[發(fā)明專利]一種細化鑄件一次晶粒度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410264066.1
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104001907A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;周凱文;曾光前;吳枝峰
• 申請（專利權(quán)）人: 四川法拉特不銹鋼鑄造有限公司
• 主分類號: B22D27/20
• 分類號: B22D27/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種細化鑄件一次晶粒度的方法。

背景技術(shù)

鋼液在澆注時形成的一次晶粒度對鋼材的性能影響很大，因此時形成的晶界間富集了大量的雜質(zhì)和低熔點物質(zhì)，所以即使后續(xù)熱處理也不能改變這些雜質(zhì)和低熔點物質(zhì)的分布。

為此傳統(tǒng)的做法就是提高過冷度來細化晶粒或者使用機械震動、超聲波等方法來使粗大的枝晶碎短，并作為異質(zhì)核心來形核長大。

但是，增加過冷度的方法要么需要額外的冷源，要么在工藝上十分苛刻，往往不能盡如人意，甚至常常出現(xiàn)意想不到的新問題。

而且機械震動和超聲波等借助外力的方法因?qū)嵱眯圆粡姡诂F(xiàn)實中應(yīng)用得很少。

而且，還有一些方法是給脫氧后的鋼液中加入0.2％左右的稀土，該方法的優(yōu)點是加入比例很小的稀土就能有效化細化鑄件的一次晶粒度，相對工藝措施簡單，成本較低。缺點是加入方式不當(dāng)可能產(chǎn)生爆炸或效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可操作性強，晶粒細化明顯的細化鑄件一次晶粒度的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種細化鑄件一次晶粒度的方法，包括以下制備步驟：

步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；

優(yōu)選地，可以給鋼液中加入鋁絲進行脫氧。鋁絲的加入量為鋼液總量的0.1％-0.3％。更優(yōu)選地，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.12％-0.25％。

步驟2.加入鋼液總重量的0.2％-0.4％的稀土合金。

鋼脫氧之后，反應(yīng)生成的固體氧化物會上浮到鋼液表面，先將其撈出，再加入鋼液總重量的0.2％-0.4％的稀土合金，優(yōu)選，稀土合金為含鈰25-35％、含硅65-75％的稀土合金。更優(yōu)選地，所述稀土合金為含鈰28-32％、含硅68-72％的稀土合金。

因為這種稀土合金具有很活潑的化學(xué)性質(zhì)，極易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，故要求必須在脫氧反應(yīng)進行之后才能加入，否則會產(chǎn)生噴濺甚至爆炸。

因為它會與鋼液內(nèi)的硫元素等形成高熔點物質(zhì)，而且這些高熔點物質(zhì)呈圓球形，在鑄件中是最理想的一種異物形狀，當(dāng)這種高熔點物質(zhì)隨鋼液一起進入鑄型后首先從鋼液中析出，這種高熔點物質(zhì)硫化物彌散分布在鋼液內(nèi)部，當(dāng)鋼液澆注進砂型時，內(nèi)部的懸浮固體硫化物也因流體粘性而附著在鋼水中一起進入砂型，并彌散分布在鋼液中起到異質(zhì)核心的作用，鋼液以這些高溫析出的異質(zhì)核心為能量富集點長大，這與其它核心一起使鋼液在大量的點上同時結(jié)晶。

結(jié)晶的第一步是形核，因為固體硫化物彌散懸浮在鋼液內(nèi)，當(dāng)溫度降低到一定程度時，固體懸浮硫化物表面富集大量起伏不定的能量，這些能量促使鋼液依托硫化物為核心形成一個待長大的核心，這就是第一步形核的過程；結(jié)晶的第二步是核心長大，這時核心與之接觸的鋼液一起逐步形成獨立方向上的枝晶，伴隨著溶質(zhì)再分配，逐漸發(fā)達的枝晶在能量起伏部位出現(xiàn)垂直方向的二次枝晶并逐漸長大，按同樣方式形成三次枝晶；第三步是晶界的形成，當(dāng)枝晶像大樹一樣逐漸長大并不斷分叉后，會與相鄰的晶粒接觸并形成晶界，最后低熔點物質(zhì)在最后形成的晶界與晶界之前凝固，形成各種形狀的晶間夾渣物，扼殺了枝晶進一步長大的空間和條件，此時枝晶相互接觸，避免了多次枝晶的形成，從而細化了一次晶粒度，此外還可以降低硫元素的有害作用。

所以，通過本發(fā)明提供的方法能夠在較低的成本下，有效地細化鑄件的一次晶粒度，同時能夠降低鋼液中的硫?qū)﹁T件的有害作用。

附圖說明

圖1為在200倍視場下，按照傳統(tǒng)工藝制成的鑄件的產(chǎn)品金相圖；

圖2為在200倍視場下，根據(jù)本發(fā)明提供的一種細化鑄件一次晶粒度的方法制成的鑄件的金相圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。

一種細化鑄件一次晶粒度的方法，包括以下制備步驟：

步驟1.給鋼液中加入脫氧劑脫氧；

優(yōu)選地，可以給鋼液中加入鋁絲進行脫氧。鋁絲的加入量為鋼液總量的0.1％-0.3％。更優(yōu)選地，鋁絲的加入量為鋼液總量的0.12％-0.25％。

步驟2.加入鋼液總重量的0.2％-0.4％的稀土合金。

鋼脫氧之后，反應(yīng)生成的固體氧化物會上浮到鋼液表面，先將其撈出，再加入鋼液總重量的0.2％-0.4％的稀土合金，優(yōu)選，稀土合金為含25-35％、含硅65-75％的稀土合金。更優(yōu)選地，所述稀土合金為含鈰28-32％、含硅68-72％的稀土合金。