[发明专利]微铝的硅钡钙镁复合合金

说明书

技术领域

本发明涉及用于钢水脱氧的复合合金，特别是涉及适用于重轨钢脱氧的，微铝的硅钡钙镁复合合金。

技术背景

随着火车时速的不断提高，随之对重轨性能，特别是其抗疲劳、抗疲劳裂纹扩展速度性能以及焊接性能的要求也日益提高。提高上述性能的重要措施之一是，降低重轨钢中的，以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量。为控制这种脆性夹杂物的含量，TB/T2344-2003标准将时速200公里以上的重轨钢中的铝含量限制在0.004％(重量)以下。TB/T2344-2003标准之所以将铝含量限制在0.004％(重量)以下，其原因在于，只有限制了重轨钢中的铝含量，才能有效地限制成品重轨中的以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量，从而才能使成品重轨钢产品具有合格的抗疲劳、抗疲劳裂纹扩展速度性能、焊接性能及其它力学性能。所述的以Al₂O₃为基的脆性夹杂物主要由于炼钢原料，特别是合金化剂和脱氧剂中所含的铝被钢水中的氧所氧化而生成的。为减少钢中的上述的以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量，则必须减少所述合金化剂和脱氧剂中的铝含量。生产重轨钢所用的合金化剂是锰铁合金，如高碳锰铁。通常该合金是用高炉法生产的。由于工艺特点的限制，用高炉法生产高碳锰铁时，难于对其中的铝含量进行有效地控制，因而只有有效地控制住脱氧剂中的铝含量才能有效地控制住重轨中的，以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量。

如上所述，为了控制重轨钢中的以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量，则必须控制重轨钢中的铝含量。显而易见地是，生产重轨钢时不能用铝或含铝的合金进行钢水的终脱氧。目前被广泛用于重轨钢脱氧的非铝脱氧剂是硅钙钡合金和硅钙钡镁合金。相比之下，用这两种合金脱氧而产生的脱氧产物即夹杂物，在形态和力学性能方面，硅钙钡镁合金所产生的脱氧产物较具优势。所述的硅钙钡镁合金已被多篇专利文献，如CN03111436.9、CN01115450.0、CN01100410.X和CN200610081412.8号中国发明专利所披露，但是上述专利文献对于应将其中所含的铝限定至何种程度均未论述。上述专利文献未限定所述合金中的铝含量，并不意味着该合金中就不含铝，而是对铝的含量的多少，未作任何要求。究其原因，可能是，所述硅钙钡镁合金并非专门用于替代铝作终脱氧剂，更可能是，相关发明人尚未明确，究竟应将所述硅钙钡镁合金中的铝含量限于何种程度，方能满足生产重轨钢的要求。虽然在本申请人的，已获授权的CN200610081412.8号中国发明专利中，提出了新型低铝含镁复合脱氧剂的概念，但并未公开所谓的“低铝”究竟是低到何种程度的铝含量。为使重轨钢中的，以Al₂O₃为基的脆性夹杂物的含量尽可能地降低而期望所谓的“无铝脱氧剂”，即完全不含铝的脱氧剂固然不可能，而不遗余力地将所述脱氧剂中铝含量降至最低限度以降低重轨钢中的夹杂物含量，则在经济上不不可取，技术上也不可行。因此，为顺利地生产重轨钢，本技术领域期待着既能满足上述TB/T2344-2003标准关于铝含量的要求，又有经济合理性和技术可能性的微铝的硅钡钙镁复合合金的出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微铝的硅钡钙镁复合合金，按重量百分比计(若无说明，本文中的百分比均为重量百分比)，该合金含有：硅，50—60％、钙，12—18％、钡，10—20％、1％≤镁<2％、铝≤1.5％，余为铁及不可避免的杂质。

本发明还提供一种微铝的硅钡钙镁复合合金，该复合合金除铝含量≤1.0％外，其余组分与上述复合合金相同。

此外，本发明还提供一种微铝的硅钡钙镁复合合金，该；合金除钙+钡≥28％之外，其余组分分别与上述复合合金相同。

另外，本发明还提供一种微铝的硅钡钙镁复合合金，该复合合金除铝含量≤0.8％外，其余组分分别与上述复合合金相同。