本文關鍵詞：鈦微合金化焊接用鋼質量控制研究　出處：《北京科技大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鈦微合金化鋼有廣泛的用途,當這類鋼被用于生產焊接材料如焊絲、焊條時,要求能夠同時滿足拉拔加工和焊接應用兩方面要求。鈦元素性質活潑,在鋼水中可與氧、氮、硫、碳等元素反應生成化合物,進而影響鑄坯和盤條的質量,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條產品為對象,通過工業(yè)試驗對此進行了系統(tǒng)的研究。對上述三類焊接用鋼產品進行取樣檢測,結合熱力學計算討論了生產過程中非金屬夾雜物的生成行為。研究結果得出:A鋼在生產過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TiN,氧化物占夾雜物總量的比例10%。C鋼的生產中,由于鋼水粘度增加,流動性惡化,鋼渣分離困難。TiN夾雜物在鋼水中生成,連鑄時上浮聚集于結晶器保護渣與鋼水界面處,與渣中氧化物反應轉變成TiO_2進入保護渣。隨著TiO_2含量的升高,保護渣的粘度、熔點等先降后升,加劇鑄坯卷渣缺陷的發(fā)生。調整保護渣、控制鋼水中的鈦氮積和鋁含量,可有效降低該類型缺陷發(fā)生的風險。加入鋼水中的鈦,有90%左右與鋼中的碳、氮等元素反應生成化合物,在鋼中生成的順序依次為TiN、Ti_4C_2S_2和TiC,其中固相中析出的TiC占比70%以上,對盤條的組織和性能均產生顯著影響。與A鋼盤條相比,C鋼盤條強化機制增多,在固溶強化和細晶強化基礎上,又增加了不穩(wěn)定的位錯強化、析出強化,也是強度波動的主要原因。含鈦化合物的析出,可細化連鑄坯凝固組織,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,也起到了抑制盤條組織中奧氏體長大和促進鐵素體形核的作用,而能夠細化晶粒。有效抑制鋼中析出物帶來的強化作用,使盤條性能與組織都適宜于拉拔,是鈦微合金化焊接用鋼盤條組織與性能控制的關鍵技術目標。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℃時析出孕育時間最短,開始的時間約為變形后10 s,結束時間約為變形后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,減弱析出強化對盤條強度的貢獻;延長軋制變形后的保溫時間,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,減弱析出強化效果;鈦微合金化鋼盤條的組織轉變對冷卻速率和緩冷時間均較為敏感,為避免產生過量低溫轉變組織如貝氏體、馬氏體等硬相,要求盤條緩冷充分,措施主要是延長緩冷時間和降低冷卻速率。試驗得到C鋼盤條在首鋼的最佳生產工藝條件為:C≤0.055%、開軋溫度約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：1394130