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28MnCr5齒輪鋼中關鍵元素的控制研究化學成分
萊蕪鋼鐵公司特殊鋼廠成功開發出轎車用28MnCr5齒輪鋼,其化學成分如表1所示。工藝流程為50t電弧爐→LF精煉→VD真空處理→連鑄(電磁攪拌)→軋制成材。工藝方法為:配料、鐵水入爐;50t UHP電弧爐電弧加熱、吹氧、噴粉造泡沫渣、氧化升溫、脫碳脫磷、留鋼留渣操作;50t LF爐吹氬攪拌、電弧加熱、包中合金化及成分微調、脫氧脫硫;60t VD爐精煉、去氣、去夾雜;最后進行連鑄。
表1 28MnCr5齒輪鋼的化學成分要求%
W(C)W(Si)W(Mn)W(Cr)W(P)W(S)W(Ni)W(Mo)W(Al)W(O)
0.25~0.30≤0.120.60~0.800.80~1.10≤0.0350.020~0.050≤0.15≤0.100.020~0.060≤20×10-4
28MnCr5鋼的關鍵冶煉技術要求穩定控制碳、硅、硫、磷元素,雜質元素含量要低,且對化學成分窄控制要求嚴格。氧含量是衡量鋼材純凈度的一項重要指標,脫氧的好壞決定了28MnCr5冶煉的成功與否,脫氧不好直接影響其他各元素含量的波動,該鋼種要求鋼W(O)≤20×10-6。
通過對冶煉過程碳、硅、硫、鋁、磷元素控制的研究,得出如下結論:(1)在電弧爐出鋼時,控制出鋼鋼水中W(C)在0.20%以下,在鋼包進入VD之前,均留出0.03%的碳含量,便于鋼水中W(C)的精確控制。(2)為防止鋼水增硅,錳鐵、鉻鐵合金應在出鋼中前期加入鋼包中,電爐出鋼過程嚴禁下渣,下渣爐次必須扒渣。LF調整成分時應考慮經過VD時的硅增量,約為0.02%。(3)為了得到良好的脫氧效果,LF精煉期間應保證脫硫率在75%以上,終點W(S)≤0.010%。(4)向用鋁脫氧的鋼液中加入鈣合金,能把鋼中氧降低到很低值,還能改善鋼材的機械性能,形成熔點較低的球形鋁酸鈣(12CaO·Al2O3),可清除鋼中存在的Al2O3夾雜物。(5)為防止回磷,應嚴格控制電弧爐出鋼時鋼水的W(P),使W(P)≤0.001%,禁止電弧爐出鋼帶渣。
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