中高碳合金鋼薄板坯連鑄連軋新工藝的研究.pdf

1、本文研究CSP薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)中高碳合金鋼的物理冶金機理和工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。
　　 中高碳合金鋼的應(yīng)用十分廣泛，使用的條件也很苛刻。因此要求要有高的淬硬性和淬透性、耐磨性和韌性，產(chǎn)品可以熱軋直接退火應(yīng)用或冷軋后應(yīng)用；熱軋狀態(tài)使用的合金鋼還要求保證板形優(yōu)良、厚度精度高；微觀組織要求有良好的等向性、高的潔凈度及理想的金相組織，細小均布的碳化物形態(tài)。這些高的要求，除了在鋼材化學成分上進行合理的配比優(yōu)化外，相應(yīng)在冶煉、澆注、熱加工、熱

2、處理上還要采用一定的新的生產(chǎn)工藝技術(shù)。
　　 中高碳合金鋼的碳含量都比較高，有資料顯示，當碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.45％時，偏析會急劇增加，凝固過程的枝狀晶充分生長，選分結(jié)晶也相當嚴重，鑄坯中心的元素正偏析在加劇，同時枝狀晶的搭橋現(xiàn)象還會阻礙鋼液對凝固末端的補充，導致鑄坯中心疏松就很嚴重。利用CSP生產(chǎn)工藝的鑄坯的凝固速度快，薄板坯是由液態(tài)快冷形成，從γ-α無中間反復相變的技術(shù)特點。因此，通過合理的冶金成分設(shè)計，建立了全新的薄板坯連

3、鑄連軋工藝生產(chǎn)中高碳合金鋼的冶金工藝控制技術(shù)，成功地開發(fā)出具有低脫碳層、產(chǎn)品均勻性好，高性能、高附加值低成本中高碳合金鋼熱軋薄板。
　　 本文對碳含量(Wt％)0.3～1.0％的中高碳合金鋼成分波動規(guī)律進行了研究，提出了影響中高碳合金鋼成分波動以及偏析的主要影響因素，并開發(fā)了保證成分均勻性以及減少偏析的煉鋼、精煉和薄板坯連鑄控制技術(shù)，實施后各類中高碳合金鋼成分均勻性控制水平和偏析控制水平達到國外同類產(chǎn)品水平。
　　 通過

4、對中高碳合金鋼性能影響較大的Al2O3、SiO2、MnS等類型夾雜物的形貌、數(shù)量控制以及分布規(guī)律的研究。采用顯微分析、掃描電鏡分析以及電解分析等手段，對比分析不同工藝條件下夾雜物形貌、數(shù)量以及分布，研究電爐冶煉工藝、LF精煉工藝和中間包控制工藝的夾雜物控制技術(shù)，優(yōu)選出合理的控制工藝。
　　 采用熱膨脹以及金相法，測定出所試驗的鋼種在不同冷卻速度下連續(xù)冷卻時的膨脹曲線，繪制了30CrMo、50CrV4和SKS51的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(C

5、CT)曲線；根據(jù)不同鋼種的CCT曲線上特征點來確定各個相變點，從而確定了該鋼種的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線；再利用電鏡和光學顯微鏡觀察試樣的顯微組織，分析不同的冷卻速度對不同鋼種的相變點的影響；另外，還分析討論了不同的工藝參數(shù)對貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體及珠光體轉(zhuǎn)變和對CCT曲線的形狀和位置的影響；研究了中高碳合金鋼連續(xù)冷卻過程中不同的鋼種奧氏體轉(zhuǎn)變的過程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能，為實際生產(chǎn)工藝制度的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　 為了控制熱軋鋼帶的表

6、面脫碳，對薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)的熱軋中高碳合金鋼的脫碳行為進行了研究；比較與分析了薄板坯連鑄連軋流程與傳統(tǒng)流程的脫碳規(guī)律，以及熱軋中高碳合金鋼帶在不同的加工條件下所發(fā)生脫碳的程度以及影響因素。
　　 影響中高碳合金鋼組織性能的重要因素是控制冷卻工藝和合金元素的含量。鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，即CCT曲線是研究和制定鋼的控制冷卻工藝的理論基礎(chǔ)和前提。為此，根據(jù)測定的中高碳合金鋼代表鋼種的CCT曲線，研究了卷取溫度對鋼的組織性能的影響