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汽車用高硫中碳易切削鋼SAE1141鋼(化學(xué)成分)的開發(fā)
易切削鋼是目前機(jī)械行業(yè)發(fā)展中應(yīng)用日趨廣泛的節(jié)能材料,SAE1141是美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中含高硫(0.08%~0.13%)的中碳易切削鋼,該鋼種要求有較高的強(qiáng)度和硬度;同時(shí)有較好的切削性能,是制作既要有較高加工精度又要承受較大載荷零件的首選鋼種。目前,該鋼種在美國福特、通用汽車的零部件中使用較多。SAE1141鋼的主要化學(xué)成分為(%):C:0.38~0.45;Si:0.15~0.35;Mn:1.35~1.65;P≤0.040;S:0.08~0.13;Cr≤0.20;Al≥0.015。
SAE1141鋼的清潔度要求:B類夾雜物細(xì)系≤3級(jí),粗系≤2級(jí);C類夾雜物細(xì)系≤3級(jí),粗系≤2級(jí);D類夾雜物細(xì)系≤2級(jí),粗系≤1級(jí);鋼的晶粒度控制>5級(jí);鋼的低倍組織要求:錠型偏析、中心疏松、一般疏松均≤3級(jí),不允許有目視可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮和白點(diǎn)。
SAE1141鋼精煉的控制關(guān)鍵點(diǎn):
精煉渣系的選定。精煉渣系的選定要兼顧該鋼種低氧、高硫的特點(diǎn),通過LF工位脫氧變渣操作,穩(wěn)定控制精煉終渣組元,使精煉渣充分吸附鋼中夾雜物,提高鋼水潔凈度。對(duì)精煉渣系的組元進(jìn)行相關(guān)測算后確定的渣系組元設(shè)定如下(%):SiO2:15~20;CaO:40~60;MgO≤10;Al2O3:10~20;CaF2≤8;R2:2.0~3.0。
精煉過程中的低氧、高硫控制。該鋼種的低氧、高硫控制是冶煉難點(diǎn),針對(duì)該鋼種特點(diǎn),初煉爐杜絕出鋼下渣,通過初煉爐沉淀脫氧結(jié)合精煉過程擴(kuò)散脫氧,加大精煉脫氧強(qiáng)度,降低鋼中氧含量。依據(jù)設(shè)定精煉終渣成分穩(wěn)定控制精煉終渣組元,減少S線喂入過程中的S損失,提高S線收得率。
鋼水潔凈度的控制。穩(wěn)定控制精煉終渣組元同時(shí)配合合理的底吹氬控制,減少鋼水的二次氧化,促進(jìn)精煉渣充分吸附鋼中非金屬夾雜物,滿足SAE1141鋼的潔凈度要求。
通過對(duì)精煉渣組分的科學(xué)設(shè)定及生產(chǎn)過程參數(shù)的穩(wěn)定控制,石家莊鋼鐵公司已首次生產(chǎn)出高S易切削鋼SAE1141,該鋼的各項(xiàng)鋼材性能指標(biāo)均滿足用戶的使用要求。
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