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微合金非调质钢在工业生产上有广泛的应用前景。论文针对48MnV非调质钢电炉生产流程,采用热力学计算和实验分析的方法对48MnV钢冶炼工艺和控氮技术进行了研究,通过热力学计算分析了凝固过程中微合金元素V、Ti与钢中碳、氮形成的碳氮化物的析出规律;采用取样分析的方法对钢中夹杂物的进行了统计研究,并对48MnV钢进行了力学性能的检测。研究表明:
(1)在第一次LF精炼时通过喂MnN线的方法对钢水增氮,之后应合理控制VD精炼时间。在第二次LF精炼时要对钢水进行必要的补氮操作。冶炼结束后钢中氮含量控制在100ppm左右。
(2)统计结果显示钢中夹杂物在第一次LF精炼后为4.39个/mm2,VD精炼后为3.42个/mm2,在第二次LF精炼结束后降低到2.69个/mm2,最终中间包中的夹杂物数量又增加到3.63个/mm2。钢中夹杂物的成分有Al2O3、CaO、MnS、CaS等氧化物和硫化物夹杂,以及这些夹杂物形成的复合夹杂物。
(3)理论计算得出48MnV钢中的V和Ti的全固溶温度分别为1304K和1721K。钢中的V和Ti的析出形式可简单表示为VCθN1-θ和TiCxN1-x,利用θ值可以显示出VN、VC的析出量的关系。计算结果X值趋近于0,这说明钢中析出的TiCxN1-x基本以TiN析出。
(4)通过对钢中夹杂物的析出位置和铁素体的析出位置对比分析,验证了MnS和一些氧化物夹杂有利于诱导晶内铁素体析出,从而提高了钢的韧性。
(5)生产结果表明,轧材低倍组织评级为5.0-6.5,抗拉强度Rm为881~905Mpa,屈服强度Rp0.2为623~698Mpa,延伸率A为15.5%~18%,断面收缩率≥40%~54%,都满足使用要求。