20Mn23AlV高锰低磁钢的连铸生产

20Mn23AlV高锰低磁钢由于含锰含铝量高,合金比例大,目前国内均使用模铸进行生产;为进一步提高该钢的成材率,降低生产成本,浦钢公司特钢厂进行了连铸试验生产。根据20Mn23AlV钢的模铸工艺,对该钢种的凝固温度、铸态组织等特性进行研究,制定了相应的连铸工艺参数,顺利进行了连铸的正常生产。

CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)系保护渣加Li_(2)O对高铝钢20Mn23AlV连铸板坯表面纵裂纹的影响

研究了1.5%~2.5%Al的20Mn23AlV钢200 mm×1260 mm铸坯表面纵裂纹产生机理。结果表明:20Mn23AlV表面纵裂纹与结晶器保护渣变性有关。保护渣渣中加入5.49%的Li_(2)O大幅提高了该钢种浇注过程保护渣理化指标的稳定性,且有利于将该钢种连铸坯表面纵裂发生几率由23.8%降至0.3%以下。

不同保护气体对无磁钢20Mn23AlV焊接接头组织及力学性能的影响

采用φ(Ar)97%+φ(CO_(2))3%和φ(Ar)97.5%+φ(CO_(2))2.5%两种保护气体对厚12 mm的20Mn23AlV无磁钢板进行焊接,对比不同保护气体下20Mn23AlV无磁钢焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明:采用φ(Ar)97.5%+φ(CO_(2))2.5%保护气体焊接的试板焊缝表面成形更优,焊缝内部气孔少;两种保护气体下的焊接接头都具有良好的塑性、韧性及抗拉强度,φ(Ar)97.5%+φ(CO_(2))2.5%保护气体下的接头的抗拉强度略大,焊缝组织为白色的奥氏体基体+δ铁素体。综合来看,采用φ(Ar)97.5%+φ(CO_(2))2.5%保护气体更为合理,满足无磁钢焊接生产要求。

20Mn23AlV无磁结构钢热轧板的组织性能及动态再结晶行为

通过试验研究了20Mn23AlV无磁结构钢热轧板密度、组织及力学性能,并对其进行了多道次热模拟试验,研究了多道次热模拟前后组织及磁性能变化。因Al元素的加入,无磁钢密度较通用钢密度降低了约0.192 g/cm^(3)。无磁钢热轧板平均抗拉强度为721 MPa,屈服强度为371 MPa,断后伸长率为69.5%,具有良好的强塑性匹配。经过多道次热模拟试验可知,20Mn23AlV无磁结构钢经过60%热压缩变形之后,在950℃时会发生动态再结晶行为,奥氏体平均晶粒尺寸从10.24μm减小到6.08μm。多道次热模拟前后没有发生相转变,经过磁导率测试,多道次热模拟前后相对磁导率分别为1.001和1.002,满足无磁钢对磁性能要求。

20Mn23AlV无磁钢组织及热物理性能预测与验证

利用JMatPro7.0软件模拟预测20Mn23AlV无磁钢的平衡相组成、析出相元素成分、奥氏体化元素含量对无磁钢组织的影响、淬透性、力学性能及热物理性能参数。将模拟参数与部分试验所得数据进行对比分析。计算结果表明,该无磁钢奥氏体占比高达99.89%,其余为第二相强化作用的弥散相,弥散相中占比最多的为金属钒的碳氮化物。该无磁钢在不同冷速下并不会引起组织转变,均为奥氏体相。Mn和Al含量要控制在一定的范围内才能使奥氏体占比最大化。预测和实测力学性能差异不大。随温度的降低,线膨胀系数、比热容、泊松比和导热系数均减小,密度、剪切模量、电导率和杨氏模量均随温度降低而增大。

夹杂物对20Mn23AlV钢中厚板边部开裂缺陷的影响

采用连铸工艺生产的20Mn23AlV钢铸坯(w(C)=0.04%~0.12%,w(Si)≤0.50%,w(Mn)=21.50%~25.00%,w(P)≤0.030%,w(S)≤0.030%,w(Al)=1.50%~2.50%,w(V)=0.04%~0.10%),在热轧过程中容易出现边部开裂缺陷,严重影响了正常生产。通过对铸坯缺陷部位进行化学成分分析和扫描电镜分析,认定中厚板边部开裂的主要原因是:在第三脆性温度区间,氮化铝在奥氏体晶界析出,降低奥氏体晶界的结合能,进而降低了钢的塑性;钢中锰含量高,凝固过程中柱状晶组织发达,易形成穿晶组织、裂纹等缺陷;在连铸生产过程发生卷渣,卷入铸坯的夹杂物与基体的延展性不同,随着轧制的进行而产生裂纹。对炼钢及连铸过程工艺参数进行了优化,降低了钢中氮化铝夹杂数量,减少了保护渣卷入钢水中的频次,中厚板边部开裂率由28%降低至3%以下。