Nb微合金化钢连铸坯表面裂纹

1 前言 Nb微合金化钢经控制轧制析出弥散细小的NbCN,能明显细化晶粒提高钢的强韧性。1980年以来,武钢根据国民经济的需要,开发了一系列Nb微合金化钢用作石油管线、船舶、海洋平台及高炉炉壳等。钢板性能达到国内外同类钢种实物水平。但Nb微合金化低合金高强度钢连铸时具有较明显的表面裂纹敏感性。当轧成中厚板时仍存在表面裂纹,加大了表面修磨量,有时还恶化钢板冷弯性能。为改善Nb微合金化钢板性能,提高产品合格率,     

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.     

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.     

高品质37Mn5油井管坯钢的研制开发

莱钢采用UHP电炉冶炼-LF精炼-连铸-热送-轧制短流程工艺路线开发生产J55级37Mn5油井管坯钢,采取了精料、精炼强化脱氧、连铸保护浇注等工艺措施,使生产出的产品成分均匀、残余元素含量低、氧含量低、夹杂物少、晶粒细小,满足了石油工业对高质量油井管的要求。     

锅炉钢、微合金化钢以及高强度级别钢连铸板坯中横向裂纹的控制

由于不规则形状的细小表面裂纹的形成使得国外某厂用连铸板坯生产的热轧钢板不断被拒收。这些裂纹来源于位于连铸板坯振痕 /表面凹坑以下的横向裂纹。这种炉次连着炉次缺陷的随机出现受到某钢厂的很大关注 ,因为该厂是用连铸板坯轧制锅炉钢、微合金化钢以及高强度级别钢这些特殊钢种。通过对有缺陷板坯和钢板的详细金相研究以及对拒收类型钢板各种重要的工艺参数方面的详细分析找出了这种缺陷形成的机理。通过一系列工艺扰动试验来验证裂纹形成机理。开发了一种缺陷潜在指数来解释这些裂纹的随机出现。该指数与影响连铸坯中裂纹形成的参数相…     

含铌钛微合金化钢连铸坯高温变形试样中碳氮化物的析出

铌、钛微合金化钢连铸坯高温变形试样中主要有三类碳、氧人合物析出；（１）高温细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）动态析出物；（３）温度低于９００℃区间洞晶界和在晶粒基体内部析出的微细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）动态析出物；（３）温度低于９００℃后Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）依附在ＴｉＮ颗粒上生成的复合析出物，在９５０－９００℃区间析出的微细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）是造成此温度区间试样延塑性急怖降低的主要原因，由于氮优先与钛反应，减少了低温时Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）ｔ     

37Mn5钢 Φ210 mm圆坯连铸凝固影响因素的数学模拟分析

通过ANSYS软件建立了37Mn5钢Φ210 mm圆坯连铸的传热模型,研究了在铸坯传热过程中铸机拉速1.3~1.5 m/min,钢水过热度15°~60°,二冷比水量0.58~0.78 L/kg对铸坯表面温度、凝固坯壳厚度和凝固终点位置的影响。结果表明,控制稳定的较低拉速、低过热度、较弱二冷比水量可有效地避免37Mn5钢Φ210mm铸坯裂纹的形成,提高铸坯的冶金质量。     

石油套管用钢37Mn5 Φ210 mm连铸圆坯凝固过程的数学模拟和工艺优化

在分析37Mn5钢（/%:0.34~0.39C,0.20~0.35Si,1.25~1.50Mn）凝固特性的基础上通过用ANSYS软件建立连铸圆坯凝固热-力耦合数学模型,对Φ210 mm连铸圆坯凝固过程进行模拟,分析了40 t中间包,拉速1.4 m/min,浇铸温度1531℃时,二冷水比水量0.58~0.78 L/kg和各段配置对铸坯表面温度、坯壳厚度、液芯长度和表面应力的影响。模拟结果表明,比水量每增加0.1 L/kg,铸坯表面约下降18℃,试验比水量变化对出口坯壳厚度、液芯长度和表面应力影响不显著,但原工艺配水量0.68 L/kg下二冷0段和1段之间空冷部位出现高达185℃急速回温,最大应力达6.41×10⁷Pa,通过保持配水量0.68 L/kg不变,调整各段配水量使0~1段间回温降至123℃,最高应力降至4.53×10⁷Pa,铸坯裂纹基本消失,表面质量显著改善。     

60Mn钢的热塑性试验在优化Φ450 mm圆坯连铸工艺中的应用

用Gleeble-2000动态热/力模拟机,通过凝固法测定成分(%)为0.61C-0.74Mn-0.18Cr 60Mn钢的高温塑性(断面收缩率),得出60Mn钢存在>1 300℃和925~750℃两个高温脆性区。在925~750℃温度中,钢中AlN和NbN等氮化物在γ晶界析出,先共析α-相在γ α区呈网膜状。通过优化工艺,钢中Als量由原来的≤0.015%降到≤0.010%,采用强化VD脱气和保护浇铸使[N]由60×10-6降至40×10-6,过热度由≤50℃降至≤35℃,比水量由0.40 L/kg降至0.30 L/kg,降低拉矫力并保持矫直前铸坯表面温度≥900℃,从而降低了铸坯疏松级别,等轴晶比由优化前的45.7%增至51.3%,内裂发生率由5.2%降至1.7%,铸坯质量显著提高。     

水平连铸工艺对40Cr钢Φ150 mm管坯中间裂纹的影响

采用射钉试验、红外测温等方法研究了40Cr钢中150mm管坯水平连铸时拉速和中间包钢水过热度对坯壳厚度和铸坯中间裂纹的影响,以及结晶器冷却水参数对铸坯中间裂纹的影响。结果表明,当拉速1．99m／min,浇铸温度1544℃,中间包钢水过热度45℃时,结晶器进水温度29．3℃,出水温度63．4℃,铸坯液芯长17．47m,铸坯的中间裂纹≤0．1级,中心疏松和中心裂纹≤1．5级,满足产品要求。     

Cr-N微合金含量和正火对Mn系气瓶用无缝钢管屈服强度的影响

常见的医用气瓶、工业气瓶主要材质为37Mn类Mn系气瓶钢。气瓶钢主要采用正火热处理工艺,但正火态37Mn钢材质的气瓶力学性能不稳定,屈服强度及冲击功达不到标准设定要求。通过加入Cr、N等微量元素的微合金化37Mn钢化学成分为/%:0.34～0.38 C,0.20～0.27 Si,1.60～1.70 Mn,0.10～0.20 Cr,0.004 0～0.0090 N,经正火轧制的Φ219 mm×6 mm钢管屈服强度≥530 MPa,抗拉强度≥750 MPa,冲击功≥13.2 J,完全能满足客户使用需求。     

转炉冶炼石油套管钢34Mn5、37Mn5的生产实践

国内石油套管钢一直采用电炉生产，而天津钢铁有限公司近期采用转炉冶炼34Mn5、37Mn5石油套管钢。试制中按工艺要点控制，圆坯的成分和低倍组织符合质量要求，未出现因铸坯质量造成成品管缺陷及性能不合格。同时，对转炉生产首批含铝钢的冶炼操作情况和遇到的一些问题，进行了分析总结。     

微合金化元素对连铸裂纹的影响

为保证制成品的质量，需要尽可能地减少连铸产品的缺陷。随着热装，薄板连轧及直轧的推广，生产无缺陷的连铸产品也日益重要。这是由于在这些条件下，缺陷的检查与清理变得更加困难的缘故。在连铸产品的各项缺陷中，横向表面裂纹受同合金元素的影响较大。铌是非常有害的，0．01％的铌就会促成裂纹的出现。尽管在钒含量0．15％，氮含量0．2％的场合，也有出现横向裂纹的报道，但含钒钢中，氮低于0．005％时，横向裂纹就不会发生。据信，横向裂纹形成于器，随后在连铸过程,特别是矫直过程中扩张。微合金钢在某一温度范围内，显示出较低的延展率，当在此低延展率区间进行矫直时，就会产生裂纹。铌在深化延展槽，并使其高温区域扩展方面影响显著。铌的这一特点是归因于碳氮化铌的析出。铌的沉积促成低延展失效，并迟滞了再结晶过程。钒对热延展性的影响不那么显著，仅在钢中钒，氮含量较高的情况下，其延展性才接受含铌钢的水平。向含铌钢中添加钒，可通过使析出相粗化稍微改善延展性。钛对热延展性的影响较复杂，到目前还不完全为人们所知。通过适当选择钢的成分，如降低铌的含量，以钒和氮取代铌，或向含铌钢中添加钒，可将横向裂纹的出现降至最低。设备操作条件如二次冷却策略，对避免横向裂纹的出现也很重要。将矫直温度选在低延展率温度区间以外，也可降低裂纹的出现。     

Nb微合金化钢的连铸工艺研究

本文根据生产管线用钢X52时产生较多计划外的事实，结合公司的实际对生产工艺进行研究，提出生产含Nb钢的工艺，经实践取得了良好的效果。     

中碳微合金化钢高温延塑性的研究

借助Gleeble1500热模拟试验机测试了含Nb和含Nb、Ti两种中碳微合金化钢的高温力学行为,分析了析出物、相变、动态再结晶对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明:试验钢种无第Ⅱ脆性区出现;含Nb钢第Ⅲ脆性区的温度范围为950~700℃,含Nb、Ti钢第Ⅲ脆性区的温度范围为900~725℃;微合金化元素Ti的加入可以细化奥氏体晶粒使含Nb微合金化钢高温塑性槽变窄、变浅;析出物沿晶界多而细小的析出和γ→α相变是第Ⅲ脆性区微合金化钢高温延塑性变差的主要原因。实际生产中通过优化二冷区水量,采用弱冷,可以有效降低微合金化钢表面微裂纹的发生率。     

37Mn5连铸圆坯中心等轴晶率预测

为控制油井管用连铸圆坯的质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用Procast软件的CA—FE模块对37Mn5钢Ф150mm圆坯凝固组织进行了模拟。中心等轴晶率模拟结果与工业试验检测结果相一致,据此,建立了柱状晶-等轴晶转变判据。基于此判据的中心等轴晶率预测结果表明,降低过热度、提高拉速和降低二冷零段...     

50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹分析及工艺改进

钢厂90 t LD-LF-VD-CC流程生产的Φ600 mm钢50CrMo连铸圆坯中心裂纹比率达到30%,分析得出：连铸圆坯中心裂纹全部出现在内弧一侧。主要原因是该钢种柱状晶发达,内弧柱状晶基本延伸到圆坯中心,在矫直时圆坯中心产生开裂并向内弧侧扩展。通过采取将结晶器电磁搅拌电流由260 A提高到400 A,中间包钢水过热度由30～50℃降到15～30℃,拉速由0.34 m/min降到0.28 m/min,进拉矫机前支撑辊及拉矫机辊道对弧精度由0.40～1.00 mm降到0.20 mm以下等措施,50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹全部消除。     

含铌钢HRB400Nb 180mm×180mm铸坯角部裂纹分析及改进工艺

通过对含铌钢HRB400Nb 180 mm×180 mm连铸坯产生的角部裂纹进行研究分析,结果表明,由于连铸冷却工艺、钢水氮含量和结晶器保护渣工艺控制不当易导致含铌钢铸坯角部沿晶开裂。通过工艺改进钢液氮含量由原(67～98)×10^-6降至(40～55)×10^-6,结晶器角部圆弧半径由8 mm调整为12 mm,结晶器冷却水量由150m³/h降至120m³/h,二冷比水量由1.35 L/kg降至1.1L/kg,二冷分配比由26:48:17:9调整为36:34:19:11,保护渣碱度由0.65调整为0.82、粘度由1.3 pa·s调整为0.69 pa·s、熔点由1 260℃调整为1 150℃等,有效解决了铸坯表面角部裂纹缺陷,保证了轧材的产品质量。     

复合微合金化低碳SiMn3型贝氏体钢焊接裂纹敏感性的研究

用铁研试验法,研究了符合我国资源特点的复合微合金化低碳ＳｉＭｎ３型贝氏体高强钢的焊接裂纹敏感性。结果表明,该类钢即使在不预热的条件下施焊,也不会出现冷裂纹。这与其ＨＡＺ过热区具有板条贝氏体加低碳马氏体混合组织有关。