MLAl钢种冶炼工艺路线确定.doc

MLAl钢种冶炼工艺路线确定———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： ML08Al钢种冶炼工艺路线确定专业：冶金技术〔通用方向〕班级：2021级冶金技术2班姓名：学号：一、钢种用途及性能分析ML08Al属低碳冷镦钢，是生产4.8级以下标准件及各类复杂外形非标零件的主要钢种，产品具有成分稳定、有害元素低、钢质纯洁度高、尺寸精度高、外表缺陷少、冷镦开裂率低　，冷镦钢成型用钢,冷镦是在室温下采用一次或屡次冲击加载,广泛用于生产螺钉,销订,螺母等标准件.冷镦工艺可节省原料,降本钱,而且通过冷作硬化提高工作的抗拉强度,改善性能,冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能,钢中S和P等杂质含量减少,对刚刚的外表质量要求严格,经常采用优质碳钢,假设钢的含碳钢大于0.25%,应进展球化退炽热处理,以改善钢的冷镦性能.冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力为此，一般要求冷镦钢的屈强比为，断面收缩率大于50%此外，为防止在冷镦时外表开裂，要求钢材外表质量良好，同时钢材的外表脱碳要尽可能小，采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、本钱低。

但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高可用于交通、机械和运输等行业应用，适用于生产各种4.8级以下的标准和非标件等优点，通常使用时不需要热处理. 如制造铆钉、垫圈等 　　〔一〕、力学性能要求　　1． 屈服强度σs及变形抗力尺可能的小，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命　　2． 钢材的冷变形性能要好，即材料应有较好的塑性，较低的硬度，能在较大的变形程度下不致引起产品开裂　　3． 钢材的加工硬化敏感性可能的低，这样不致使冷镦变形过程中的变形力太大　〔二〕、化学成份要求　　1． 碳〔C〕 碳是影响钢材冷塑性变形的最主要元素含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低实践证明，含碳量每提高0.1%，其屈服强度σs约提高；抗拉强度σb提高；而伸长率δ那么降低4.3%，断面收缩率ψ降低7.3%由此可见，钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的影响是很大的在生产实际中，冷镦，冷挤用钢的含碳量大于0.25%时，要求钢材在拉拔前要进展球化退火对于变形程度为65%~80%的冷镦件，不经过中间退火而进展三次镦锻变形时，其含碳量不应超过0.4%　　2． 锰〔Mn〕 锰在钢的冶炼中与氧化铁作用〔Mn+FeO→MnO+Fe〕,主要是为钢脱氧而参加。

锰在钢中硫化铁作用〔Mn+FeS→MnS+Fe〕,能减少硫对钢的有害作用所形成的硫化锰，可改善钢的切削性能锰使钢的抗拉强度σb和屈服强度σs有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑性变形是不利的但是锰对变形力的影响仅为碳的1/4左右所以，除特殊要求外，碳钢的含锰量，不宜超过0.9%　　3． 硅〔Si〕 硅是钢在冶炼时脱氧剂的剩余物当钢中含硅量增加0.1%时，抗拉强度σb提高经历说明，含硅量超过0.17%且含碳量较高时，对钢材的塑性降低有很大的影响在钢中适当增加硅的含量，对钢材的综合力学性能，特别是弹性极限有利，还可增加钢的耐蚀性但是钢中含硅量超过0.15%时，使钢急剧形成非金属夹杂物高硅钢即使退火，也不会软化，降低钢的冷塑性变形性能因此，除了产品有高强度性能要求外，冷镦钢总是尽量要求减少硅的含量　　4． 硫〔S〕 硫是有害杂质钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此别离引起裂纹，硫的存在还促使钢产生热脆和生锈，因此，含硫量应小于0.055%优质钢应小于0.04%，由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能、冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0.08~0.12%，以有利于攻螺纹但一般没有专为螺母顺利攻螺纹而冶炼的高硫钢材供给。

　　5． 磷〔P〕 磷的固容强化及加工硬化作用极强，在钢中偏析严重，增加了钢的冷脆性，使钢容易受酸的侵蚀，钢中的磷还会恶化冷塑性变形能力，在拉拔时会使线材断裂，冷镦时使产品开裂，钢中的磷含量应控制在0.045%以下　　6． 其它合金元素 碳钢中其它合金元素，如铬〔Cr〕，钼〔Mo〕，镍〔Ni〕，等，都作为杂质存在，对钢的影响远不及碳那样大，含量也极其微小　　用途　　用冷镦加工方法制造紧固件、连接件(如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等)用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺钢　　通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金构造钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等　　冷镦是在常温下利用金属塑性成形的采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、本钱低但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高　　冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力为此，一般要求冷镦钢的屈强比为，断面收缩率大于50%此外，为防止在冷镦时外表开裂，要求钢材外表质量良好，同时钢材的外表脱碳要尽可能小　　标准规定钢材应进展冷顶试验要求试样冷顶锻后冷顶锻前高度之比为高级；1/4；较高及；1/3；普通级；1/2。

一般标准规定为1/2冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，外表光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺　　冷镦钢盘条一般为低、中碳优质碳素构造钢和优质合金构造钢，用来冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件因冷镦工艺要求该钢具有高的干净度，控制钢中的Si、Al的含量，采用控制轧制和控制冷却工艺，防止出现马氏体、贝氏体和魏氏体组织，使钢材具有细晶和碳化物球化组织，以提高钢材的塑性和冷顶锻性能介绍了国内外冷镦钢的开发和生产情况，化学成分对冷镦性能的影响，冷镦钢的生产工艺特长　　冷镦钢盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素构造钢和合金构造钢冷镦钢产品主要用于汽车、造船、设备制造、电子、家电、自行车、工具、轻钢构造、建筑等行业　　冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，外表光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺二、成分控制〔一〕铁水条件C%Si%MnPST∕℃≥1250℃〔二〕牌号及要求牌号ML08Al 成分CSiMnPSAlt〔%〕～目标三、冶炼工艺路线ML08Al冷镦钢的生产工艺流程为：150吨转炉冶炼→钢包炉精炼、钢包吹氩Ar并用MnAl、FeMn、SiCaBa合金和喂CaFe线、CAAl线进展脱氧和合金化→135mm135mm小方坯连铸→高速线材轧制→成品盘条。

Ml08Al冷镦钢成分〔质量成分%〕：C0.05～0.100,Si≤0.10,Mn0.30～0.60,P≤0.015,S≤0.025,Al≥0.020,Al.s≥0.018.实验共选取8炉次有代表性的连铸坯式样，对连铸坯的凝固组织、铸坯的气孔和非金属夹杂物进展检验分析取样炉次的工艺参数见表1.表1 取样炉次工艺参数试验编号12345678吹氩时间55544667大包aO/10-65029446783587448大包T/℃16631630166316181611167016371627平均拉速/(m.min-1) 平均浇铸温度/℃1586155415501570 157215601575成分〔质量分数〕／%CMnSiPS00012剔坯率／%1000〔1〕 转炉和精炼铁水条件要求：铁水温度≥1250℃、C4.2%、Si0.20%～0.08%、P≤0.15%、Mn≤0.3%、S≤0.4%吹炼过程要求：以脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升；终点成分要求:C%≥0.04,以便降低钢中初始氧含量，S、P含量≤0.020%;杜绝过吹、后吹或重吹，严格挡渣，控制转炉下渣量，控制钢包渣厚≤50mm。

降低钢中原始氧含量，控制(【O】)≤8010-6采用复合脱氧技术，出钢温度控制在1625～1645℃钢包炉精炼要求造好白渣，炉渣碱度R=3～4，W〔CaO〕Z在60%左右，终渣[W(feO)+W(MnO)]≤1%,确保炉渣有良好的流动性和复原能力及精炼效果含Al钢水通过钙处理，可以较好地防止水口堵塞实践说明含Al钢水钙处理时钢水中的钙铝比大于时，可使钢中高熔点的Al2O3与CaO变性生成低熔点低密度的〔熔点1445℃、密度/cm3〕,从而消除水口结瘤如果钙参加量缺乏，那么容易生成高熔点的铝酸钙、〔熔点1750℃以上〕，会导致水口堵塞，因此钙的参加量要适当，才能到达所需要的效果确保钢水的钙化处理，并有适量的游离钙存在于钢水中，使Al2O3改制为铝酸钙，以减少夹杂物的危害理论计算说明1873K时，在状态下,加钙时应防止生成CaS,钢水中W(S)要低于0.017%，为此加钙前要控制钢中的T[O]含量和硫含量，钢水复原良好，保证钢中的W(S)要低于0.015%此外钢中酸溶铝也会直接影响钙处理钙处理的效果钢中酸溶铝过高或过低，都会引起夹杂物含量增加从而影响钢的质量甚至造成水口结瘤资料说明，钢中酸溶铝含量控制过低会增加钢中氧的含量，使氧化物夹杂增加，而钢中酸溶铝含量控制过高，又容易导致与渣中的氧结合，复原渣中的SiO2和MnO等化合物，使钢液中聚集的Al2O3增加。

因此要合理地控制酸溶铝的含量实验结果说明，钢中酸溶铝的含量控制在0.02%～0.04%为宜2005年10月在生产ML08AL冷镦钢的初期，在3 个浇次3炉钢由于中间包水口频繁结瘤堵塞，导致连铸机停浇，主要是由于钙和铝的含量控制不当造成的，表2为中间包水口铝含量与中间包水口结瘤的关系表3为发生中间包水口堵塞的ML08Al钢的化学成分由表2和表3可看出只有铝和钙的参加量适当使生产顺利进展表2 中间包钢水铝含量与中间包水口结瘤关系W(Al)／% 中间包水口结瘤率／%表3 发生中间包水口堵塞的M;08Al钢的化学成分〔质量分数，%〕炉号CSiMnPSAltCa510512551051825105196在吹氩站铁钙线进展钙处理的同时应进展吹氩搅拌，吹氩压力控制在0.6~1.0Mpa,喂铁钙线的速度是喂线工艺的关键参数，喂线过快或过慢都将影响钙处理结果经实践检验，最正确的喂入速度为3.0~/s.喂线处理后，将氩气流量调小，保证钢水在包内轻微运动，弱吹时间控制在3~5min〔2〕精炼钙处理低碳铝镇静钢从LF精炼终点,直至板坯钢中TO的变化情况,根据理论分析与数理统计,开发出LF精炼终点与板坯全氧。