本发明专利技术属于冶金领域，特别是涉及一种连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法。具体步骤包括1.1钢种保温温度的确定：1.2根据Fe-C相图确定钢种加热状态下的固态相变（α→γ）温度T2；1.3将连铸钢坯在加热炉内，在低于T2温度20℃下，保温40h，然后升至T1温度40h，保温结束后随炉冷却即可。本方法通过热力学计算，组织分析和实验室实验，提出了一种保温方法，可以较为高效的增加C的扩散均匀化效率。设备易得，操作简单，适合大规模工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，特别是涉及一种连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法。
技术介绍
宏观偏析，是指连铸坯或铸锭中宏观尺度上化学成分不均勻的现象(如中心偏析、R/2偏析、黑斑等)，可造成钢件组织和性能的不均勻性，影响着成品的质量，是一种应当尽量去消除的内部缺陷。目前，降低铸坯宏观偏析的手段主要集中于连铸阶段，如低过热度、优化比水量、 电磁搅拌、轻压下等。然而，事实证明，在连铸过程中消除宏观偏析是基本不可能的，这样对于某些对宏观偏析要求极为严格的钢种(如高速车轮钢)来讲，无法满足其质量要求。因此，开发适当后处理制度来进一步降低铸坯宏观偏析很有必要。目前国内无法生产出无偏析的钢坯，因此对于某些高新
用钢全依靠进口。迄今为止，国内各厂绝大部分都是在连铸过程中优化，虽有改进但是不能彻底解决。后来有人提出将生产出的钢坯重新放入加热炉，在高温下保温扩散，得到无偏析的钢坯，但是即使加热了几百个小时，依旧效果不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的，提出了一种连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法，可以较为高效的增加C的扩散均勻化效率以消除宏观C偏析。本专利技术一种对连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法，具体包括以下步骤1. 1钢种保温温度的确定根据扩散系数Arrhenius公式D = D0，确定长时间保温后晶粒不发生异常长大现象的最高温度 T1;式中，D为扩散系数；DO为扩散常数；Q为扩散激活能；R为气体常数；T为绝对温度；1. 2根据!^e-C相图确定钢种加热状态下的固态相变(α — γ )温度T2 ；1. 3将连铸钢坯在加热炉内，在低于T2温度20°C下，保温40h，然后升至T1温度 40h，保温结束后随炉冷却即可。进一步的，所述方法保温期间炉内持续通入氩气以减少钢坯的氧化。进一步的，所述方法钢种为CL60车轮钢，T1为1080°C，T2为740°C。本专利技术的有益效果在于通过热力学计算，组织分析和实验室实验，提出了一种保温方法，可以较为高效的增加C的扩散均勻化效率。设备易得，操作简单，适合大规模工业生产。附图说明图1是不同保温温度下CL60车轮钢晶粒尺寸的变化示意图。图2是Fe-C相图。图3是采用本专利技术方法后，铸坯宏观C偏析与未采用本方法的比较图。 具体实施例方式本专利技术的目的，提出了一种连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法，可以较为高效的增加C的扩散均勻化效率以消除宏观C偏析。本方法只需确定好具体钢种的T1和τ2， 即可实现对连铸钢坯宏观偏析的有效控制。以CL60车轮钢为例。步骤1，根据扩散系数Arrhenius公式(1)可知，温度越高， 元素的扩散系数越大；然而，对于一般钢种，过于粗大的晶粒组织会严重影响随后的加工性能和成品质量。因此，本实验保温温度的制定标准为长时间保温后晶粒不发生异常长大现象的最高温度，下文称之为1\。D =ν riJ (ι)式中，D为扩散系数；DO为扩散常数；Q为扩散激活能；R为气体常数；T为绝对温度。对于CL60车轮钢来讲，其在不同加热温度下保温IOh后的组织如图1所示。从图1中可以看出，CL60钢在800°C下保温后组织最为细小，随着保温温度的升高，晶粒呈逐渐长大趋势，然而与铸坯晶粒尺寸相比，1000°c下保温后的试样组织基本没有增大，而1100°c下保温后的晶粒组织则略微大了一点，当升高到1200°c时，晶粒出现了异常粗大的现象，因此，综合考虑保温效果和钢种随后的加工性能，本实验将保温温度定为 1080°C。步骤2，根据图2的！^-C相图粗略确定钢种加热状态下的固态相变(α — y)温度，下文称之为T2。对于CL60钢种来讲，T2大约为740°C。步骤3，将钢坯在加热炉内在略低于T2温度20°C下(步骤2确定)，保温40h，然后升至T1温度40h(步骤1确定)，保温结束后随炉冷却即可。保温期间炉内持续通入氩气以减少钢坯的氧化。本专利技术方法的效果如图3所示。其中Oh是未经过保温的钢坯的偏析状态(即保温0小时的意思)，然后按照本保温方法进行了多次实验，test χ是第χ次的实验结果，这样做的目的是避免偶然性。由图可见，经过本申请的保温方法保温后，高效的增加C的扩散均勻化效率。而如果直接在高温下保温这么长时间(80h)，偏析的改善程度很小。权利要求1. 一种对连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法，具体包括以下步骤 1.1钢种保温温度的确定 根据扩散系数Arrhenius公式D = D0，确定长时间保温后晶粒不发生异常长大现象的最高温度T1 ；式中，D为扩散系数；DO为扩散常数；Q为扩散激活能；R为气体常数；T为绝对温度； 1. 2根据!^e-C相图确定钢种加热状态下的固态相变(α — Y )温度T2 ；1.3将连铸钢坯在加热炉内，在低于T2温度20°C下，保温40h，然后升至T1温度40h，保温结束后随炉冷却即可。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于保温期间炉内持续通入氩气以减少钢坯的氧化。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述钢种为CL60车轮钢，T1为1080°C，T2 为 740 0C ο全文摘要本专利技术属于冶金领域，特别是涉及一种连铸钢坯保温以消除宏观C偏析的方法。具体步骤包括1.1钢种保温温度的确定1.2根据Fe-C相图确定钢种加热状态下的固态相变(α→γ)温度T2；1.3将连铸钢坯在加热炉内，在低于T2温度20℃下，保温40h，然后升至T1温度40h，保温结束后随炉冷却即可。本方法通过热力学计算，组织分析和实验室实验，提出了一种保温方法，可以较为高效的增加C的扩散均匀化效率。设备易得，操作简单，适合大规模工业生产。文档编号B22D11/16GK102248145SQ20111024383公开日2011年11月23日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日专利技术者景财良, 王万军, 王新华, 许志刚 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种对连铸钢坯保温以消除宏观Ｃ偏析的方法，具体包括以下步骤：１．１钢种保温温度的确定：根据扩散系数Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｅｘｐ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）Ｑ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ＲＴ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）确定长时间保温后晶粒不发生异常长大现象的最高温度Ｔ１；式中，Ｄ为扩散系数；Ｄ０为扩散常数；Ｑ为扩散激活能；Ｒ为气体常数；Ｔ为绝对温度；１．２根据Ｆｅ－Ｃ相图确定钢种加热状态下的固态相变（α→γ）温度Ｔ２；１．３将连铸钢坯在加热炉内，在低于Ｔ２温度２０℃下，保温４０ｈ，然后升至Ｔ１温度４０ｈ，保温结束后随炉冷却即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，景财良，许志刚，王万军，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。