[發明專利]采用低壓脈沖電流改善含鈮鋼鑄坯角部裂紋和熱送裂紋的方法

有效

• 申請號: 201210203022.9
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102703679A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 朱正海;韋莉
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于改善鑄坯角部裂紋和熱送裂紋的技術領域，更具體地說，涉及一種采用低壓脈沖電流改善含鈮鋼鑄坯角部裂紋和熱送裂紋的方法，通過施加一低壓脈沖電流改善含鈮鋼鑄坯微觀組織和高溫力學性能，本發明尤其適用于易產生鑄坯角部裂紋、熱送（紅送）裂紋的鋼種。

背景技術

在20世紀90年代各國相繼實施的超級鋼研究計劃或新一代鋼鐵材料研究計劃中，微合金元素的碳氮化物被廣泛應用于調節形變奧氏體再結晶行為和阻止晶粒長大，起到提高鋼材強度和韌性的作用。微合金化技術現在正被用于更加廣泛的領域，如中碳非調質鋼、重軌鋼、工具鋼等。而隨著微合金鋼的產量大幅提高（翁宇慶,楊才福,尚成嘉.低合金鋼在中國的發展現狀與趨勢.?鋼鐵,2011,46(9):1-10），微合金鋼連鑄坯頻繁出現的缺陷越來越被關注，尤其是含鈮微合金鋼。

近年來，國內外冶金工作者將研究的焦點集中在NbCN對微合金鋼鑄坯高溫延塑性的影響上（朱正海.?連鑄、輸送、加熱過程微合金鋼中第二相析出與固溶行為研究.?北京:鋼鐵研究總院,2010）。雖然在軋制過程中，NbCN的析出行為對提高鋼材的強度和韌性具有非常有益的作用。但是，在連鑄過程中，當鑄坯微觀組織發生奧氏體γ→鐵素體α相變時，由于NbCN在α相中的溶度積遠小于在γ相中，導致NbCN沿γ晶界的膜狀先共析α中大量析出，降低了鑄坯高溫延塑性，在鑄坯角部振痕處極易產生角部裂紋（K.Toru,?I.Yoshiki,?K.Masayuki?et?al.?Prevention?of?Slab?Surface?Transverse?Cracking?by?Microstructure?Control.?ISIJ?International,?2003,43(11):1742?-1750；I.Yoshiki,K.Toru,Y.Akihiro.?Improvement?of?hot?ductility?in?continuously?cast?strand?by?ferrite?precipitation?control.?TETSU-TO-HAGANE,2003,89(10):1023-1030；朱國森,朱志遠,王彥鋒等.?含鈮鋼板角部橫裂紋的控制.?鋼鐵,2006,41(12):30）。另外夏文勇、朱正海等人（夏文勇,朱正海,干勇.?微合金鋼紅送裂紋形成的試驗研究.?鋼鐵,2011.46(12):29-32）研究表明，微合金鋼的熱送裂紋也與NbCN沿γ晶界的膜狀先共析α析出有關。這些問題產生的根源就在于NbCN的析出行為受到了γ→α相變的影響。那么如果改變NbCN的析出行為并反過來影響γ→α相變，就有可能提高微合金鋼鑄坯的高溫延塑性。

目前，鋼鐵廠的實際生產過程中產生的鑄坯角部裂紋和熱送裂紋，實際采用的解決方法是：對于角部裂紋，一般采用鑄坯下線后人工火焰清理或切除角部的方法，該方法不但降低了生產的效率，而且提高了生產的成本；對于熱送裂紋，一般采用鑄坯冷卻后再送加熱爐加熱的方法，該方法不但影響了生產的順行，而且高溫鑄坯所含的大量熱量被浪費。

現有研究中，人們對于如何干預NbCN析出行為從而改變其與γ→α相變的相互作用，研究的非常少。國外僅Toru、Yoshiki等（K.Toru,?I.Yoshiki,?K.Masayuki?et?al.?Prevention?of?Slab?Surface?Transverse?Cracking?by?Microstructure?Control.?ISIJ?International,?2003,43(11):1742?-1750；I.Yoshiki,K.Toru,Y.Akihiro.?Improvement?of?hot?ductility?in?continuously?cast?strand?by?ferrite?precipitation?control.?TETSU-TO-HAGANE,2003,89(10):1023-1030）進行了這方面的研究，他們通過研究指出，改變鑄坯表面的熱履歷可以改善含Nb微合金鋼鑄坯的高溫延塑性（主要是第???????????????????????????????????????????????脆性區）。具體過程為：將鑄坯表面溫度從高溫區域以極快速率冷卻至γ→α相變點以下，由于過冷和α相的生成，NbCN在γ＋α相中快速析出。再將鑄坯表面溫度在極短時間內加熱至γ區域，然后溫度再次下降，高溫固溶時部分殘存的NbCN將成為α相析出的形核點，由此抑制膜狀α相沿γ相晶界生成，形成塑性較好的顯微組織。