双相不锈钢的感应炉冶炼工艺流程综述报告.doc

双相不锈钢的感应炉冶炼工艺流程综述报告第一章前言双相不锈钢系指在钢中既含有奥氏体又含有铁素体组织的钢种即双相不锈钢目前在工程上获得广泛应用的双相不锈钢中奥氏体和铁素体两相的体积百分比大致相等故其兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的特性与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比其韧性高脆性转变温度低耐晶间腐蚀性能和焊接性能显著提高同时保留了铁素体不锈钢导热系数高膨胀系数小具有超塑性等特性与奥氏体不锈钢相比双相不锈钢强度高特别是屈服强度和疲劳强度显著提高且耐晶间腐蚀应力腐蚀和腐蚀疲劳等性能有明显改善费效比低感应电炉即利用感应电流在炉料中发热来熔化金属或保温金属液的炉子双相不锈钢的生产工艺包括碳的质量分数控制氮的体积分数控制铬的质量分数控制锑的质量分数控制镍的质量分数控制轧制退火酸洗等工艺第二章主题碳的质量分数控制双相不锈钢要求不大于脱碳按以下方式进行当钢液中含温度为时与之平衡的碳因分压不同而异分压为时为为时为因此用气体降低分压就可以达到降碳保铬的目的而无须提高温度脱碳还与碳和的反应速度有关特别是钢中含碳量高时脱碳已不单是由来完成这时脱碳所需的氧主要为由吹入的氧气在精炼前期脱碳所需氧气量比较大温度有时会偏高氮的体积分数控制氮的体积分数直接影响双相不锈钢的热加工性能和最终产品的性能因此必须精确控制氮的体积分数氮的溶解度随气氛中氮分压的增加而显著提高随着温度的降低也有一定程度提高因此在冶炼条件下倾向于在较低温度下向钢液吹氮增加不锈钢中氮的体积分数等元素降低氮在钢液中的活度从而提高氮的溶解度如需在热处理期间溶解氮化物可加少量和等元素降低钢中氮的溶解度应尽可能控制在下限含量作为实用的氮合金化冶炼方法有以下几种等离子炉合金化等离子加热器将气体加热到使部分离子化根据等离子钢液吸氮热力学计算压力为仅用氮气增氮使奥氏体氮的体积分数达真空感应炉合金化真空感应炉熔炼提供密闭的熔炼空间使熔炼期间保持所需要的氮气压力可以控制氮的添加量钢水在这种炉中进行大量氮合金化是通过气相来实现的日本不锈钢公司曾使用该法生产出了氮的体积分数达的奥氏体不锈钢增压电渣重熔法即采用一定成分的电极在具有一定压力的密封容器中重熔在过程中超过溶解度极限的氮合金化需要采用固态含氮添加剂如等进行连续加氮此法可获得含氮的体积分数超过的不锈钢底吹氮气合金化通过或底部透气孔向熔池进行吹氮在增氮同时还促进了钢液的搅拌作用上钢五厂钢研所采用真空感应加电渣重熔工艺路线冶炼出含氮的体积分数为的高氮不锈钢浙江久立公司采用底吹氮并添加含氮合金冶炼了含氮的体积分数达的含氮不锈钢太钢采用精炼工艺成功使用该法大批量冶炼出含氮的体积分数为的双相不锈钢粉末冶金合金化固态最适合在低于甚至高于溶解度极限的情况下使氮化物析出而增加氮的体积分数通过热等静压的粉末冶金法将氮化物嵌入钢的基体中近年来新兴的高能球磨法不仅能够细化晶粒减少成分和组织偏析获得均匀的合金组元和氮的分布同时能较为容易地获得更高的氮的体积分数自年起太钢开发了等含氮双相不锈钢其主要生产工艺流程化钢精炼立式连铸初轧开坯辊轧机中厚板轧制其中在冶炼前期吹氮后期吹氢脱氮进行氮的体积分数精确控制氮控制精度达最大精度可达铬的质量分数控制与中频或电弧炉熔炼高铬不锈钢相比精炼双相不锈钢在成分调节方面有所差别因双相不锈钢所需铬的质量分数高因此铬的前期氧化还原后期的调节配入是比较关键性问题在配比铬成分时铬需留有余量应用合金进行降温补铬对于铬的补充应为后期生成氮化铬所需的铬留有余量还应考虑通过微铬合金而平衡铬的质量分数硫的质量分数控制向钢中添加脱硫剂和微量元素可改变钢中硫化物夹杂成分和非金属夹杂物的形态以达到脱硫和固定硫的目的改善钢的热塑性和热加工性能随着钢中复合脱硫剂质量分数的增加硫质量分数呈降低趋势镍的质量分数控制当加热温度高于时在不大于左右的区间临界变形量明显下降镍质量分数过高对双相钢的热塑性不利应下限控制同时由于镍为强奥氏体元素为确保双相不锈钢铸件中奥氏体和铁素体的合理比例也需严格控制镍的质量分数轧制工艺热加工性能影响因素影响不锈钢热塑性的因素有变形抗力和变形能高以及铸态组织偏析严重等其中高温下的双相组织和硫在晶界的偏聚是影响热塑性的主要因素双相不锈钢由于提高了铬的质量分数氮的体积分数降低了镍质量分数高温下也是双相组织在的高温下仍然有左右的奥氏体相热加工在两相区进行高温下铁素体和奥氏体比例对不锈钢热塑性的影响使其热加工性能较普通奥氏体和双相不锈钢更为恶化开坯温度的选择不锈钢由于含有的氮在下仍然处于双相区钢中的相仍约为处于低塑性区不能实现高温单相区轧制而必须在双相区完成热加工面心立方的塑性比体心立方的要好延伸不一容易导致开裂因此在允许的条件下适当提高开坯温度加快轧制节奏减少温降对最终开坯效果同样有利退火工艺双相不锈钢轧制板固溶后的组织取决于退火温度当退火温度为时组织为典型的相和相相间分布的条状组织退火温度为时相含量增加已基本成块状分布当退火温度超过时组织中出现了相在温度范围内两相含量与退火温度呈良好的直线关系在时两相含量基本相同经固溶处理后在进行时效处理从相中析出脆性相随着时效时间的延长脆性相含量增加酸洗工艺双相不锈钢由于合金质量分数较高氧化物结构复杂不容易酸洗在硫酸中耐蚀性较高发生腐蚀的硫酸浓度温度较高因此在酸洗方面较普通不锈钢难酸洗工艺的合理与否直接影响到产品的表面品质在一定程度上制约了高效生产李国平等通过正交试验得出添加剂在平均酸洗时间使酸洗后的钢板表面色泽均匀酸洗合格率达第三章总结双相不锈钢具有优良的耐蚀性能力学性能因而有广阔的应用前景但在国内的研究和应用起步较晚今后应充分发挥双相不锈钢的独特优势进一步加强理论基础研究优化生产工艺扩大其生产规模和应用领域第四章参考文献