【摘 要】
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55SiCrA是应用于汽车悬架弹簧的高档弹簧用钢,悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,工作环境恶劣,对所用弹簧钢55SiCrA的连铸坯质量要求很高.为提高和改进55SiCrA质量,对生产工艺进行研究,并采取针对性的改进措施,使弹簧钢的内部、外部质量得到有效控制和改善.采用KR→120t转炉→LF精炼→RH真空处理→CCM连铸→铸坯扒皮、倒角工艺路线生产55SiCrA弹簧钢表面质量控制尚
【机 构】
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中天钢铁集团有限公司 常州213000
【出 处】
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2016高品质钢连铸生产技术及连铸坯质量控制交流会
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55SiCrA是应用于汽车悬架弹簧的高档弹簧用钢,悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,工作环境恶劣,对所用弹簧钢55SiCrA的连铸坯质量要求很高.为提高和改进55SiCrA质量,对生产工艺进行研究,并采取针对性的改进措施,使弹簧钢的内部、外部质量得到有效控制和改善.采用KR→120t转炉→LF精炼→RH真空处理→CCM连铸→铸坯扒皮、倒角工艺路线生产55SiCrA弹簧钢表面质量控制尚可，非金属夹杂物控制与设计目标一致且尺寸较小。抛丸发现的铸坯横向裂纹，通过控制连铸工艺及优化保护渣可以得到消除。55SiCrA弹簧钢偏析控制较为离散，控制过热度、优化电磁搅拌参数及其他工艺参数将是后续提高弹簧钢质量的重点工作。
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采用Aspex扫描电镜对IF钢连铸坯、热轧板、冷轧板表面缺陷进行分析研究,发现缺陷处主要成分为Ca、Si、Al、Mg、Na元素,初步断定其来自于保护渣;对保护渣缺陷的截面进行分析发现,连铸坯表面粘附的保护渣不会遗传到轧板,造成热轧板缺陷的保护渣来源于连铸坯表层下3.61～6.49mm处,根据保护渣在连铸坯内埋入深度的不同缺陷可能会遗传到冷轧板.
异型坯连铸过程中出现较多表面裂纹,针对这一问题,使用ABAQUS软件建立铸坯凝固二维热力耦合模型,分析了坯壳温度与受力变化过程,根据不同时刻的铸坯温度与力学特性找出铸坯裂纹最易萌生扩展位置为R角处,且高度为结晶器上半部.为异型坯表面裂纹扩展研究提供基础,为连铸异型坯表面质量的改善提供理论指导.
连铸过程中的奥氏体向铁素体转变对铸坯的第三脆性区有重要影响,其中铁素体析出量更是最主要的影响因素.在建立的奥氏体向铁素体转变模型的基础上,结合实验测定的热塑性曲线,研究了J55微合金钢连铸过程铁素体转变量对热塑性的定量影响,并将20％的铁素体析出量确定为获得较好的铸坯塑性而不导致裂纹开裂的临界铁素体析出量.在此基础上,进一步建立了铁素体析出量对铸坯热塑性即铸坯表而横裂纹敏感性的预测模型,可为连铸表
本文重点分析了方坯超低碳钢铸坯表面皮下气泡、皮下裂纹及角部裂纹缺陷产生的原因.工业轧制和拔丝实验证明,硫含量为0.024％,锰硫比为1.5,皮下气泡深度为2-5mm的方坯超低碳钢铸坯,在轧制和拉拔过程中,其中间坯、热轧盘条和拉拔细丝表面将产生裂纹、结疤、折叠、翘皮等缺陷,更严重的将导致断裂和拉拔断丝.扫描电镜分析发现,方坯超低碳钢铸坯裂纹内部和铁素体晶界位置存在硫元素的富集,有(Mn,Fe)S低熔
采用有限元法,建立了大方坯凝固传热过程的数学模型.基于射钉实验验证了该模型的正确性.基于该凝固模型,分析了中心固相率与不同定义下凝固率的关系,提出了中心固相率在0～0.2范围内为末端电磁搅拌的合理位置,适用于所有钢种;而面积凝固率在0.6～0.8作为末端电磁搅拌的合理位置,只适用于高碳特殊钢.工业性生产实验进一步验证了这一观点,并取得了较好的冶金效果.
本文利用扫描电镜和金相分析等对板卷裂纹缺陷进行了观察,并对板坯缺陷遗传性进行了分析,研究表明:J55板卷在裂纹边部存在脱碳层及大量的氧化质点,通过对带裂纹的坯样进行加热模拟处理,裂纹处有明显的脱碳层,与实际热轧板卷脱碳层情况相似,对带角横裂的板坯进行模拟轧制,轧制后的板卷缺陷形貌与实际生产中裂纹形貌相似;对高碳钢板卷裂纹进行分析,裂纹处存在明显的氧化质点,并且裂纹处含有保护渣成分,通过以上分析高碳
液芯长度的影响因数很多,通过射钉实验,获得综合凝固系数和液芯长度,并分析其与钢种、断面和拉速的关系.选取大方坯轴承钢,运用ProCAST商业软件进行凝固传热过程的数值模拟,得到其液芯长度以及温度变化曲线,结合二冷配水冶金准则和轴承钢特性,分析现有连铸工艺参数的合理性.再通过CAFE,模拟大方坯轴承钢微观组织,得到微观组织形貌图以及等轴晶比例.
叙述连铸钢坯五种低倍检验方法的特点、研发过程和使用条件对比.并通过腐蚀原理和应用实例来说明枝晶腐蚀低倍检验优于硫印检验、热酸腐蚀、电解腐蚀和冷酸腐蚀低倍检验方法.通过五种不同腐蚀方法进行低倍检验，枝晶腐蚀方法可以清晰地观察连铸坯凝固结晶时树枝晶的凝固组织，能够观察到细小等轴晶、柱状晶、交叉树枝晶和等轴晶细节。同时也能够观察到柱状晶倾斜和测量二次晶间距。
利用实验室扫描电镜、光学显微镜、酸洗等工具及手段,对冷轧基料表面线状缺陷进行了解析,研究结果表明引起表面线状缺陷的原因有:钢中未上浮的钙处理夹杂物、中包耐材脱落、结晶器卷渣、氧化铁皮压入.根据实验室分析结果,结合现场工艺参数,提出有效的整改措施.
叙述连铸钢坯低倍组织缺陷检验方法和各种评定方法标准,说明各个评定方法标准的特点和它们之间的联系.并对连铸坯评级缺陷的形貌特征、产生原因和评定原则加以说明,而对不评级连铸坯缺陷只叙述形貌特征和产生原因.最后简述标准之间的转换.