T65Mn热轧弹簧圆钢的开发.pdf

莱钢科技
2012年10月
165Mn热轧弹簧圆钢的开发
杜国强,李法兴,李泰,裴建华,刘永昌
(特钢事业部)
摘要:介绍了50t超高功率电孤炉生产T65Mn弹簧钢的冶炼、IF炉精炼、连铸エ艺、圆
钢连轧工艺,通过对钢种的窄成分设计以及对现场生产エ艺的严格控制,T65Mn弹簧圆钢
质量稳定,满足技术要求,获得用户认可。
关键词:50t超高功率电弧炉;F炉精炼;连铸;T65Mn弹簧钢
低,弹簧在工作一定时间后明显变形,承载能力大
0前言
大降低,一致失效。这是弹簧破坏的另一最主要形
165Mn弹簧钢属磯素弹簧钢系列,兼具高碳式。为了提高弹簧钢的设计能力,减轻弹簧重量,
及低合金钢的特点,具有强度较高、淬透性较好;必须提高抗弹减性能
脱磯倾向小等特点,主要用于制作小截面的扁、圆1.4加工成形性能
弹簧、发条弹簧、汽门弹簧、油泵调速弹簧、柱塞
弹簧钢一般需经过加工成形(热加工或冷加
弹簧钢质量要求比较高,经济效益非常好,市场需如下料、冲孔、矫形、弯曲、扭转等。ク"で性能,
弹簧、减震器和离合器簧片、制动弹簧等。1T65Mn工)制成弹簧。因此,要具有优良的加
求量大,T65Mn弹簧钢的研究开发对丰富菜钢弹
簧钢品种系列,提高产品附加值,提高企业的盈利
2弹钢的质控制及各工艺过程控制要点
水平具有重要的意义,极具开发价值。
弹簧钢的质量控制主要包括三个方面:1)冶
金质量的控制,根据弹簧钢的使用条件,选择合适
1弹钢主要的性能要求
的化学成分进行最佳合金比,控制非金属夹杂物的
1.1カ学性能
形态、大小、数量、分布及变形能力,控制碳化物
主要是弹钢的弹性极限、比例极限、抗拉强的形念、大小、数量、分布的均匀状态,控制钢材
度、硬度、塑性、初性、屈服比等。根据弹簧的用内部缺陷。2)钢材表面质量控制。3)钢材尺寸
途和工作条件,使这些性能很好的组合,以得到最精度及形状控制
好的综合力学性能。
根据弹簧钢质量控制要求,针对目前菜钢现有
1.2疲劳性能
裝备情况,在试制生产过程中主要从以下几个方面
弹簧钢承受交变工作应力的能力,是决定弹簧进行控制。
疲劳寿命的重要因素,是弹簧破坏的最主要形式之2.1电炉治炼过程
影响疲劳性能的主要因素有强度(硬度)、表
为保证弹簧钢的高纯净度要求,充分利用菜钢
面缺陷和表面脱碳、残余内应力,以及显微组织的铁水量充足的优势,铁水量加人比列60%以上。
类型、均匀性和粒度等。
全程造泡沫渣操作,控制终点碳避免过氧化,充分
1.3抗弹减性能
利用碳氧反应沸腾,促进钢种夹杂物和气体上浮;
弹簧在长期静、动载荷作用下承受载荷、抗变出钢时,钢包内加人合成渣重新造渣,社绝氧化渣
形的能力,也就是在室温下的变抗力。松弛抗力进入精烁工序。
2.2LF炉精炼过程
作者简介:杜国强(1981-),男,2007年7月毕业于东北大学材
LF精炼时,对C、Si、Mn、Cr等元素进行成
料成型及控制工程专业。助理工程师,主要从事特钢产品技研发分微调,在还原气氛和氩气搅拌条件下,完成脱
工作。
氧、脱硫、去除夹杂。精炼中要随时调渣,保证炉
杜国强,等:T65Mn热轧弹簧圆钢的开发
第5期(总第161期)
渣碱度(R)≥3.0,白渣下充分搅拌后,取一次3.1化学成分及性能
样做全分析,根据分析结果,按内控要求调整C、
对生产的所有炉次的化学成分及力学性能进行
Si、Mn、Cr等成分含量。出钢前喂铝线控制全铝统计,结果见表1、表2。检验结果均符合标准要求。
含量在0.030%~0.060%范围之内。
表1T65Mn化学成分检验结果
2.3VD真空处理
项目 C S Mn P
Cr Ni Cu
An
人VD前扒渣,真空度小于67Pa保持时间不
协议"かO2"05
得低于15min;VD处理后,取样全分析作为熔炼
成品分析结果,软吹氩时间不小于15min,尽可能
内控Q02020-0
0,67031100.035os09≤s.502000
排除钢中的夹杂物,保证钢液的纯净度,软吹氩时
实06023090.080.0601401202.Q02
0.64~0.20~0.9%~0.013-0.00~0.12、0.03
严禁裸露钢水和大氬气量搅拌降温。
0.04
2.4连铸过程
平均0.650.220.90.0150.040.130.070.020.023.
采用全程保护浇注,大包采用长水口,中间包
表2カ学性能检验结果
采用浸人式水口,浇注采用60Mn连铸保护渣,中
项目屈服强度抗拉强度断后伸长率断面收缩率
包覆盖剂与碳化稻壳配合使用,防止钢水二次氧
Relmpa Rm/Mipa
A/%
/%
化;低过热度浇注,防止柱状晶过快生长,以增加标准
≥980
≥8
≥30
铸坏中的等轴晶,减轻中心疏松和偏析。稳定连铸实测850~9201000~1060
生产节奏,使锛坯拉速基本恒定。及时检查并维护平均880
1018
11.2
39
好二冷区的喷水冷却设备,保证铸坯冷却均匀。
3.2硬度
2.5轧制精整工序
用户要求钢材热轧状态硬度≤302HB。实际
由于T65Mn弹簧钢热敏感性强、易于脱碳,检测结果见表3。
钢坯在加热过程中必须要对炉内加热温度和钢坯温
亵3钢材硬度检结果
度精确控制,保证炉内弱还原性气氛,既要使钢坯
项目
硬度/HB
加热均匀,又要防止脱碳和粘炉。
标准
≤302
加热炉温度控制如下
实测
242~-280
预热段温度500~850℃,加热段温度1150~
1200℃,均热段温度1150~1180℃,允许温差3.3脱碳层
钢材的总脱碳层(全脱碳+部分脱碳)深度,
≤30℃。
为保证T65Mn弹簧钢表面质量良好,小型成每边≤直径的2.0%。实测结果见表4。
表4表面脱碳深俭测结果
材车间在加热炉后配有高压水除鱗装置,用于去除
脱碳/m
连铸坯表面的氧化铁皮
轧后及时收集缓冷,码垛时底层要铺放一层均
标准
2.0%d
实测
≤1.0%d
匀热钢,顶层要覆盖一层均匀热钢,严禁放置在潮
湿、露天、通风及门口位置,缓冷时间大于16h。
3.4低倍组织
根据钢材弯曲度控制情况,进行矫直处理;端
通过取样做酸浸低倍分析,低倍组织致密、均
部修磨、倒角,消除马蹄形、飞边、毛刺及影响使匀、未发现肉眼可见的缩孔、裂纹、气泡、夹杂、
用的切斜和压扁现象。
折叠、白点及有害夹杂物。检测结果见表5。
5酸漫低倍组织检测铕果
3产品实物质量
项目一般疏松
中心疏松
偏析
产品化学成分、力学性能、脱碳层良好,且波
标准
≤2.5级
≤2.5级
≤2.5级
动范围窄,钢材的低倍组织致密、均匀,未发现肉
最大
0.5级
1.0级
0.5级
眼可见