氧化物类夹杂物超细弥散钢制造技术

氧化物类夹杂物超细分散钢，按重量％，它含有Ｃ：１．２％以下，Ａｌ：０．０１～０．１０％，总氧：０．００５０重量％以下，以及满足下式（１）关系的Ｍｇ。 总氧重量％×０．５≤总Ｍｇ重量％＜总氧重量％×７．０……（１）。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使氧化物类夹杂物细微分散的钢，提供一种消除氧化物类夹杂物的不利影响，并具有优良特性的钢。最近，对钢材的质量要求逐渐严格，而且多样化，因而强烈希望开发出具有更优良特性的钢。众所周知，钢材中的氧化物类夹杂物，特别是氧化铝(Al2O3)类夹杂物成为轮胎帘线等线材的断线原因，轴承钢等棒钢中成为转动疲劳特性恶化的原因，进而罐材中使用的薄钢板中成为制罐时产生裂纹的原因。因此，为了减轻钢材中不利影响的程度，要求氧化铝类夹杂物含量少的钢，或使氧化铝类夹杂物改性使之无害化的钢。制造氧化铝类夹杂物含量少的钢时，由于氧化铝类夹杂物在钢的精炼工序中生成，因此试图在该工序中尽力除去。其概要已在昭和63年11月日本铁钢协会发行的第126、127回西山记念技术讲座《高清净钢》第11～15页中作过详叙，进而在第12页的表4中列出了技术概要，按照该方法，除去技术可大致分为①作为脱氧生成物的钢水中氧化铝的减低技术，②由空气氧化物等生成的的氧化铝的抑制防止技术，③由耐火材料等混入的氧化铝类夹杂物的减低技术。在实际工业流程中，将上述分类的要素技术进行种种组合以谋求氧化铝类夹杂物的降低是目前的现状。因此，可以将作为钢水中氧化铝类夹杂物含量测量尺度的总氧(T·O)含量降低到以下水平。含C量约1重量％左右的高碳钢T·O含量为5～7ppm，含C量约0.5重量％左右的中碳钢T·O含量为8～10ppm，含C量约0.1重量％左右的低碳钢T·O含量为10～13ppm，另一方面，试图将氧化铝类夹杂物改性使之无害化，例如可列举本专利技术者们在特平3-55556号中提出的方法。该方法是使钢水与助熔剂接触，使钢水中的氧化物类夹杂物的熔点降到1500℃以下，而且将该钢水制得的铸坯加热至850～1350℃后，进行轧制。因此，夹杂物与钢同等程度地变形，呈长椭圆形状，其结果是，抑制夹杂物中的应力集中，可防止制品阶段中起因于夹杂物的缺陷。然而，即使实施上述氧化铝类夹杂物的除去技术及无害化技术，氧化物类夹杂物也多半成为制品阶段缺陷的原因。故而，该问题是技术上碰到的最大障碍。另一方面，钢材所要求的氧化物类夹杂物水平，预计日益严格，因而强烈希望开发出使氧化物类夹杂物完全无害化的优质钢。本专利技术的目的是为了消除上述问题点，并满足现状的要求，通过引入新的概念，来提供一种使氧化物类夹杂物完全无害化的优质钢。按照本专利技术，可提供下述氧化物类夹杂物超细分散钢。按重量％，含有C1.2％以下、Al0.01～0.10％、总氧0.0050重量％以下，以及满足下式(1)的关系的Mg的氧化物类夹杂物超细分散钢。总氧重量％×0.5≤总Mg重量％＜总氧重量％×7.0…(1)而且，还提供是上述钢，但氧化物类夹杂物的个数比例满足下式(2)的氧化物类夹杂物超细分散钢。(MgO·Al2O3的个数+MgO个数)/总氧化物类夹杂物个数≥0.8…… (2)本专利技术钢的基本概念在于，使氧化物类夹杂物尽可能细微地分散在钢中，以避免夹杂物对钢材质量带来的不利影响。也就是，钢材中氧化物类夹杂物的大小越大，相应于该部分的应力越容易集中，越容易产生缺陷，因此，希望尽可能小地细微地分散。其结果发现了，含有Al的实用碳钢中，相应于总氧(T·O)含量，添加适宜量Mg的氧化物类夹杂物细微分散钢。该方法的基本点是通过添加Mg，将氧化物的组成从Al2O3变换成MgO·Al2O3或MgO，由此防止氧化物的凝聚，谋求细微分散。此处，MgO·Al2O3或MgO与Al2O3相比较，它与钢水接触的界面能量小，因而难以凝聚，可达到细微分散。首先，叙述规定碳(C)及Al含量的理由。本专利技术钢，如上所述，是通过添加Mg，将氧化物组成由Al2O3变换成MgO·Al2O3或MgO。然而，碳量超过1.2重量％的碳素钢中，添加的Mg明显地与碳生成碳化物，因而不能从Al2O3变换成MgO·Al2O3或MgO，不能达到本专利技术的目的。因此碳量规定在1.2重量％以下。另一方面，Al是钢的结晶粒度调整用所必需的成分，不足0.01％时晶粒的细微化不够，但添加量超过0.10重量％也不能期待更高的效果。以下叙述总氧(T·O)含量的规定理由。在本专利技术中，所谓T·O含量，是指钢中的溶解氧含量和形成氧化物(主要是氧化铝)的氧含量之和，而T·O含量大致与形成氧化物的氧含量一致。因此，T·O含量越高，应改性的钢中Al2O3越多。因此，对能期待本专利技术效果的界限T·O含量进行了研究。其结果，判明了T·O含量一旦超过0.0050重量％，则Al2O3量过多。即使添加Mg，也不能使钢中的全部Al2O3量变换成MgO·Al2O3或MgO，钢材中仍残存有氧化铝。因此，在本专利技术钢中，必需将T·O含量规定为0.0050重量％以下。Mg含量的规定理由如下所述。Mg是强脱氧元素，与钢中的Al2O3反应，夺去Al2O3的氧，为了生成MgO·Al2O3或MgO而添加。因此，如果不相应于Al2O3量即T·O重量％，添加一定量以上的Mg，就会残存未反应的Al2O3，这是不利的。关于这一点，进行了反复试验，结果表明，通过将总Mg重量％规定在T·O重量％×0.5以上，就可避免未反应Al2O3的残存，可将氧化物完全变成MgO·Al2O3或MgO。然而，如果添加的总Mg重量％超过T·O重量％×7.0，则会形成Mg碳化物、Mg硫化物，结果导致材质不良。如上所述，Mg含量的最佳范围为T·O重量％×0.5≤总Mg重量％＜T·O重量％×7.0。所谓总Mg含量，是钢中的可溶(Soluble)Mg含量和形成氧化物的Mg含量以及形成其它Mg化合物(不可避免产生的)的Mg含量的总和。以下叙述氧化物类夹杂物的个数比例的规定理由。在钢的精炼工序中一部分不可避免混入的本专利技术范围之外的氧化物类夹杂物，即MgO·Al2O3及MgO之外的氧化物类夹杂物存在。其数量按个数比例不足全体的20％时，氧化物类夹杂物的细微分散高度稳定化，认为有提高材质的效果，因此规定(MgO·Al2O3个数+MgO个数)/总氧化物类夹杂物个数≥0.8。本专利技术的基本点是相应于钢的T·O重量％，添加适宜量的Mg，尽管在特公昭46-30935号及特公昭55-10660号公报中已经提出过Mg添加钢。特公昭46-30935号提议的钢，是一种作为易切削钢赋予元素而添加含有Mg或/和Ba为0.0003～0.0060％的易切削钢。特公昭55-10660号公报提议的钢是一种含Ca0.001～0.006％或Ca0.001～0.006％及Mg0.0003～0.003％的易切削性高碳高铬轴承钢。这两种提议钢都涉及易切削钢，添加Mg的目的与本专利技术不同，是为了赋予易切削性。因而，在这两种提议钢中并没有引入根据T·O重量％来控制Mg添加量的技术思想，这是与本专利技术钢完全不同的钢。本专利技术钢的制造方法没有特别的限定。即母钢水的熔炼是高炉—转炉法或电炉法中任何一种都行。母钢水中的成分添加也不作限定，只要是将含各添加成分的金属或其合金添加到母钢水中即可，添加方法也可自由采用自然下落添加法，惰性气体吹入法，将充填Mg源的铁制线供入钢水中的方法等。进而，对由母钢水制造钢锭并将该钢锭轧制的方法也不作限定。以下叙述本专利技术的实施例及比较例，对本专利技术的效果予以记载。试验例专利技术例1对高炉放出的铁水施以脱P、脱S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：河内雄二，前出弘文，前出洋子，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：