AOD精炼高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N的工艺实践

用 20 t AOD精炼成分(%)为1.84C ,2.18Mn ,24.88Cr的粗炼钢水 ,经吹O2 、N2 ,加电解锰、硅铁、铝块以及NCr合金成分微调 ,冶炼出(%) 0.12C ,0.42Si,14.96Mn ,0.026P ,0.001S ,22.57Cr,0.56N的高氮奥氏体不锈钢 1Cr22Mn15N。精炼钢水浇铸成590kg锭 ,初轧轧成 135mm × 157mm坯 ,再经连轧成Φ8～12mm的棒材。成品材固溶处理后的屈服强度为565～585MPa ,抗拉强度920～955 MPa ,延伸率为54.5 %～56.5% ,具有优良的耐腐蚀性能     

45 t AOD精炼304不锈钢的造渣工艺实践

为降低AOD精炼的渣料和还原剂硅铁用量,对高铬钢液脱碳及还原过程渣碱度控制进行热力学分析,并进行45 t AOD冶炼304不锈钢造渣工艺试验。试生产结果表明,降低AOD精炼304不锈钢脱碳期炉渣碱度可减少钢水铬的氧化,同时有效减少AOD精炼渣料和还原剂消耗;AOD精炼过程石灰加入量平均从104.2 kg/t降至84.2~93.1 kg/t时,脱碳期炉渣碱度由平均13.44降低到10.64,AOD冶炼过程石灰、萤石、硅铁单耗分别平均降低14.7、5.4、4.4 kg/t,钢中Cr收得率、Ni收得率和硫含量分别为99.0%、98.3%和0.0025%。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺

为了研究Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺,采用加压感应炉+保护气氛电渣重熔工艺进行Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺试验,冶炼过程中采用氮化合金与加压氮气渗入相结合的方法增氮。结果表明,随着氮气分压的增加,钢中氮质量分数随之增大;当冶炼过程中氮气分压提高0.03 MPa时,能够成功抑制皮下气泡的生产;试验钢经保护气氛电渣重熔后,钢中夹杂物会普遍降低,主要为细小的方形TiN夹杂。     

10Cr21Mn16NiN不锈钢冶炼与连铸生产实践

通过对10Cr21Mn16NiN高氮不锈钢冶炼和连铸工艺研究,在生产中改进两步法冶炼和连铸生产工艺,与三步法工艺相比,LF精炼后期增氮速度由5×10^-6～10×10^-6/min提高到20×10^-6～30×10^-6/min,LF精炼时间由390 min缩短至240 min,连铸等钢时间由4 h降至2 h以下;解决了钢包增氮炉渣外溢的问题;避免了方坯在连铸过程中的翘头,No.1、No.2流断浇率由开发时100%降至0,设备事故率由66.7%降至0,2炉连浇率实现100%。实践证明,方坯连铸机辊子非密排且仅有1台五辊拉矫机也能生产出高强不锈钢方坯。     

1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢的热变形行为

高氮奥氏体不锈钢高温热塑性差，需要掌握其可控成型参数。以1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢为实验材料，采用Gleeble 3800热模拟实验机进行热压缩实验，探究了其在不同变形温度(850～1 100℃)和应变速率(0.001～10 s^-1)下的热变形行为。基于动态材料模型构建了1Cr22Mn16N的本构方程和热加工图，确定了最佳热加工参数，并结合EBSD分析了材料变形过程中的组织演化行为。研究结果表明，1Cr22Mn16N的热压缩流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低，沿晶界发生的不连续动态再结晶是其主要软化机制。通过计算得到高氮奥氏体不锈钢高温变形表观活化能(Q)为350.9 kJ/mol,并建立了Arrhenius本构关系。热加工图表明，1 050～1 100℃,0.001～0.1 s^-1为其最佳热加工窗口。通过微观组织观察发现，随着变形温度的升高和应变速率的降低，晶粒尺寸逐渐均匀。研究结果可为1Cr22Mn16N不锈钢锻造、轧制等高温热变形工艺的制定提供理论参考。     

高氮不锈钢的开发进展

加压冶炼高氮不锈钢是材料研究的一个新领域。介绍了高氮不锈钢的生产工艺及高压冶炼高氮不锈钢的主要设备。综述了欧美、日本等研发的高氮不锈钢的成分、力学性能及应用现状。由于受试验装备的限制,国内高氮不锈钢的研究与国外相比还有差距。针对高氮不锈钢具有多种优良性能,以及氮应用于对人体无害的生物、医疗材料方面前景广阔,提出医疗用高氮不锈钢将成为理想的生态材料。     

1Mn15Cr17Ni2N高氮奥氏体不锈钢的研制

采用25 t EAF-VOD+LF-680 kg铸锭工艺冶炼0. 14%C-0.35%N 的奥氏体不锈钢1Mn15Cr17Ni2N。VOD精炼后,[N]为0.040%,[0]为0.0158%;通过LF吹氮45 min,吹氮量50 m³,分析得出[N]为0.139%, [O]为0.0033%,吹入氮气平均回收率为33.07%。再加人500 kg氮化铬(8.60%N)和150 kg氮化锰(5.13%N),取样分析[N]为0.35%, [O]为0.0029%,加氮化铬和氮化锰的氮综合回收率为87.41%。     

真空感应炉充氩冶炼高氮Cr-Mn-Mo-Cu奥氏体不锈钢

用 2 5kg真空感应炉在Ar气压力 (0 4 0～ 0 4 5 )× 10 5Pa下进行成分 (% )为 0 0 10～ 0 0 4 7C ,16 0 4～ 19 72Cr,6 39～ 15 31Mn ,1 83～ 3 2 9Mo ,0 2 5～ 1 4 4Cu ,0 2 4～ 0 4 6N的奥氏体不锈钢的熔炼试验 ,研究炉内压力、合金成分、添加氮化物类型和熔化停留时间对钢中氮含量和氮的回收率的影响。试验结果表明 ,加入氮化锰的增氮效果和氮的回收率均优于粒状氮化铬和氮化铬 氮化锰的混合物 ;随钢中合金元素的增加 ,氮的活度系数降低 ,钢中氮含量和氮的回收率明显提高。     

可持续发展的高氮奥氏体不锈钢

氮能够替代奥氏体不锈钢中的镍，这样得到的产品：通过节省资源，环境友好；由于氮的成本低更加经济；强度非常高，极大值达3600MPa；比相同强度的其他钢韧性高；在耐局部腐蚀方面，1％氮等于20％铬含量；更加耐应力腐蚀破裂；生物适应性方面不会产生镍过敏。综合这些优点将使高氮奥氏体不锈钢成为未来可持续发展的首选材料，产品使用寿命更长，用较少的材料做更多的产品。这种钢的缺点是可焊接性受限制；需要特殊的生产工艺。高氮奥氏体不锈钢已经作为专用产品在使用，可工业规模生产不同形式的产品。广泛应用要求掌握大规模生产的工艺技术。从可持续发展的观点出发概括有潜力产品应该要求钢具有资源节约、低成本、高强度、高韧性和高耐腐蚀性的特点。为了实现可持续发展的目的，可以利用现有生产设备生产高氮钢。     

高锰高氮不锈钢10Cr21Mn16NiN线材开发

介绍了 10Cr21Mn16NiN钢线材成分设计、增氮原理、冶炼工艺、轧制和固溶工艺、Cr2N相析出的生产工艺.采用30 tAOD精炼,吹氮气增氮,精炼后期加氮化锰.轧制时采用1240℃加热、控轧控冷,保证了盘条表面质量,避免了中心缩孔等问题;固溶温度应控制在1 100℃左右,且保温30 min后快冷,可防止Cr2N相...     

10Cr21Mnl6NiN不锈钢冶炼与连铸生产实践

通过对10Cr21Mn16NiN高氮不锈钢冶炼和连铸工艺研究,在生产中改进两步法冶炼和连铸生产工艺,与三步法工艺相比,LF精炼后期增氮速度由5×10^-6～10×10^-6/min提高到20×10^-6～30×10^-6/min,LF精炼时间由390 min缩短至240 min,连铸等钢时间由4 h降至2 h以下;解决了钢包增氮炉渣外溢的问题;避免了方坯在连铸过程中的翘头,No.1、No.2流断浇率由开发时100%降至0,设备事故率由66.7%降至0,2炉连浇率实现100%。实践证明,方坯连铸机辊子非密排且仅有1台五辊拉矫机也能生产出高强不锈钢方坯。     

60 t AOD精炼使用炉料级铬铁冶炼400系不锈钢的生产实践

成分相同的粒度为10~400mm炉料级铬铁比粒度10~60 mm高碳铬铁价格低,但是粒度较大不能通过高仓加料的形式加入AOD内完成合金化。通过分析60 t AOD精炼不锈钢脱碳模型和工业生产实践,采用将炉料级铬铁装在废钢斗内加料的方式,沿用兑铁后加料的操作模型,控制加料前熔池的温度在1550~1600℃,炉料级铬铁替换高碳铬铁加入量在200 kg/t,供氧强度在2.0~2.5 m³/（t·min）能够实现炉料级铬铁一次性加入后操作的稳定和降低成本。     

热变形对高氮奥氏体不锈钢Mn18Cr18N组织和显微硬度的影响

试验用Mn18Cr18N钢(/%:0.03C、19.25Cr、17.96Mn、0.59N)经100 kg加压真空感应炉冶炼,锻造开坯并轧成12 mm板。用Gleeble 3800热模拟机研究了温度(750～1150℃)和变形(15%～60%)对Mn18Cr18N高氮钢显微硬度和组织的影响,并得高氮钢的再结晶图。试验结果显示,处于未再结晶区时高氮钢Mn18Cr18N的显微硬度随着变形温度升高缓慢下降,部分再结晶区时快速下降,完全再结晶区时又缓慢下降;在完全再结晶区时,细晶强化是试验钢主要强化方式,显微硬度与晶粒尺寸符合Hall-Petch经验公式;在未再结晶区时,应变强化是主要强化方式;未再结晶区变形强化效果要明显高于再结晶区。     

高氮奥氏体不锈钢的研究进展

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、无磁、耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优点而得到越来越广泛的应用,但基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研发历程和冶金理论现状,综述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、成分、制造工艺和力学性能,以及该钢的发展与展望。     

AOD炉冶炼含氮不锈钢氮合金化工艺开发

介绍了AOD炉运用氮气在不锈钢中溶解与脱除理论所开发的氮合金化工艺。在40tAOD炉上冶炼0Cr19Ni9N,0Cr19Ni9NbN,1Cr17Mn6Ni5N,00Cr18Ni5Mo3Si2（N）,00Cr22Ni5Mo3N等舍氮不锈钢钢种。不需在线分析钢中氮含量,较为准确地预测与控制钢中氮溶解度值及舍氮不锈钢成品的氮含量。     

不锈钢AOD精炼工艺的改进

通过生产试验改进了太钢40t AOD精炼工艺参数。提高氧化1期吹炼气体中氧气的比例、炉渣碱度和炉渣中MgO含量，降低精炼温度。改进后精炼工艺参数为氧化1期吹炼气体中氧：氮=(4～5)：1，氧化2期氧：氩=1：(1～2)，精炼温度≤1710℃，炉渣CaO／SiO2≥1．4，炉渣中MgO含量≥8％。使用改进的AOD精炼工艺冶炼18-8不锈钢时，[S]从原来的0．008％降至0．005％，渣中Cr2O3平均含量由6．78％降至0．73％，镁白云石炉衬平均寿命由56次提高到100次。