專利名稱：一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶煉領(lǐng)域，尤涉及一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑。
背景技術(shù)：
錳鋼導(dǎo)熱率低，凝固范圍寬，在凝固過程中樹枝晶生成粗大。同時(shí)，大量的碳化物析出在晶粒周圍顯網(wǎng)狀分布。這導(dǎo)致在隨后的熱處理過程中需要較高的奧氏體化溫度和較長的保溫時(shí)間才能溶解這些碳化物。但這又會(huì)導(dǎo)致晶粒進(jìn)一步粗大，從而影響高錳鋼的使用壽命。我國在70年代后期開始采用稀土硅鐵作為變質(zhì)劑對錳鋼進(jìn)行變質(zhì)處理，這類變質(zhì)劑單純依賴稀土，雖然能夠改善鑄態(tài)碳化物的分布，但碳化物在基體中分布不均勻。同時(shí)，稀土變質(zhì)劑對于晶粒大小影響也不明顯。專利文獻(xiàn)(ZL200710100782.6)公開了一種用于奧錳鋼的新型復(fù)合變質(zhì)劑，包括 稀土合金、鈦鐵、硅鈣和鋁，用量分別為含Re占鋼液重量O. 20% O. 25%的稀土合金、鈦占鋼液重量O. 02% O. 03%的鈦鐵、占鋼液重量O. 20% O. 25%的硅鈣和占鋼液重量O. 15% O. 20%的鋁；爐內(nèi)處理是在調(diào)整鋼液成份的合金化階段加入，加入時(shí)間是在加入錳鐵對鋼液的錳含量進(jìn)行微調(diào)之后，向熔池中加入1/3的稀土合金，出鋼前加入鋁；爐外處理是在鋼包中加入娃1丐、2/3的稀土合金和欽鐵。米用Re-Ca-Ti-Al多兀素復(fù)合變質(zhì)劑，鋼液變質(zhì)過程的有效時(shí)間延長，變質(zhì)效果好。該發(fā)明能夠有效的改善鑄態(tài)碳化物的分布，也有部分控制晶粒尺寸的作用，但不能有效地細(xì)化晶粒，因此這類變質(zhì)劑對于高錳鋼鑄件的壽命提聞?dòng)邢蕖?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是研制一種聞猛鋼復(fù)合變質(zhì)劑，能夠?qū)⒙劽弯摼Я６忍崧? 5個(gè)等級(jí)，將鑄態(tài)碳化物提聞I個(gè)等級(jí)，從而提聞聞猛鋼鑄件的使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑，其特征在于所述復(fù)合變質(zhì)劑包括釩渣、CrN、鈦鐵、稀土硅鐵、鋁、細(xì)塊狀B、粉末狀Nb，用量分別為含V占鋼液重量O. 2%的釩渣、含N占鋼液重量O. 07%的CrN、含Ti占鋼液重量O. 1%的鈦鐵、含Re占鋼液重量O. 02%的稀土硅鐵、占鋼液重量O. 08%的鋁、占鋼液重量O. 002、. 003%的B、占鋼液重量O. 03%的Nb。上述變質(zhì)劑，其中的Ti可以細(xì)化鑄態(tài)組織，防止脆裂，并能抵消磷的危害。上述變質(zhì)劑，其中的V可以細(xì)化晶粒，并提供錳鋼的屈服強(qiáng)度。上述變質(zhì)劑，其中的Nb可以細(xì)化晶粒，并減少組織中網(wǎng)狀碳化物。既可以提高錳鋼的強(qiáng)度，也可以提高錳鋼的韌性。上述變質(zhì)劑，其中的Re作為有效的變質(zhì)劑，可以改變碳化物的形態(tài)，凈化晶界。上述變質(zhì)劑，其中的B的微量加入，對于晶粒細(xì)化的效果十分明顯，并能夠增加錳鋼的淬透性。上述變質(zhì)劑，其中的N的微量存在可以增加錳鋼的硬化作用。
上述變質(zhì)劑，其中的Al隨著溫度的降低會(huì)增加錳鋼的延展性。本發(fā)明的使用方法如下
步驟I :鋼液溫度達(dá)到1600°c時(shí)準(zhǔn)備出鋼；
步驟2 :鋼水充分脫氧后，將鋼液倒入底部裝有本發(fā)明的鋼包中；
步驟3 :待鋼液充滿鋼包后，向鋼包中撒一層干燥的珍珠巖粉，靜置3飛分鐘，測溫，待鋼液溫度在142(Tl440°C時(shí)進(jìn)行澆注。在出鋼如加入本發(fā)明后，能夠?qū)⒙劽弯摼Я６忍崧? 5個(gè)等級(jí)，將鑄態(tài)碳化物提聞I個(gè)等級(jí),從而提聞聞猛鋼鑄件的使用壽命。經(jīng)過聞猛鋼鑄造企業(yè)進(jìn)彳丁的試驗(yàn)，鄂板和軋臼壁鑄件的使用壽命均提高了廣I. 5倍，大大減少了材料的損耗和浪費(fèi)。該變質(zhì)劑核算到單位噸位的鋼水中的成本約為600人民幣每噸?？紤]到回爐料的遺傳性，后續(xù)的加入量 會(huì)略有減少。同時(shí)，由于變質(zhì)劑的加入，碳化物的形態(tài)和分布比較好，減少了奧氏體化的保溫時(shí)間，減少了電費(fèi)。最重要的是同樣的產(chǎn)品，使用壽命增加至少I倍，大大減少了材料的損耗。


圖I未加高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑前GNT鑄件晶粒度金相組織圖。圖2未加高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑前GNT鑄件碳化物金相組織圖。圖3未加高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑前HJ鑄件晶粒度金相組織圖。圖4未加高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑前HJ鑄件碳化物金相組織圖。圖5加入高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑后GNT鑄件晶粒度金相組織圖。圖6加入高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑后GNT鑄件碳化物金相組織圖。圖7加入高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑后HJ鑄件晶粒度金相組織圖。圖8加入高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑后HJ鑄件碳化物金相組織圖。
具體實(shí)施例方式以下以本發(fā)明的5個(gè)實(shí)施例(如表I所示)，進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)異性能。表I :
元素含里(鋼*質(zhì)里百分比)
頭施例-MTi^^~~Tr~~~ 怠屋
__J__M__B Re__ __Ti__Hb _
10.070 0. 080 0.0010 0.020 0.200 0.100 0.030 0.501
20.070 0.080 0.0020 0.020 0.200 0.100 0.030 0.502
O
30.070 0. 080 0.0025 0.020 0.200 0.100 0.030 0.503
40.070 0.080 0.00:30 0.020 0.200 0.100 0.030 0.503
50.070 0. 080 0.0040 0.020 0.200 0.100 0.030 0.504美國的ATS檢測中心對HJ鑄造和GNT鑄造2家鑄造企業(yè)的未加入本發(fā)明變質(zhì)處理的鑄件晶粒度和金相組織進(jìn)行了檢測分析。取樣位置為本體，未加入本發(fā)明變質(zhì)處理的晶粒度為ASTM Ε112的00級(jí)，析出碳化物為Χ3級(jí)；使用表I實(shí)施例中的復(fù)合變質(zhì)劑后，鑄件的晶粒度得到細(xì)化，并且改善了碳化物的分布和形態(tài)。晶粒度細(xì)化和碳化物分布及形態(tài)的改善效果如表2所示，當(dāng)采用第二組、第三組或第四組實(shí)施例中的變質(zhì)劑時(shí)，HJ鑄造的鑄件的晶粒度由OO級(jí)提升到2級(jí)，提升了 5級(jí)，而GNT鑄造的鑄件的晶粒度由00級(jí)提升到I. 5級(jí)，提升了 4級(jí)；而HJ鑄造的鑄件的碳化物由X2級(jí)變化至Xl級(jí)，提升了 I級(jí)，GNT鑄造的鑄件的碳化物由X3級(jí)變化至X2級(jí)，提升了 I級(jí)。表2
權(quán)利要求
1.一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑，其特征在于所述復(fù)合變質(zhì)劑包括釩渣、CrN、鈦鐵、稀土硅鐵、鋁、細(xì)塊狀B、粉末狀Nb，用量分別為含V占鋼液重量O. 2%的釩渣，含N占鋼液重量O.07%的CrN，含鈦占鋼液重量O. 1%的鈦鐵，含Re占鋼液重量O. 02%的稀土硅鐵，占鋼液重量O. 08%的鋁，占鋼液重量O. 002 O. 003%的B,占鋼液重量O. 03%的Nb。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑，其特征在于細(xì)塊狀B的用量為占鋼液重量O. 002%的B。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑，其特征在于細(xì)塊狀B的用量為占鋼液重量O. 003%的B。
全文摘要
一種高錳鋼復(fù)合變質(zhì)劑包括釩渣、CrN、鈦鐵、稀土硅鐵、鋁、細(xì)塊狀B、粉末狀Nb，用量分別為含V占鋼液重量0.2%的釩渣、含N占鋼液重量0.07%的CrN、含Ti占鋼液重量0.1%的鈦鐵、含Re占鋼液重量0.02%的稀土硅鐵、占鋼液重量0.08％的鋁、占鋼液重量0.002~0.003％的B、占鋼液重量0.03％的Nb。本發(fā)明能夠?qū)⒏咤i鋼晶粒度提高2～5個(gè)等級(jí)，將鑄態(tài)碳化物提高1個(gè)等級(jí)，從而提高高錳鋼鑄件的使用壽命。
文檔編號(hào)C21C7/00GK102899552SQ20121041350
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者史東麗, 馬雪峰, 陶永德, 徐嘉樂 申請人:常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院