气体N含量对含B钢35MnB端淬性能的影响*

杨高成

(江阴兴澄特种钢铁有限公司, 江苏 江阴 214400)

气体N含量对含B钢35MnB端淬性能的影响*

杨高成

(江阴兴澄特种钢铁有限公司, 江苏 江阴 214400)

对比、分析了电炉和转炉两种工艺生产的35MnB钢中，气体N含量对含B钢端淬性能的影响。

端淬; 组织与性能； N含量； 含B钢

引 言

35MnB钢主要用于制作工程机械底盘链轨节，用户后续加工工艺为锻造→机加工→表面淬火，最终得到良好的强韧性配合，表面硬度高、耐磨，心部有比较好的韧性。在江阴兴澄特种钢铁有限公司的技术协议中，对J1.5，J8，J19端淬值均有要求。在协议中对主要化学元素的要求如表1所示。

1 不同生产工艺试验

1.1 电炉冶炼

1.1.1 工艺路线及成分控制

在40 t电炉试生产的工艺路线为：40 t EAF电炉→LF精炼→VD真空脱气→连铸(坯料尺寸180 mm×180 mm)→轧制成材。电炉采用全废钢冶炼，成分满足w(P)≤0.015%，w(C)≥0.08% 时，即可出钢，出钢方式为偏心炉底出钢，在出钢过程中加入渣料和铝块预脱氧，在精炼过程中用碳化硅和铝粒加强渣面脱氧，通过喂铝线调铝成分含量到内控要求。在VD破空后，喂Ti线固N，再加入B铁，调B到内控范围。

1.1.2 试验结果

主要成分、w(N)和w(Ti)/w(N)数据如表2所示。

部分炉号的端淬结果如表3所示，由表3可知，协议中要求J19值为33～41 HRC，实际测量值为25～28 HRC，全部不合格。

1.2 转炉冶炼

1.2.1 工艺路线及成分控制

转炉生产的工艺路线为：100 t BOF转炉→LF精炼→RH真空脱气→连铸(坯料尺寸200 mm×200 mm)→轧制成材。转炉加入原料为70 %铁水和30 %废钢，成分满足w(P)≤0.015 %，w(C)≥0.08 % 时，即可出钢，在出钢过程中加入渣料和铝块预脱氧，LF精炼工艺与电炉钢生产基本相同，在真空脱气阶段，RH环流时间≥25 min，高真空时间(真空度≤1.33 mbar(133 Pa))≥15 min，在RH破空后，喂Ti线固N，再加入B铁，调B到内控范围。

1.2.2 试验结果

主要成分、w(N)和w(Ti)/w(N)数据如表4所示。

部分炉号的端淬结果如表5所示，端淬值全部符合协议要求。

表1 化学元素的要求/%

表2 电炉R炉号主要成分和气体N含量范围

表3 电炉R炉号端淬结果

表4 转炉E炉号主要成分和气体N含量范围

表5 转炉E炉号端淬结果

2 结果对比、分析

2.1 不同工艺气体N含量对比

从R炉号和E炉号的工艺路线分析，R炉号为全废钢冶炼，电炉出钢温度高，钢水从大气中大量吸入N，在精炼和VD抽真空过程中，脱N效果不理想，导致成品气体N含量大部分都在80×10-6以上；E炉号为转炉生产，其出钢温度低，在精炼和RH真空循环脱气后，N含量得到很好的控制。

图1 R炉号和E炉号N含量对比

R炉号和E炉号的气体N含量对比如图1所示，对比R炉号和E炉号喂Ti线固N工艺得知，两种工艺没有本质区别，都是在抽真空破空后，喂Ti线固N，再加入B铁，调B到内控范围，但两者N含量差异较大，应为电炉与转炉的差异造成。

2.2 不同工艺w(Ti)/w(N)控制对比

图2是R炉号和E炉号w(Ti)/w(N)情况，从图2可看出，R炉号和E炉号的w(Ti)/w(N)都控制在4～7的范围内，都控制的比较好。

图2 R炉号和E炉号w(Ti)/w(N)情况

2.3 不同工艺端淬值对比

图3是R炉号和E炉号J8端淬值对比情况，从图3看出，R炉号和E炉号J8端淬值相当。

图4是R炉号和E炉号J12端淬值对比情况，从图4看出，R炉号和E炉号J12端淬值相差很大，R炉号比E炉号低10～13 HRC。

从表3和表5看出，电炉R炉号的J19端淬值比转炉E炉号平均低10～12 HRC，端淬值对比如图5所示。

图3 R炉号和E炉号J8端淬值对比

图4 R炉号和E炉号J12端淬值对比

图5 R炉号和E炉号J19端淬值对比

2.4 不同点端淬值对比

图6是两个代表炉号端淬曲线对比情况，从图6看出，E7522端淬曲线在J15出现拐点，但下降比较平缓，R4083端淬曲线在J12出现拐点，而且下降比较明显。

图6 R炉号和E炉号端淬曲线对比

3 结 论

从两种不同冶炼方式的对比得知，气体N含量对端淬性能的影响很大，钢中气体N含量控制过高，极大地影响了B对提高钢材淬透性的作用，为了保证钢材的端淬性能，必须采取有效措施控制钢中的气体N含量。

2014-11-07

TG156.3； TG142.1