[發明專利]采用低壓脈沖電流改善含硼鋼鑄坯邊部裂紋的方法

有效

• 申請號: 201210351796.6
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102828016A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 朱正海
• 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邊部裂紋的技術領域，更具體地說，涉及一種采用低壓脈沖電流改善含硼鋼鑄坯邊部裂紋的方法，通過施加一低壓脈沖電流改善含硼鋼鑄坯高溫力學性能，本發明尤其適用于易產生鑄坯邊部裂紋的含硼鋼種。

背景技術

隨著我國由鋼鐵大國到鋼鐵強國的轉變，微合金化處理鋼的品種、產量不斷增加，在工程、機械和汽車行業中得到廣泛應用。微合金化元素包括鈦、硼、鈮、釩和稀土元素等，這些元素少量地加入鋼中，可起到提高鋼的強度、韌性、耐腐蝕性等作用，使鋼材得到某些特殊的性能，顯著提高鋼材的使用性能和性價比。相對鈮、釩、鈦和稀土元素，硼微合金鋼研究較少，在生產中出現的問題被研究人員關注的也較少，但由于含硼鋼具有良好的性能，因此加強對含硼鋼的研究具有重要的現實意義。

含硼鋼是以錳、硼為基礎的一種低合金結構鋼，鋼中加入微量硼能顯著提高淬透性，節約大量貴重元素，并獲得良好的機械性能。但在生產含硼鋼過程中往往會遇到鑄坯邊部裂紋的問題。研究表明（王朝陽，祭程，朱苗勇等，含硼鋼板坯邊角裂紋的成因與控制，鋼鐵，2012.47(5):35-38;趙素，張立，徐國棟等，微合金鋼連鑄坯角橫裂的研究進展，世界鋼鐵，2011(1):42-47）：鋼中的B（硼）、N（氮）含量較高時，B和N容易結合生成BN，并在晶界沉淀。含B鋼的BN晶界析出物很細小，連續釘扎在奧氏體和基體變形處，降低了晶界的流動性，使再結晶溫度提高。這種沉淀在奧氏體晶界上顆粒間空隙十分細小的BN，有效地鎖住晶界，阻礙原生奧氏體晶界滑動引起晶粒間斷裂，從而降低鋼的熱塑性。同時含硼鋼晶粒粗大，硼易在晶間偏聚，在硼鋼的奧氏體晶界上易出現硼相，鋼中硼含量越高，這種硼相就越多。

目前，鋼鐵廠對于實際生產過程中產生的含硼鋼鑄坯邊部裂紋，采用的解決方法主要為鋼水成分控制法和鑄坯熱行法。鋼水成分控制法在實際生產中控制難度較大，若鋼種對成分要求嚴格則無法使用。鑄坯熱行法在實際生產中應用較多，但實際實施難度較大，且對原有工藝要進行改良，因生產中鑄坯溫度偏高，對設備的壽命有一定的影響。所以尚無較好的解決含硼鋼鑄坯邊部裂紋的方法。

近年來，國內外的一些學者嘗試在脈沖電流作用下改善固相金屬材料的組織，并取得了一些成果。Conrad.H發現（Conrad,?H.?Effects?of?electric?current?on?solid?state?phase?transformations?in?metals.?Materials?Science?&?Engineering?A?(Structural?Materials:?Properties,?Microstructure?and?Processing),?2000）脈沖電流對固態金屬中的析出相的析出行為具有顯著影響，主要的影響因素為材料類型、電流密度、電流頻率。Yang?Liu認為（Yang?Liu,Lei?Wang,Yuchen?Wang,?et?al.?Effects?of?Electropulsing?Treatment?on?the?Precipitation?Behaviour?of?Grain?Boundary?Carbides?in?GH3044?Alloy.?Materials?Science?Forum,?Switzerland:?Trans?Tech?Publications?Ltd,2010）脈沖電流對GH3044合金中碳化物析出是有影響的，脈沖處理改變了碳化物析出的熱力學和動力學條件，選擇合適的脈沖參數，有利于碳化物的析出，表現為開始析出溫度降低，析出相的總量增加。王建軍等（王建軍，周俐，李強等.?脈沖電流對鋼凝固組織的影響.?鋼鐵研究學報,2007,19?(5):49-53）研究發現脈沖電流處理能夠提高等軸晶形核率，細化晶粒，對改善連鑄坯凝固組織具有顯著效果。