一種細化管線鋼鑄坯組織晶粒的方法
2023-07-11 10:49:41 2
專利名稱：一種細化管線鋼鑄坯組織晶粒的方法
一種細化管線鋼鑄坯組織晶粒的方法技術領域
本發明屬於冶金及熱處理技術領域。
技術背景
CSP生產工藝其鑄坯相對較薄，鑄坯出連鑄機後直接進入輥底式加熱爐進行加熱和均熱，鑄坯組織沒有Y — α和α — Y的相變過程，軋制前的鑄坯組織與傳統熱軋鑄坯的組織有很大差異。CSP工藝鑄坯組織相對傳統熱軋鑄坯組織晶粒粗大，在軋制過程中由於壓縮比相對不大，所以在CSP生產工藝上開發高級別鋼種受到限制。基於內蒙古科技引導項目「稀上功能材料及合金製品開發」(項目編號20071991)的支持下，針對這一問題，通過加入稀土的方法來細化原始鑄坯晶粒尺寸。
目前，國內CSP生產工藝所開發的最高級別管線鋼為)(65，更高級別的管線鋼未見報導。發明內容
本發明的目的是在CSP工藝條件下，為細化X65管線鋼鑄坯的組織晶粒提供一種方法。
技術解決方案通過在鋼中加入稀土 Ce元素來細化鑄坯的組織晶粒。稀土在鋼中主要以稀土化合物及少量的單質稀土元素的形式存在，細小彌散分布的稀土化合物可為相變提供大量的相變形核點，降低鋼的吉布斯自由能。同時，分布在晶界處的稀土化合物能起到阻止奧氏體晶粒長大的作用。
通過在X65鋼中加入0. 0250 0. 0350%的單一稀土 Ce元素，利用稀土元素Ce 對鑄態組織的細化作用，為在CSP生產線上開發高級別管線鋼及其它高級別鋼提供技術條件。
鋼液中稀土 Ce元素與氧及硫的反應式以及吉布斯自由能變化情況如下
CeS= [Ce]+ [S](1)
AG0= -637900+227. OT(kj/mol)
Ce2S3 = 2 [Ce]+3 [S](2)
AG0= -1266000+417. 9T(kj/mol)
Ce2O2S = 2 [Ce]+2
+[S](3)
AG0= -790567+142. 8T(J/mol)
公式中Δ G 吉布斯自由能(kj/mol)
T-絕對溫度(T = 273+t (°C ))
發明有益效果加入稀土 Ce元素後，X65管線鋼鑄態組織得到細化，為CSP工藝擴大生產管線鋼的品種及其它更高鋼級別的鋼種提供依據，預期具有良好的經濟效益和社會效應。
圖1為自然冷卻後稀土 X65鋼的金相組織；
圖2為自然冷卻後X65鋼的金相組織；
圖3為稀土 X65鋼原始奧氏體組織晶粒；
圖4為X65鋼原始奧氏體組織晶粒。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步描述。
實施例
以X65管線鋼為原料，加入ZG-0. 01真空感應熔煉爐中進行冶煉，採用爐內吊掛稀土金屬法加入質量百分比為0. 0 %的純稀土 Ce。將熔煉爐抽成真空，真空度為6X10_2Pa， 以5°C /s加熱速度加熱到1650°C後保溫2分鐘，再以10°C /s冷速降至1540°C進行模鑄。 共模鑄了 2塊含稀土鋼錠，2塊不含稀土的鋼錠，鋼錠均為25公斤級。兩種鋼錠分別按表1 和表2的化學成分進行控制。
表1稀土 X65鋼化學成分控制(質量百分數％ )
權利要求
1.一種細化管線鋼連鑄坯組織晶粒的方法，其特徵在於在X65管線鋼鑄坯中加入純稀土鈰元素，使鋼中化學成分及重量百分比含量為C :0. 05 0.08%，Si 0. 30 0.60%， Mn :1. 45 1. 65%，P 彡 0. 02%，S 彡 0. 005%，Al :0. 010 0. 030%,Nb :0. 02 0. 04%, Ti 0. 01 0. 03%, Ce :0. 025 0. 0；35%，其餘為基體鐵。
2.根據權利要求1所述的一種細化管線鋼連鑄坯組織晶粒的方法，其特徵在於將稀上X65鋼以20°C /s速度加熱到1300°C保溫30s，再以5°C /s冷速降到1200°C保溫300s 後水淬，其原始奧氏體組織晶粒平均尺寸為230 240 μ m,能平均細化鑄坯晶粒尺寸30 40 μ m0
全文摘要
一種細化管線鋼連鑄坯組織晶粒的方法，屬於鋼鐵冶金及熱處理技術領域。在CSP連鑄工藝條件下，在X65管線鋼中加入純稀土鈰元素，其化學成分及重量百分比含量為C0.05～0.08％，Si0.30～0.60％，Mn1.45～1.65％，P≤0.02％，S≤0.005％，Al0.010～0.030％，Nb0.02～0.04％，Ti0.01～0.03％，Ce0.025～0.035％，其餘為基體鐵。將其以20℃/s速度加熱到1300℃保溫30s，再以5℃/s冷速降到1200℃保溫300s後水淬，其原始奧氏體組織晶粒平均尺寸為230～240μm，平均可細化鑄坯晶粒尺寸30～40μm。
文檔編號C22C38/14GK102517495SQ20111039336
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者任慧平, 餘澤金, 金自力 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司, 內蒙古科技大學