921A鋼氧化鐵皮形成機(jī)理及其控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐連鑄921A鋼是國家“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。921A鋼屬Ni-Cr-Mo-V系的低合金鋼。通常含Ni、Cr鋼板表面形成的氧化鐵皮很難去除，嚴(yán)重地影響了鋼板表面質(zhì)量。國內(nèi)外除采用高壓水除鱗外，有的采用機(jī)械打磨等手段，甚至有的采用包鐵皮的方法來減少氧化。因此大大地提高了鋼材生產(chǎn)的成本。能否采用合理的鋼坯加熱工藝來解決這一難題，將對生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益帶來巨大影響。為此，本文首先利用金相顯微鏡，掃描電鏡和X射線衍射等微觀分析手段，對921A鋼

2、坯在加熱中，按常規(guī)加熱制度形成的氧化鐵皮的形成規(guī)律，進(jìn)行了分析研究。在此分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出分段加熱的新方法，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了試驗(yàn)，得到以下的研究結(jié)果： 1.觀察分析發(fā)現(xiàn)常規(guī)工藝形成的氧化鐵皮附近的基體中合金元素發(fā)生了不均勻的重新分布，使氧化鐵皮以樹根式向基體內(nèi)生長，即形成所謂的咬合層。厚度15.0um它是造成含Ni、Cr鋼氧化鐵皮難除凈的根本原因。 2.分段加熱的不同加熱制度的所有試樣表面形成的氧化鐵皮中的咬合層均比

3、連續(xù)升溫的常規(guī)工藝(17號試樣)的咬合層薄，這就是分段加熱工藝的顯著優(yōu)點(diǎn)。 3.分段加熱工藝第二段形成的氧化層分為：第一層呈黑色致密的氧化層；第二層類似虎皮花紋的氧化層，層內(nèi)有氧化了的奧氏體晶界隱約可見；第三層是由氧化了的晶界和彌散分布的細(xì)小氧化斑點(diǎn)組成的初始氧化層。初始氧化層隨加熱時(shí)間增加，逐漸向基體內(nèi)推移，原來的位置被虎皮層代替，虎皮層又被第一層取代，這就是氧化層逐漸向基體內(nèi)推進(jìn)的過程，隨時(shí)間增長推進(jìn)速度減慢。第二，三層總合

4、稱為咬合層。 4.從實(shí)驗(yàn)室分段加熱形成咬合層前沿的掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)：奧氏體晶界首先被氧化，表明晶界是O向基體內(nèi)擴(kuò)散的通道，然后再向晶粒內(nèi)部擴(kuò)散，形成細(xì)小彌散的氧化物斑點(diǎn)。 5.不同的分段加熱工藝，形成的咬合層厚度不同，前沿平直度不同。低溫段，相同溫度加熱，保溫時(shí)間長的咬合層寬度小、前沿較平直；其中1000℃保溫兩小時(shí)加熱制度形成的咬合層最薄，前沿平直，氧化鐵皮容易去除。 6.X射線衍射分析表明：分段加熱形成的氧化