电渣锭重熔的合理工艺为电压58 V,电流9 000 A,渣量30 kg/t,电极插入深度14.4 mm。     

1Cr11Ni2W2MoV钢持久性能机理分析及工艺改进

对540 MPa断裂时间小于100 h的真空感应炉冶炼+电渣重熔(Φ600 mm锭)+锻造成材工艺生产的90 mm×90 mm 1Cr11Ni2W2MoV钢分析表明：钢中回火马氏体组织含量不足及马氏体板条间碳化物析出不均匀是导致钢材强度及韧性偏低进而导致持久性能断裂时间小于100 h的原因,通过将锻坯加热温度由1130～1150℃降低到1000～1020℃,锻造90 mm×90 mm钢材的锻造方式由一火次成材变为两火次成材,终锻温度≥900℃,持久性能试样的回火温度由660～680℃降低到600～620℃,使1Cr11Ni2W2MoV钢540 MPa持久性能断裂时间从36～37 h提高到146～148 h。     

M2高速钢 Φ183 mm锻坯针孔缺陷分析和工艺改进

M2高速钢(/%:0.86C,0.39Si,0.32Mn,0.015P,0.006S,6.00W,4.00Cr,4.80Mo,1.85V)Φ183 mm圆坯由2.0 t电渣锭(Φ500 mm)锻制而成。M2钢锻坯探伤缺陷率为33.33%~69.23%,主要为中心部位针孔缺陷。分析表明,针孔缺陷是钢锭偏析部位在开坯加热和锻制过程中产生过热形成的。通过将电渣重熔电流由8 000→6 800 A降至7 000→6 000 A,降低电渣重熔速度,开锻温度由1070~1090℃降至1030~1060℃,终锻温度由960~980℃C降至900~950℃以降低中间坯的中心温度等工艺措施,使M2钢 Φ183 mm锻坯的探伤缺陷率由50%降低到5.71%。     

电渣重熔对高氮17Cr-17Mn-2Mo奥氏体不锈钢冶金质量和性能的影响

通过50 kg真空加压感应炉+气氛保护电渣重熔(ESR)熔炼的超低碳17Cr-17Mn-2Mo-0.8N奥氏体不锈钢,研究了该钢ESR前后的夹杂物含量和尺寸、冶金质量和力学性能。结果表明,经电渣重熔,钢中夹杂物含量明显降低,夹杂物平均尺寸由重熔前的2.36μm降低至1.81μm,钢中硫含量由重熔前0.004%降低至0.001%;电渣重熔后Φ20 mm锻材组织均匀细小,力学性能R_m、A和A_(KU)分别从重熔前924 MPa、30.5%和248 J提高到1 053MPa、50.0%和296 J;电渣重熔消除了电极中的气孔缺陷,电渣锭成材率较电渣前提高了30%以上。     

风力发电主轴轴承用锻棒材的国产化

采用"DC炉+LF+VD+浇注3.7t钢锭+快锻"的工艺技术,试制了风力发电主轴轴承用高品质的高碳铬轴承钢锻棒,规格为250～380mm。检测结果表明,通过控制钢中的有害元素钛和氧的含量、采用LF精炼加VD真空脱气和软吹氩技术、选用合理的锻造比,提高了钢水的纯净度、改善了碳化物不均匀性和低倍组织,生产出品质较好的超大规格锻棒,满足了风力发电主轴轴承用钢的性能要求。     

热处理对14MnVTiRE钢4 mm薄板组织和力学性能的影响

14MnVTiRE钢[/%:0.10～0.15C、0.30～0.60Si、1.20～1.60Mn、0.03～0.09V、0.07～0.16Ti、0.10～0.15RE(加入量)]4 mm薄板的生产流程为180 t顶底复吹转炉-180 mm×1 260 mm连铸板坯-连轧-卷取工艺。在连铸时由结晶器喂φ2.5 mm RE丝。试验研究了950℃正火,950℃正火+690℃1～5 h回火对薄板组织和力学性能的影响。结果表明,正火后钢的组织为铁素体+细珠光体,在正火+690℃回火1～3 h钢中的珠光体片层碳化物发生球化,分布在晶界和晶粒内部,随回火时间进一步增加,碳化物呈点状和三角形,全部分布在晶界,材料的强度降低很大。14MnVTiRE钢薄板的最佳热处理工艺为950℃正火+690℃1～2 h回火,其屈服强度为510～610MPa,抗拉强度630～680 MPa,伸长率22%～25%。     

大规格轴承钢GCr15SiMn的试制开发

莱钢特钢事业部采用热装铁水+废钢→100 t电炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸(Φ500 mm)→入坑缓冷→加热→Φ1350×1+Φ950×4+Φ800×2轧制→入坑缓冷→精整的工艺流程生产Φ120 mm GCr15Si Mn轴承钢,通过优化冶炼工艺、保护浇注、弱二冷、控制加热、大压缩比轧制等措施,开发的GCr15Si Mn轴承钢成分均匀,纯净度高,氧含量控制在(9~10)×10-6,碳化物带状级别均在1.5以下,液析0.5级,各项指标完全达到技术标准要求。     

SKS51合金工具钢的快速球化退火工艺的试验研究

基于离异共析原理,在实验室条件下试验研究了CSP流程生产的SKS51合金工具钢(/%:0.75～0.85C、O.20～O.50Cr、1.30-2.00Ni)4 mm板快速球化退火生产工艺。结果表明,此钢种经奥氏体化温度730℃、保温10 min随炉冷却到650℃等温球化120 min后,剩余未溶碳化物颗粒最多且分布均匀弥散,获得了较好的球化组织。该快速球化退火工艺与传统球化退火工艺相比,节能降耗并提高生产效率。     

M42高速钢电渣重熔及锻造退火后碳化物的析出

 通过X射线衍射分析、光学显微镜和透射式电子显微镜观察以及相关热力学计算,对比研究了M42高速钢电渣锭及锻后退火两种状态所析出碳化物的类型、尺寸、分布及析出条件。得出M42高速钢电渣锭中的碳化物主要为Mo2C亚稳态碳化物和少量Cr7C3碳化物,Mo2C碳化物尺寸较大,主要呈层片状、纤维状和棒状沿晶界析出。锻造退火后的M42高速钢中碳化物类型主要为Cr7C3,VC和Fe2Mo4C,平均尺寸小于10 μm且分布均匀,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主。M42高速钢电渣锭中的Mo2C在锻造过程中可以分解为Fe2Mo4C和VC。根据冶金热力学计算得出,Mo2C和VC在固液两相区析出,析出温度分别为1 229 和1 222 ℃;Cr7C3在固相中析出,析出温度为842 ℃。     

不锈轴承钢真空制备过程洁净度及碳化物变化

 为了提高G102Cr18Mo高碳不锈轴承钢的洁净度、细化碳化物组织,采用真空感应熔炼、两次真空自耗重熔、大锻压比锻造的工艺路线,研究了真空处理及大锻压比锻造对化学成分、气体含量、夹杂物分布、二次枝晶间距及碳化物颗粒度的影响。研究结果表明,真空感应熔炼过程(VIM)中,随着铝含量的增加,碳的脱氧能力大幅降低,即使铝质量分数为0.003%也对碳的脱氧能力有明显的阻碍作用;真空自耗重熔过程(VAR)由于高的真空度、高的重熔温度等热力学条件以及反应动力学条件的改善,氧含量显著降低,第一次自耗重熔后氧质量分数从0.001 49%降低至0.000 57%,降低了61.7%,第二次自耗重熔后氧质量分数降低至0.000 50%。真空感应熔炼、真空自耗重熔过程,夹杂物的成分变化不大,主要以Al-Si夹杂为主,其次为Al₂O₃夹杂,再次为MnS夹杂、Mg-Al-Ca、Mg/Ca-Al夹杂。双真空冶炼后,钢中夹杂物主要为0～5 μm的细小夹杂物,未发现大于20 μm的夹杂,含有少量10～20 μm的夹杂,钢的洁净度大幅度提高。在真空自耗锭横断面上,从边部向芯部二次枝晶的形貌变化不大,二次枝晶间距逐渐增大,但是变化趋势缓慢,二次枝晶间距为85～95 μm,这主要得益于低的自耗重熔速度。对真空自耗锭进行大变形处理,最终锻造成40 mm的圆棒,碳化物颗粒的最大尺寸不大于20 μm,平均尺寸为15 μm,且没有碳化物聚集的现象。低的自耗重熔速度和大锻压比锻造是碳化物细化的关键。