本文關(guān)鍵詞：鈦微合金化焊接用鋼質(zhì)量控制研究　出處：《北京科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：鈦微合金化鋼有廣泛的用途,當(dāng)這類(lèi)鋼被用于生產(chǎn)焊接材料如焊絲、焊條時(shí),要求能夠同時(shí)滿足拉拔加工和焊接應(yīng)用兩方面要求。鈦元素性質(zhì)活潑,在鋼水中可與氧、氮、硫、碳等元素反應(yīng)生成化合物,進(jìn)而影響鑄坯和盤(pán)條的質(zhì)量,所以要深入研究提出有效的控制措施。本文以首鋼某廠生產(chǎn)的鈦含量分別約為0.003%、0.08%和0.18%的A、B、C三種典型焊接用鋼盤(pán)條產(chǎn)品為對(duì)象,通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。對(duì)上述三類(lèi)焊接用鋼產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測(cè),結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算討論了生產(chǎn)過(guò)程中非金屬夾雜物的生成行為。研究結(jié)果得出:A鋼在生產(chǎn)過(guò)程中一直存在著氧化物和硫化物夾雜;B鋼和C鋼里則出現(xiàn)了大量的TiN夾雜,氧化物比例降低,盤(pán)條中TiN粒子的數(shù)量和尺寸增加;尤其是鈦含量最高的C鋼,其主要夾雜物為T(mén)iN,氧化物占夾雜物總量的比例10%。C鋼的生產(chǎn)中,由于鋼水粘度增加,流動(dòng)性惡化,鋼渣分離困難。TiN夾雜物在鋼水中生成,連鑄時(shí)上浮聚集于結(jié)晶器保護(hù)渣與鋼水界面處,與渣中氧化物反應(yīng)轉(zhuǎn)變成TiO_2進(jìn)入保護(hù)渣。隨著TiO_2含量的升高,保護(hù)渣的粘度、熔點(diǎn)等先降后升,加劇鑄坯卷渣缺陷的發(fā)生。調(diào)整保護(hù)渣、控制鋼水中的鈦氮積和鋁含量,可有效降低該類(lèi)型缺陷發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。加入鋼水中的鈦,有90%左右與鋼中的碳、氮等元素反應(yīng)生成化合物,在鋼中生成的順序依次為T(mén)iN、Ti_4C_2S_2和TiC,其中固相中析出的TiC占比70%以上,對(duì)盤(pán)條的組織和性能均產(chǎn)生顯著影響。與A鋼盤(pán)條相比,C鋼盤(pán)條強(qiáng)化機(jī)制增多,在固溶強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化基礎(chǔ)上,又增加了不穩(wěn)定的位錯(cuò)強(qiáng)化、析出強(qiáng)化,也是強(qiáng)度波動(dòng)的主要原因。含鈦化合物的析出,可細(xì)化連鑄坯凝固組織,大幅度提高鑄坯的等軸晶比例,改善合金成分的枝晶偏析現(xiàn)象,在軋制或熱處理階段,也起到了抑制盤(pán)條組織中奧氏體長(zhǎng)大和促進(jìn)鐵素體形核的作用,而能夠細(xì)化晶粒。有效抑制鋼中析出物帶來(lái)的強(qiáng)化作用,使盤(pán)條性能與組織都適宜于拉拔,是鈦微合金化焊接用鋼盤(pán)條組織與性能控制的關(guān)鍵技術(shù)目標(biāo)。軋制變形后析出的發(fā)生需要一定的孕育期,不同變形溫度下第二相的析出行為不同,就O鋼而言,在約900℃時(shí)析出孕育時(shí)間最短,開(kāi)始的時(shí)間約為變形后10 s,結(jié)束時(shí)間約為變形后140 s;降低終軋溫度可誘發(fā)更多較大尺寸的第二相在奧氏體中生成析出,減弱析出強(qiáng)化對(duì)盤(pán)條強(qiáng)度的貢獻(xiàn);延長(zhǎng)軋制變形后的保溫時(shí)間,鋼中析出物增多、尺寸增大;降低吐絲溫度,有利于獲得等軸晶的再結(jié)晶多邊形鐵素體組織,還可以提高TiC等在高溫區(qū)的析出量,減弱析出強(qiáng)化效果;鈦微合金化鋼盤(pán)條的組織轉(zhuǎn)變對(duì)冷卻速率和緩冷時(shí)間均較為敏感,為避免產(chǎn)生過(guò)量低溫轉(zhuǎn)變組織如貝氏體、馬氏體等硬相,要求盤(pán)條緩冷充分,措施主要是延長(zhǎng)緩冷時(shí)間和降低冷卻速率。試驗(yàn)得到C鋼盤(pán)條在首鋼的最佳生產(chǎn)工藝條件為:C≤0.055%、開(kāi)軋溫度約1000℃,中軋溫度約910℃,精軋溫度約950℃,吐絲溫度約840℃,同時(shí)配合0.10 m/min的散冷線輥速,投用全部保溫罩。
[Abstract]:In this paper , it is found that the titanium content in the steel is about 0.003 % , the ratio of oxides is reduced , and the number and size of TiN particles in the steel slag are increased . In order to avoid excessive low - temperature transition structure such as bainite , martensite and other hard phases , it is possible to increase the precipitation amount and decrease the precipitation hardening effect . The optimum conditions for the formation of the steel coil after rolling deformation are as follows : C 鈮，

本文編號(hào)：1394130