控制高硫中碳易切削钢的连铸水口结瘤的生产实践

某公司采用EAF-LF-VD-CC-CR短流程工艺生产SAE1141高硫中碳易切削钢。通过控制电炉原始氧含量、优化包中预合金化、选择合适渣系成分、低控终点铝含量、铌合金细化晶粒、改进调硫的手段,稳定地控制了钢液的可浇性,防止连铸水口结瘤,实现了该类品种连铸工艺流程的稳定生产,确保了连铸坯及钢材的质量。

中碳高硫易切削钢中Zr添加对MnS夹杂物形貌特征的影响

为改善中碳高硫易切削钢中MnS夹杂物形貌特征,在2 kg真空感应炉开展了钢中添加Zr金属的试验。利用SEM-EDS研究了不同Zr含量下钢中氧化物和硫化物的形貌特征,并利用Thermo-Calc软件分析了中碳高硫易切削钢中不同种类MnS的形成过程和机制。结果表明:不添加Zr元素的试验钢中,硫化物主要为簇状形貌的II类,以及少量大尺寸的I类,尺寸和空间分布都很不均匀。加了质量分数为0.0015%的Zr元素后,钢中硫化物基本上是以沿晶界分布的簇状形貌存在,复合硫化物占比只有0.1%。随着Zr质量分数进一步增加至0.0051%,钢中主要生成细小的、纯ZrO_(2)氧化物粒子,为硫化物提供了大量形核核心,减弱了硫化物在晶界聚集的分布行为,提高了硫化物的分布均匀性。试验结果表明,高硫氧比条件下,同样可以利用钢中氧化物粒子改善MnS形貌,关键是得到细小尺寸、高效形核效果的第二相粒子。

冷却强度对超高硫中碳钢方坯凝固过程MnS生长的影响

中碳超高硫易切削钢SAE144是兼具力学性能与切削性能的结构钢,用于制造汽车发动机密封阀件等,产品多采用转炉/电炉→LF精炼→连铸小方坯→线棒材热轧→冷拉及机加工成型流程生产,近年来市场热度稳步提升。若钢中MnS尺寸过大,零件加工使用过程易发生探伤不合、切削性能差、带状组织严重、力学性能各相异性显著,甚至拉拔加工断裂等问题。MnS夹杂物多在铸坯凝固后期形成,随着轧制与钢基体同步变形,控制该类钢种铸坯内MnS原始尺寸成为控制热轧材中MnS夹杂物形态及尺寸的最关键环节。为控制热轧超高硫中碳钢盘条中MnS夹杂物,利用钢坯凝固数值模拟、第二相析出理论、Ostwald熟化理论计算分析了160 mm;钢坯中硫元素偏析及MnS的生成、长大和熟化过程。计算结果表明,当固相分数f;为0.446、硫微观偏析比达到2.19时,铸坯在凝固末期生成MnS。凝固过程中MnS的生长过程决定了钢坯中MnS颗粒的直径。理论计算表明,当连铸二次冷却水量固定为0.6L/kg时,拉速为1.6、2.1和2.6 m/min时,160 mm;方坯中心的MnS分别增长到30.6、32.2和34.6μm,与实际测试结果一致。控制该类钢种线材中MnS尺寸的关键是提高二冷区的冷却强度,降低连铸拉速。基于该系列计算方法,提出了160 mm;钢坯中与MnS直径控制目标相匹配的连铸工艺参数控制范围。