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滲碳齒輪鋼18CrNiMo7-6低倍夾雜缺陷的分析研究

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

滲碳齒輪鋼18CrNiMo7-6是一種表面硬化鋼,具有高強度、高韌性和高淬透性等優點,廣泛應用于礦山、運輸、機車牽引、起重和內電等工業領域。某廠生產的18CrNiMo7-6鋼大批量地出現低倍夾雜物,嚴重影響產品質量以及市場信譽。針對產品有缺陷的部位,采取低倍、高倍和掃描電鏡等方式進行分析研究。

18CrNiMo7-6鋼生產工藝路線:電爐冶煉→LF精煉→VD真空→澆注→緩冷坑緩冷→鋼錠加熱→鍛造→鍛后退火→無損檢測→檢驗、檢查→交貨。

具體生產工藝操作如下:裝料時生鐵或鐵水的量大于鋼鐵總量的30%;初煉時P≤0.010%,T>1580℃時出鋼;精煉過程中盡快造好白色泡沫渣,且白渣保持時間大于20min。當≤0.010%,溫度≥1650℃時抽真空;VD階段,逐級開啟真空泵,真空度達到67Pa,保持15min以上,放散;澆注過程中嚴格控制注溫注速,嚴禁在澆注1/3之后調整流速。

從低倍試片上觀察夾雜物的分布,發現顆粒大而多、排列無規律,而且發生夾雜的部位也不固定,有的出現在鋼錠頭部,有的在尾部,有的在中間。

雖然鍛造過程會使鑄態組織的夾雜缺陷聚集,但如此大批量地產生缺陷,初步確認應該是冶煉過程,主要是脫氧過程出現問題。從夾雜缺陷分析中可看出,在低倍試片中除夾雜物外,無一般疏松等其他低倍缺陷,夾雜物分布范圍較大,有的彌散分布,有的聚集分布,夾雜物邊緣與基體有尖角。高倍檢測情況也證明夾雜物顆粒尺寸大,有尖角并嵌入基體。從掃描電鏡結果可以看出,除基體含量外,缺陷中氧所占比例平均為54.55%,鋁為32.66%,鎂為4.01%,鈣為3.74%,硅為1.02%,錳為0.82%,鐵為2.67%。從夾雜物的組成判斷,次夾雜物主要由氧和鋁組成,且氧和鋁的比例接近3∶2,由此確定夾雜物的主要組成是Al2O3。

為了降低夾雜物缺陷,北滿特鋼有限公司的技術人員對18CrNiMo7-6鋼的生產工藝進行了改進,采用兩種工藝進行生產:一種是在初煉出鋼過程不加鋁錠,到精煉工位喂鋁線;另一種是在初煉出鋼過程加鋁錠脫氧,到精煉工位后,視鋼中鋁含量情況,少量補喂鋁線。工藝研究結果表明:

(1)18CrNiMo7-6鋼夾雜物缺陷的主要成分是Al2O3。

(2)脫氧時機與是否發生夾雜缺陷關系不大。

(3)在噸鋼用鋁量一定的前提下,提高沉淀脫氧用鋁量,降低擴散脫氧用鋁量,有利于消除Al2O3夾雜缺陷。

(4)經驗表明,無論采用何種工藝生產,用鋁脫氧盡可能在精煉前期完成。

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