專利名稱：一種在鋼的鑄態(tài)組織中控制夾雜物形態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉工藝，尤其涉及一種在鋼的鑄態(tài)組織中形成細(xì)小彌散、以Ti2O3為主要成分的球形復(fù)合夾雜物的方法。
背景技術(shù)：
韌性是指材料在外載荷作用下抵抗開(kāi)裂和裂紋擴(kuò)展的能力，也就是材料在斷裂前所經(jīng)歷的彈塑性變形過(guò)程中吸收能量的能力，它是強(qiáng)度和塑性的綜合體現(xiàn)。對(duì)于鋼鐵材料， 強(qiáng)度有余而韌性不足是比較普遍的問(wèn)題，圍繞材料的強(qiáng)韌化，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究工作，提出了許多強(qiáng)韌化途徑，基本上都是通過(guò)合金化、沉淀析出、晶粒細(xì)化等多方面的綜合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。但對(duì)斷裂力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，鋼的最終斷裂是非金屬夾雜物引起的顯微孔隙不斷聚集的結(jié)果。鋼在受力時(shí)，必然伴隨著晶粒和夾雜物的拉長(zhǎng)或者變形。當(dāng)為硬脆型夾雜物時(shí)， 夾雜物和鋼基體之間將因應(yīng)力集中而萌生微裂紋，當(dāng)為延性?shī)A雜物時(shí)，在小變形條件下，在基體一夾雜物界面出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，并逐漸過(guò)渡到塑性不穩(wěn)定狀態(tài)，最終也產(chǎn)生顯微裂紋。因?yàn)閼?yīng)力集中，產(chǎn)生顯微裂紋以后，鋼會(huì)加速在夾雜物附近生成顯微孔隙并隨后聚集長(zhǎng)大，最終導(dǎo)致斷裂，并在斷面上發(fā)現(xiàn)夾雜物。從這一過(guò)程可以看出兩點(diǎn)(1)不管夾雜物是塑性型還是硬脆型，均是導(dǎo)致顯微裂紋產(chǎn)生的主要原因；( 相比硬脆型夾雜物，塑性?shī)A雜物由于存在一個(gè)變形過(guò)程，在同等粒度的條件下，塑性?shī)A雜物顯然對(duì)韌性的損害要弱。在斷裂過(guò)程中，夾雜物的形態(tài)，及夾雜物的種類、大小、數(shù)量和分布對(duì)鋼的斷裂有很重要的影響。例如，對(duì)于鋼中常見(jiàn)氧化鋁夾雜物，它是脆性的夾雜物，由于它常常為帶尖銳棱角的形狀，在尖角處容易形成微裂紋，這在夾雜物直徑大于5微米時(shí)非常明顯。對(duì)于延性的硫化錳，也是鋼中很常見(jiàn)的夾雜物，當(dāng)MnS因軋制而拉長(zhǎng)時(shí)，則軋向的韌性要明顯高于橫向，造成鋼的軋向和橫向的性能差異。這也是鋼在冶煉過(guò)程中需要進(jìn)行鈣處理的重要原因，即通過(guò)鈣處理，鋼中的MnS球化，避免形成長(zhǎng)條型的MnS，從而改善其橫向性能。故從提高鋼材韌性來(lái)考慮，必須盡可能的降低鋼中的夾雜物含量，同時(shí)，需要控制夾雜物的形態(tài)，即盡可能地將鋼中的夾雜物控制為細(xì)小彌散的球形夾雜物。比較典型的例子是適用于高強(qiáng)高韌性結(jié)構(gòu)鋼的氧化物冶金技術(shù)。1990年代，研究發(fā)現(xiàn)某些細(xì)小彌散的氧化物顆粒可以顯著改善鋼材的某些性能。 其基本原理是在鑄態(tài)鋼中形成細(xì)小彌散的以Ti2O3為主要成分的氧化物顆粒，這些顆粒生成于1400°C以上溫度，其后，鋼在冷卻至1200°C左右時(shí)，鋼中的MnS夾雜物以這些Ti2O3氧化物作為形核核心析出，結(jié)果形成Ti203+MnS型復(fù)合夾雜物，即外層為延性的MnS，內(nèi)層為硬質(zhì)的球形以Ti2O3為主要成分的氧化物。進(jìn)一步的研究證實(shí)，這種氧化物的成分中不僅僅包含Ti和0，還包含有元素Mn，物相鑒定主要為T(mén)i2O3和MnO。當(dāng)復(fù)合夾雜物為球形、粒度在5微米以下時(shí)，鋼表現(xiàn)出高韌性。 特別地，當(dāng)鋼經(jīng)過(guò)焊接以后，通常鋼在熱影響區(qū)因?yàn)榫Я４只?，?huì)出現(xiàn)明顯的韌性降低，鋼的在焊接接頭附近出現(xiàn)最低的韌性，但鋼中富含上述復(fù)合夾雜物時(shí)，這種Ti203+MnS型復(fù)合夾雜物將在其鄰近區(qū)域形成貧錳區(qū)(即該區(qū)域的錳明顯低于其它區(qū)域)，由于錳為奧氏體穩(wěn)定元素，貧錳區(qū)的存在將降低奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的形核功，從而加速這一轉(zhuǎn)變，即奧氏體以在貧錳區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)變，最終將以Ti203+MnS型復(fù)合夾雜物為核心轉(zhuǎn)變成鐵素體組織，這是一種針狀的成放射狀成長(zhǎng)的鐵素體，內(nèi)含高密度位錯(cuò)，具有高韌性。由于Ti203+MnS型復(fù)合夾雜物在鋼基體中彌散分布，這就使得通常情況下經(jīng)歷焊接熱循環(huán)以后的原始奧氏體晶粒優(yōu)先在晶界發(fā)生的轉(zhuǎn)變得到抑制，奧氏體晶粒內(nèi)部可以依托復(fù)合夾雜物優(yōu)先于晶界轉(zhuǎn)變， 形核位置和數(shù)量大大增加，而且轉(zhuǎn)變以后的組織也不是通常狀況下的上貝氏體、魏德曼鐵素體等脆性組織，而是韌性非常高的針狀鐵索體組織。這樣，就使鋼在經(jīng)歷焊接以后，接頭焊接熱影響區(qū)仍然維持非常細(xì)小的組織和保持高韌性。這是一種新的調(diào)控鋼材組織和提高韌性的手段，使通常狀況下對(duì)于鋼材性能有害的夾雜物成為調(diào)控性能的技術(shù)途徑，因此受到廣泛的關(guān)注，其核心技術(shù)是夾雜物形態(tài)控制技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在鋼的鑄態(tài)組織中控制夾雜物形態(tài)的方法，在鋼的鑄態(tài)組織中形成細(xì)小彌散、以Ti2O3為主要成分的球形復(fù)合夾雜物的方法，這種特殊的夾雜物主要用于控制鋼在焊接熱影響區(qū)的組織，并因此顯著提高鋼在焊接熱影響區(qū)的韌性。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種在鋼的鑄態(tài)組織中控制夾雜物形態(tài)的方法，其包括如下步驟1)冶煉過(guò)程鋼水硫含量控制，鋼坯中硫含量降低至0. 0030wt%以下；2)分步脫氧，通過(guò)氧位控制和采用鈦脫氧來(lái)實(shí)現(xiàn)，即鋼水首先采用Al或Si+Mn或Al+Si+Mn進(jìn)行預(yù)脫氧，至鋼水氧含量處于0. 0020 0. 0200wt%范圍后采用鈦脫氧至0. 0010 0. OlOOwt %，最后調(diào)整C、 Si、Mn、Nb、Al、Ni、Ti、Cu等元素至目標(biāo)成分；3)頂渣控制，通過(guò)精煉渣成分控制使鋼液中終形成MnO-Ti2O3復(fù)合型夾雜物；頂S成分特征為堿度1.6 2. 4 ;MnO 1 6wt%，TiOx (χ = 1. 5 或 2) :2 8wt%;4)鈣處理和夾雜物微細(xì)化，采用含Ca 15 30wt%的鈣硅合金，使夾雜物進(jìn)行球化和通過(guò)在鈣硅合金中添加微量Mg、Ce、Zr、TiO2中的一種或者一種以上成分來(lái)使夾雜物微細(xì)化，添加物總量占合金總量的7 18%，以保證添加物在鋼中的總殘留量在0. 0002 0. 0050wt% ；5)冷卻控制，鑄坯在二冷段冷卻強(qiáng)度為1. 2 2. 2噸冷卻水/噸鋼；6)得到的夾雜物為內(nèi)外層復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層夾雜物以MnO和Ti2O3為主要成分，外層包裹為MnS薄膜的復(fù)合夾雜物，夾雜物整體成球形，粒度在介于0. 5 5. 0微米，數(shù)量為 100 2000個(gè)/mm2，在鋼中成彌散狀分布。為了得到細(xì)小彌散的(Ti2O3-MnO)+MnS型復(fù)合夾雜物，需要在冶煉過(guò)程中實(shí)施夾雜物控制技術(shù)1、冶煉過(guò)程鋼水硫含量控制從提高鋼材低溫韌性考慮，需要盡可能降低鋼水硫含量，另一方面，高的硫含量導(dǎo)致MnS的析出溫度過(guò)高和析出量過(guò)多，不利于復(fù)合夾雜物的球化和細(xì)化。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼的厚板產(chǎn)品，一般要求將鋼坯中的硫含量降低至0.0030% (重量百分比，下文同)以下。鋼水硫含量的控制通過(guò)以下措施來(lái)保障(1)鐵水預(yù)處理階段將鐵水脫硫至 0. 0020%以下；(2)轉(zhuǎn)爐低硫廢鋼裝入；(3)轉(zhuǎn)爐、鋼包、RH真空處理裝置低殘鋼以減少殘鋼造成的硫污染；(4)鋼包采用合適堿度(堿度為渣中堿性氧化物CaO酸性氧化物S^2的重量百分比)頂渣，防止鋼水回硫，頂渣堿度控制在1.6以上。2、分步脫氧得到(Ti2O3-MnO)+MnS型復(fù)合夾雜物的前提條件是在鋼中形成Ti2O3夾雜物，這主要是通過(guò)氧位控制和鈦脫氧來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1)鋼水首先采用Al或(和)SiMn進(jìn)行預(yù)脫氧，將鋼水氧位控制在0. 0020-0. 0200 丨％范圍；(2)將鋼水采用鈦脫氧至氧位0. 0010-0. OlOOwt % ； (3)鋼水中除鈦以外元素的合金化；(4)鋼水采用鈦終脫氧。3、頂渣控制如前所述，針狀鐵素體組織的形成起源于(Ti2O3-MnO)+MnS型復(fù)合夾雜物周?chē)呢氬i區(qū)，而貧錳區(qū)的形成則是因?yàn)镸nS的析出。雖然為降低界面能，MnS易于依托Ti2O3夾雜物為質(zhì)點(diǎn)析出，但Ti2O3和MnS的親和力并不強(qiáng)，必須形成具備高硫容量的MnO-Ti2O3復(fù)合夾雜物，且其中MnO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25% 50%。復(fù)合夾雜物形貌和成分分布如圖la、圖 lb。形成MnO-Ti2O3復(fù)合型夾雜物是在精煉過(guò)程中通過(guò)控制精煉渣成分來(lái)實(shí)現(xiàn)，頂渣成分具有以下特征堿度1·6 2. 4，MnO 1 6wt%，Ti0x(x = 1· 5 或 2) :2 8%4、鈣處理和夾雜物微細(xì)化采用上述措施獲得的MnO-Ti2O3還存在比較多的粗顆粒夾雜物，而且?jiàn)A雜物中含較多對(duì)鋼材性能不利的Al2O3成分，為進(jìn)一步細(xì)化夾雜物、減少氧化鋁夾雜物的數(shù)量，以及促進(jìn)夾雜物的球化，需要對(duì)鋼水進(jìn)行鈣處理和合金化。鈣處理和夾雜物微細(xì)化所采用的材料和方法由與本發(fā)明相關(guān)的中國(guó)專利 200810032984. 6 ( 一種硅鈣合金冶金材料)。其中該材料的配方如下范圍11 氧化物2 10wt%，15 35wt%m—，30 60wt%&·，以及0. 5 12wt%的添加成分，所述添加成分為T(mén)i、Si、Al、Ba、MgJe中的一種或者以上元素；無(wú)用的雜質(zhì)成分，包括上述金屬的氧化物， 制造過(guò)程帶入的雜質(zhì)以及原料中帶入的雜質(zhì)，少于8wt %。該材料的用量為0. 07 0. 50公斤/噸鋼。鈣處理讓夾已經(jīng)形成的MnO-Ti2O3雜物以及后續(xù)的鑄坯冷卻過(guò)程中析出的MnS 成球形。夾雜物微細(xì)化處理可以使夾雜物避免聚集，夾雜物因此得以分散和保持細(xì)化。5、合理的冷卻控制鋼水在連鑄機(jī)內(nèi)凝固后，鋼中已經(jīng)存在彌散分布的MnO-Ti2O3復(fù)合型夾雜物，鋼在冷卻至1100-1300°C溫度范圍時(shí)，MnS將因?yàn)镸n和S的固溶度積降低而析出。在這一過(guò)程中，MnO-Ti2O3復(fù)合夾雜物因?yàn)榫哂休^高的硫容量，故臨近區(qū)域的S將向其擴(kuò)散，在MnO-Ti2O3 夾雜物外層包裹一層MnS薄膜。從而形成(MnO-Ti2O3)+MnS復(fù)合夾雜物。為細(xì)化復(fù)合夾雜物，須縮短鋼在1100 1300°C溫度范圍內(nèi)的停留時(shí)間，即盡可能加大鑄坯在出結(jié)晶器以后的二冷段冷速，但連鑄坯的冷卻強(qiáng)度受連鑄機(jī)的工作條件及連鑄坯的其它品質(zhì)要求所限制。合理的二冷段冷卻強(qiáng)度為1. 2-2. 2噸(冷卻)水/噸鋼。
通過(guò)上述措施，鋼水經(jīng)連鑄成坯后，對(duì)鋼中的夾雜物作定性定量分析，最終確定 鋼中主要為含Mn、Ti、S、0的夾雜物，光學(xué)金相下可以辨識(shí)出夾雜物為內(nèi)外分層的結(jié)構(gòu)，內(nèi)外層之間有明顯襯度差。經(jīng)物相鑒別，確認(rèn)內(nèi)層主要為MnO-Ti2O3夾雜物，外層為MnS的復(fù)合夾雜物，夾雜物整體成球形，粒度在介于0. 5 5. 0微米，數(shù)量為100 2000個(gè)/mm2，在鋼中成彌散狀分布。本發(fā)明針對(duì)的是改善厚板焊接性能的氧化物冶金技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)在冶煉階段控制夾雜物形態(tài)的方法，即在冶煉階段將夾雜物控制為細(xì)小彌散、以Ti2O3為主要成分的球形復(fù)合夾雜物的方法，夾雜物是通過(guò)脫氧過(guò)程原位生成。中國(guó)專利CN200710119933. 2是針對(duì)在鑄造過(guò)程中外加氧化物的方法，有氧化物夾雜物的類型選擇，保護(hù)重點(diǎn)是如何保證氧化物的彌散分布，與本發(fā)明所述原位生成有區(qū)別，中國(guó)專利CN200610164315. 5是針對(duì)夾雜物有害于鋼材性能這一事實(shí)，通過(guò)電渣重熔過(guò)程來(lái)減少夾雜物或者使之細(xì)小分散減輕其有害影響，與本發(fā)明有本質(zhì)的區(qū)別。中國(guó)專利CN200810080735. 4 “焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的高張力厚鋼板”和 CN1088628 “高強(qiáng)度高韌性和極好耐火性型鋼材料及生產(chǎn)該材料的軋制型鋼的方法”，美國(guó)專禾Il 5534084(Continuous-cast slab and steelproduct having dispersed fine particles)等，均是針對(duì)提高厚板韌性的這一主題。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200810080735. 4 “焊接熱影響部的韌性優(yōu)異的高張力厚鋼板” 提及控制氧化物賀硫化物的個(gè)數(shù)和大小，其中氧化物或者硫化物的大小以圓當(dāng)量直徑計(jì)為 0. 2 5 μ m，在每Imm2的觀察視野中存在100個(gè)以上。在大小和數(shù)量上和本發(fā)明有相似的地方，但該專利的關(guān)鍵還是保護(hù)鋼的成分，提及利用了夾雜物，但并未對(duì)夾雜物的形態(tài)控制方法提出權(quán)利，即夾雜物的控制方法不在其權(quán)利范圍內(nèi)。中國(guó)專利CN1088628“高強(qiáng)度高韌性和極好耐火性型鋼材料及生產(chǎn)該材料的軋制型鋼的方法”的情況也是類似情況。^15^ 5534084"Continuous-cast slab and steel product havingdispersed fine particles”則具體的涉及了夾雜物的控制方式，本發(fā)明與之相比，有了更進(jìn)一步的技術(shù)要求，具體體現(xiàn)如下1.技術(shù)路線不一樣。美國(guó)專利采用的是先形成硅和錳的氧化物，然后通過(guò)脫氧后引入&、Ti、Ce、Hf、Y或者Al中的一種或者數(shù)種氧化物。本發(fā)明則為先分步脫氧形成鈦的氧化物、然后通過(guò)頂渣精煉形成復(fù)合氧化物，其后通過(guò)鈣處理來(lái)使夾雜物分散，最后通過(guò)形成復(fù)合氧化物的高硫容量特性吸附硫在表層形成MnS薄膜。夾雜物的種類、技術(shù)路線和控制重點(diǎn)均有明顯差別。2.技術(shù)細(xì)節(jié)有差別。氧化物冶金的最關(guān)鍵問(wèn)題在于Ti2O3-MnO復(fù)合氧化物的形成過(guò)程，美國(guó)專利回避了這一過(guò)程，只是籠統(tǒng)的提及采用&、Ti、Ce、Hf、Y或者Al中的一種或者數(shù)種氧化物，對(duì)其具體的控制過(guò)程未提供，本發(fā)明則對(duì)此過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)論述和保護(hù)。3.技術(shù)效果不同。美國(guó)專利中夾雜物的粒度在0.01-10微米范圍，本發(fā)明則進(jìn)一步提高其精度，達(dá)0. 5 5微米，技術(shù)上難度加大。同樣在數(shù)量方面，美國(guó)專利中的夾雜物數(shù)量為30 2000個(gè)/mm2 ；本發(fā)明為100 2000個(gè)/mm2，起步數(shù)量增大了。


圖la、圖Ib為鋼中形成的復(fù)合氧化物及其成分分布示意6
圖2為夾雜物定性定量分析試樣在鑄坯上的取樣位置示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1含硫0. 0015襯％的鐵水經(jīng)300噸轉(zhuǎn)爐冶煉后，出鋼至鋼包，出鋼過(guò)程中向鋼包添加渣料調(diào)節(jié)鋼包頂渣成分，出鋼結(jié)束后鋼水成分c 0. 06wt%,Si 0. 14wt%,Mn 0. 09wt%, P 0.008wt%, S 0.0023wt%，溫度1614°C。隨后，鋼包進(jìn)入RH工位進(jìn)行爐外精煉處理。 鋼水經(jīng)真空脫氣處理之后，采用鋁脫氧至氧含量0. 0050wt%，然后采用鈦鐵合金脫氧至 0. 0012wt%。根據(jù)鋼種成分要求，調(diào)整鋼中C、Si、Mn、Nb、Mo等合金元素成分至目標(biāo)成分，最后， 按照鋼種成分上限添加鈦鐵合金進(jìn)行鈦的終脫氧和合金化，同時(shí)在鋼包渣層取樣作渣樣成分分析。RH處理結(jié)束，鋼包移動(dòng)至喂絲工位進(jìn)行鈣處理，鈣處理采用直徑位16mm的包芯線， 即將硅鈣合金粉末以外包鋼帶的形式制作成線，連續(xù)喂入鋼水中。包芯線內(nèi)置合金的主要有效成分為鈣19wt%，硅55wt%，鋇，Ti026wt%。(除鋼殼以外)材料的加入數(shù)量為0. 22公斤/噸鋼。鈣處理后的鋼水送入連鑄工位進(jìn)行澆注成板坯，連鑄二冷段冷卻強(qiáng)度為1. 8噸(冷卻)水/噸鋼。在板坯的硫印坯上按照?qǐng)D2所示位置取樣作夾雜物的定性定量分析。鋼包渣樣主要成分分析結(jié)果如下CaO 42wt%, Si022 5wt% (堿度:1. 68)，MnO 2. 2wt%, Ti024%夾雜物形態(tài)特征分析結(jié)果如下夾雜物數(shù)量經(jīng)1000倍光學(xué)顯微鏡下對(duì)100個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的夾雜物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)夾雜物共計(jì)478個(gè)，其中381個(gè)為(MnO-Ti2O3) +MnS型或者Ti203+MnS型夾雜物，夾雜物整體均成球形，全部夾雜物粒度均介于0. 5-5. 0微米，數(shù)量(密度)為1760個(gè)/mm2。實(shí)施例2含硫0. OOlOwt %的鐵水經(jīng)300噸轉(zhuǎn)爐冶煉，按照實(shí)施例所述的同樣步驟進(jìn)行RH精煉和連鑄，過(guò)程略。主要參數(shù)如下轉(zhuǎn)爐出鋼結(jié)束后鋼水成分:C0. 04wt%,Si 0. 15wt%,Mn 0. 10wt%,P0. 005wt%, S 0. 0025wt%，溫度 1622 °C。RH精煉處理。采用硅錳脫氧至氧含量0.0120Wt%，然后采用鈦鐵合金脫氧至 0. 0060wt%。包芯線合金主要有效成分為鈣22wt%，硅，鎂6wt%，Ti&9wt%。材料的加入數(shù)量為0. 30公斤/噸鋼。 連鑄二冷段冷卻強(qiáng)度為1. 6噸(冷卻)水/噸鋼。鋼包渣樣主要成分分析結(jié)果如下CaO 45wt%, Si022 2wt% (堿度:2. 05)，MnO 3. 5wt%, Τ 02 7%夾雜物形態(tài)特征分析結(jié)果如下統(tǒng)計(jì)夾雜物共計(jì)3 個(gè)，其中269個(gè)為(MnO-Ti2O3) +MnS型或者Ti203+MnS型夾雜物，夾雜物成球形，全部夾雜物粒度均介于0. 5 5. 0微米，數(shù)量(密度)為1190個(gè)/mm2。
權(quán)利要求
1. 一種在鋼的鑄態(tài)組織中控制夾雜物形態(tài)的方法，其包括如下步驟1)冶煉過(guò)程鋼水硫含量控制，鋼坯中硫含量降低至0. 0030wt%以下；2)分步脫氧，通過(guò)氧位控制和采用鈦脫氧來(lái)實(shí)現(xiàn)，即鋼水首先采用Al或Si+Mn或Al+Si+Mn進(jìn)行預(yù)脫氧，至鋼水氧含量處于0. 0020 0. 0200Wt%范圍后采用鈦脫氧至0. 0010 0. OlOOwt%，最后調(diào)整C、Si、Mn、Nb、Al、Ni、Ti、Cu等元素至目標(biāo)成分；3)頂渣控制，通過(guò)精煉渣成分控制使鋼液中終形成MnO-Ti2O3復(fù)合型夾雜物；頂S成分特征為堿度，1. 6 2. 4 ；MnO 1 6wt%，Ti0x(x = 1. 5 或 2) :2 8wt% ；4)鈣處理和夾雜物微細(xì)化，采用含Ca 15 30wt%的鈣硅合金，使夾雜物進(jìn)行球化和通過(guò)在鈣硅合金中添加微量 Mg、Ce、Zr、TiO2中的一種或者一種以上成分來(lái)使夾雜物微細(xì)化，添加物總量占合金總量的 7 18%，以保證添加物在鋼中的總殘留量在0. 0002 0. 0050wt% ；5)冷卻控制，鑄坯在二冷段冷卻強(qiáng)度為1.2 2. 2噸冷卻水/噸鋼；6)得到的夾雜物為內(nèi)外層復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層夾雜物以MnO和Ti2O3為主要成分，外層包裹為MnS薄膜的復(fù)合夾雜物，夾雜物整體成球形，粒度在介于0. 5 5. 0微米，數(shù)量為100 2000個(gè)/mm2，在鋼中成彌散狀分布。
全文摘要
一種在鋼的鑄態(tài)組織中控制夾雜物形態(tài)的方法，其包括如下步驟1)冶煉過(guò)程鋼水硫含量控制，鋼坯中硫含量降低至0.0030wt％以下；2)分步脫氧，通過(guò)氧位控制和采用鈦脫氧來(lái)實(shí)現(xiàn)；3)頂渣控制，通過(guò)精煉渣成分控制使鋼液中終形成MnO-Ti2O3復(fù)合型夾雜物；4)鈣處理和夾雜物微細(xì)化；5)冷卻控制；6)得到的夾雜物為內(nèi)外層復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層夾雜物以MnO和Ti2O3為主要成分，外層包裹為MnS薄膜的復(fù)合夾雜物，粒度0.5～5.0微米，數(shù)量為100～2000個(gè)/mm2，在鋼中成彌散狀分布。本發(fā)明方法在鋼的鑄態(tài)組織中形成細(xì)小彌散、以Ti2O3為主要成分的球形復(fù)合夾雜物的方法，這種特殊的夾雜物主要用于控制鋼在焊接熱影響區(qū)的組織，并因此顯著提高鋼在焊接熱影響區(qū)的韌性。
文檔編號(hào)C21C7/00GK102166642SQ20101011460
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者胡會(huì)軍, 鄭慶 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司