專利名稱：一種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法。
背景技術(shù)：
在鋼中添加金屬元素Cr能顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，添加金屬元素Mo能起到細(xì)化鋼的晶粒，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力的效果。因此，含有Cr、Mo元素的鋼具有較好的淬透性、低溫沖擊韌性及較強(qiáng)的疲勞強(qiáng)度和抗沖擊能力。一般采用其生產(chǎn)エ模具、齒輪、軸承等高端鋼材產(chǎn)品。如采用35CrMo、42CrMo等可 生產(chǎn)12. 9級汽車發(fā)動機(jī)用高強(qiáng)度螺栓。由于汽車運(yùn)行過程中發(fā)動機(jī)缸蓋及連桿螺栓受高頻交變載荷的作用，因此對其疲勞壽命指標(biāo)要求十分苛刻，屬于汽車安全件中檔次最高的零件，是高端冷鐓產(chǎn)品的典型代表?？蛐推鍪荂r、Mo鋼產(chǎn)品的主要缺陷之一，其主要表現(xiàn)為軋后的冷卻中形成組織的不均勻分布或碳化物的不均勻分布?？蛐推鍪逛摰牧W(xué)性能具有方向性，使鋼的橫向范性和韌性降低，也使鋼的冷鐓性和切削性能變壞，嚴(yán)重影響了其強(qiáng)度與抗疲勞性能。目前，大多數(shù)的研究人員認(rèn)為連鑄過程是引起框形偏析產(chǎn)生的根源，一方面在結(jié)晶器急冷的條件下，連鑄坯表面形成溫度梯度極大的過冷區(qū)，以壁面形核為基底，附加電磁攪拌及結(jié)晶器震動，快速形成細(xì)小的等軸晶，再向內(nèi)，同樣先產(chǎn)生高溫鐵素體，接著高溫鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變，由于先生成的高溫鐵素體C含量較低，在溫度梯度降低的情況下，就更易向液相中擴(kuò)散，如果保持這種擴(kuò)散，那么連鑄坯從細(xì)晶區(qū)向中心的碳含量將依次提高，但接著生成柱狀晶，形成一次晶及二次晶，一次晶繼續(xù)將夾雜及溶質(zhì)驅(qū)趕到液相，二次晶晶臂阻擋了夾雜及溶質(zhì)繼續(xù)向液相流動或擴(kuò)散，這樣在柱狀晶區(qū)形成眾多的雜質(zhì)及溶質(zhì)較少的晶臂，而枝晶間有較多的雜質(zhì)及溶質(zhì)，這樣形成微觀偏析，在腐蝕時(shí)形成微電池原理，使腐蝕情況不同與表層及芯部；另一方面在柱狀晶形成末期，同時(shí)中心等軸晶開始形成，這樣柱狀晶的凝固前沿與中心等軸晶凝固前沿同時(shí)將元素和雜質(zhì)推向柱狀晶末端及柱狀晶與中心等軸晶交界處，這樣形成宏觀偏析，即表現(xiàn)為沿柱狀晶末端及柱狀晶與等軸晶交界處的框型偏析?？蛐纹鼋o成材帶來了巨大危害，在軋后的冷卻中形成組織的不均勻分布或碳化物的不均勻分布。這種偏析使鋼的力學(xué)性能具有方向性，使鋼的橫向塑性和韌性降低，同時(shí)，不同的組織成分，強(qiáng)度與硬度不一致，受カ變形時(shí)不能均勻協(xié)調(diào)，導(dǎo)致局部產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致變形開裂，使鋼的冷鐓性和切削性能變壞，有時(shí)比中心偏析帶來更大的危害。因此應(yīng)盡可能的降低這種偏祈，最好是完全消除帯狀組織，但往往有一定困難，因此，國標(biāo)中要求框形偏析< 2. 5級，高端用戶一般要求< 2級。目前對于偏析研究較多的為中心偏析的控制技術(shù)，且大多數(shù)應(yīng)用輕壓下技術(shù)進(jìn)行控制，如 CN200710048924. 9，CN200810304476. 9，CN01122537. 8 號專利，公開了ー種連鑄輕壓下方法及其實(shí)施該方法的裝置。由于框形偏析形成過程不同于中心偏祈，因此控制手段與方法也不一樣，框型偏析的控制與研究較少。綜上所述，在Cr、Mo鋼材產(chǎn)品框型偏析控制技術(shù)方面上未有公開的研究報(bào)道，也未有準(zhǔn)確給出Cr、Mo鋼生產(chǎn)過程中框型偏析控制的具體參數(shù)或具體研究方法的公開報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種降低連鑄方坯軋材框形偏析的方法，本發(fā)明ー種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法，按照以下步驟進(jìn)行
(1)將Cr、Mo鋼坯進(jìn)行連鑄，連鑄過程中方坯連鑄機(jī)參數(shù)設(shè)置為電磁攪拌強(qiáng)度150 250A，頻率2 2. 5Hz，二次冷卻區(qū)總水量97. 9 107. 3L/min,比水量O. 215-0. 236L/kg，過熱度 15 25°C，拉速 O. 5 O. 6m/min ；
(2)將連鑄后的鋼坯進(jìn)行開坯，在開坯過程中開坯加熱爐參數(shù)為加熱溫度1220 1280°C，加熱時(shí)間6 8h ;
(3)將開坯后的鋼坯進(jìn)行軋制，在軋制過程中，粗軋溫度為1080°C，精軋溫度為935°C，吐絲溫度為860°C，軋后以大于5°C /S的冷卻速率快速冷卻530°C 480°C，隨后在輥道冷卻線上一直保溫到300 350°C左右集卷；得到消除框形偏析的Cr、Mo鋼軋材。所述集卷后Cr、Mo鋼軋材偶爾存在輕度組織不均現(xiàn)象的，進(jìn)行消除組織不均的簡化退火エ藝，即將軋材加熱到740°C 790°C保溫3 5h的時(shí)間，然后出爐空冷。對于連鑄過程，其原理是通過改變電磁攪拌強(qiáng)度與頻率、ニ冷水的總量及配給，與拉速結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)了對1/2R處偏析的有效控制，連鑄坯1/2R處如圖I所示。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)電磁攪拌強(qiáng)度控制在150-250A，頻率2-2. 5Hz，鑄坯拉速控制
O.50-0. 60m/min, 二次冷卻區(qū)總水量 97. 9-107. 3L/min,比水量 O. 236-0. 215L/kg,過熱度控制在15-25°C，確保鑄態(tài)凝固組織較為均勻致密，減輕鑄坯Cr，Mo鋼1/2R處的宏觀偏析與微觀偏析，具體如表I所示。連鑄后的連鑄坯低倍照片如圖2所示，連鑄坯的宏觀碳偏析指數(shù)如圖3所示。表I連鑄的調(diào)整
權(quán)利要求
1.一種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 (1)將Cr、Mo鋼坯進(jìn)行連鑄，連鑄過程中方坯連鑄機(jī)參數(shù)設(shè)置為電磁攪拌強(qiáng)度150 250A，頻率2 2. 5Hz，二次冷卻區(qū)總水量97. 9 107. 3L/min,比水量O. 215-0. 236L/kg，過熱度 15 25°C，拉速 O. 5 O. 6m/min ； (2)將連鑄后的鋼坯進(jìn)行開坯，在開坯過程中開坯加熱爐參數(shù)為加熱溫度1220 1280°C，加熱時(shí)間6 8h ; (3)將開坯后的鋼坯進(jìn)行軋制，在軋制過程中，粗軋溫度為1080°C，精軋溫度為935°C，吐絲溫度為860°C，軋后以大于5°C /S的冷卻速率快速冷卻530°C 480°C，隨后在輥道冷卻線上一直保溫到300 350°C左右集卷；得到消除框形偏析的Cr、Mo鋼軋材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法，其特征在于集卷后Cr.Mo鋼軋材偶爾存在輕度組織不均現(xiàn)象的，進(jìn)行消除組織不均的簡化退火エ藝，即將軋材加熱到740V 790°C保溫3 5h的時(shí)間，然后出爐空冷。
全文摘要
一種降低Cr、Mo鋼軋材框形偏析的方法，屬冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明按照以下步驟進(jìn)行將Cr、Mo鋼坯進(jìn)行連鑄，控制電磁攪拌強(qiáng)度、頻率、二次冷卻區(qū)總水量、比水量、過熱和拉速；再進(jìn)行開坯，加熱溫度1220～1280℃，加熱時(shí)間6～8h；再進(jìn)行軋制，粗軋溫度為1080℃，精軋溫度為935℃，吐絲溫度為860℃，軋后以大于5℃/S的冷卻速率快速冷卻530℃～480℃，保溫到300～350℃左右集卷；得到消除框形偏析的Cr、Mo鋼軋材。存在輕度組織不均現(xiàn)象的，進(jìn)行消除組織不均的簡化退火工藝。本發(fā)明消除了Cr、Mo鋼軋材軋材的框形偏析，使其冷酸下的框形偏析達(dá)到或接近于0級，熱酸下的框形偏析控制≤1.0級。
文檔編號B22D11/18GK102672130SQ20121017438
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者劉振民, 劉桂生, 唐正友, 張素萍, 徐東, 朱苗勇, 田新中, 祭程, 羅森, 鐘保軍 申請人:東北大學(xué), 邢臺鋼鐵有限責(zé)任公司