簾線鋼生產(chǎn)中鈦夾雜的析出與控制

  目前,國產(chǎn)簾線鋼盤條大多能將單絲拉拔到Φ0.22mm左右,部分先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)盤條能拉至Φ0.175mm。簾線鋼強(qiáng)度級別越高,或單絲直徑拉得越細(xì),對盤條中不變形夾雜的尺寸和數(shù)量提出的要求越高。簾線鋼中典型的脆性夾雜α-Al2O3、TiN和Ti(CxN1-x)的維氏硬度(HV)分別為2058,2300~2500,3000~3500kg/mm2,相對于氧化物夾雜而言,鈦夾雜的硬度更高,危害性更大。

  科研人員應(yīng)用熱力學(xué)、動力學(xué)原理和試驗檢測方法,研究了簾線鋼凝固過程中鈦夾雜的析出規(guī)律及其性質(zhì),鋼水成分(C、N、Ti含量)及凝固冷卻速率對凝固析出鈦夾雜組成和顆粒尺寸的影響,以及簾線鋼鑄坯高溫加熱過程中鈦夾雜分解、固溶和再析出的熱力學(xué)條件和影響因素。

  研究表明:

  1)簾線鋼中的Ti(CxN1-x)夾雜在鋼水凝固前期就開始析出,而TiN夾雜在凝固末期才析出。
  2)簾線鋼碳含量越高,鈦夾雜析出溫度越低,溶質(zhì)元素的過飽和度越大,鈦夾雜析出越早,析出的碳氮化鈦(Ti(CxN1-x))夾雜中的x值越高。
  3)鋼水凝固冷卻速率對析出鈦夾雜的尺寸影響十分顯著。鋼水初始氮含量越低,析出的鈦夾雜尺寸越小,但鋼水初始鈦含量對析出鈦夾雜尺寸影響不大。
  4)鑄坯中的鈦夾雜在熱加工前的高溫加熱過程中能發(fā)生分解和固溶。簾線鋼碳含量對鈦夾雜熱分解溫度影響不大,但鋼中氮和鈦含量對鈦夾雜熱分解溫度影響很大。鈦夾雜分解出的溶質(zhì)原子通過擴(kuò)散發(fā)生固溶,使小顆粒夾雜溶解消失,較大顆粒夾雜逐漸變小。
  5)若鑄坯在高溫加熱后緩冷,過飽和的溶質(zhì)原子會再次析出使鈦夾雜長大。鑄坯在軋后的快速冷卻過程中,因溶質(zhì)原子過飽和再次析出的鈦夾雜沒有機(jī)會長大。