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2016
01

冷轧无缝管中的Al含量控制

         冷轧无缝管是对可用于加工制造齿轮的钢材的统称,20CrNi2Mo钢就是其中一种优秀的材质。经过渗碳、淬火和低温回火处理后,冷轧无缝管表面层具有优良的耐磨性与抗疲劳性,而心部有良好的韧性及足够的强度,满足齿轮在工作状态要承受循环应力和强烈的冲击力。
  冷轧无缝管晶粒大小是齿轮钢的一项重要指标,冷轧无缝管晶粒度要求≥6级,通常是在冶炼时控制钢中残余铝含量达到细化晶粒的。对于20CrNi2Mo钢,研究发现:晶界上的AlN 对20CrNi2Mo 钢的晶粒长大倾向性起决定性作用。AlN质点是严格按化学比,即1:1的铝、氮原子比析出的。当钢中氮、铝原子数之比为1:1时,相对应的质量分数之比为14 /27,即约为0.52。当N/Al 比值小于或者接近0.52,20CrNi2Mo钢奥氏体晶粒度得到显著细化,同时晶粒细化也使该钢渗碳层的组织和性能得到了改善,要实现N/Al小于等于0.52,冷轧无缝管中Al 含量需控制在0.01% ~0.02%之间。
  冷轧无缝管生产的一般工艺是:EBT初炼—LF精炼—VD(真空脱气)—VC(真空浇注) 。生产过程中Al含量控制要点:
  1、电弧炉冶炼
  冶炼时必须严格执行生铁用量,保证熔清C含量≥0.50%,控制冷轧无缝管电弧炉碳氧枪吹氧强度,终点C≥0.07%,避免钢液产生过度氧化;出钢严禁氧化渣进入精炼包,出钢过程吨钢随钢流加入0.5kg 铝、1 kg 硅铝钡钙块以及2 kg 硅铝钡钙粉进行预脱氧,为LF精炼工序提供良好的条件。
  2、LF炉精炼
  精炼过程熔渣碱度控制在2.5~3之间,冷轧无缝管熔渣中( FeO) ≤1.0%,并保证熔渣的流动性。VD破空后,按吨钢喂0.2 kg 铝线进行铝成分调整。铝线规格为直径12 mm,重330 g /m,喂线速度60m/min~100 m/min。
  3、钢锭浇注
  采取氩气保护浇注,避免钢水浇注过程二次氧化导致钢中Al含量降低。
  以上措施,可以使冷轧无缝管中的Al含量得到有效控制,从而使N/Al 比值接近或者小于0.52,使冷轧无缝管获得本质细晶粒及优良的力学性能,满足齿轮钢工作要求。

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