[发明专利]一种提高C级钢机械性能的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种C级钢的生产方法，尤其是涉及一种提高C级钢机械性能的生产方法。

背景技术

美国铁路协会(A.A.R.)发布了制造铁路组件的指南，要求铁路组件，如转向架承梁、侧架、联接器、扼和牵引臂满足一定的机械和化学性能。为符合铁路工业的要求，A.A.R.列举了铸钢机车组件的化学成分范围标准和最低机械性能标准。若干这种机车组件的用钢标准大致分为如下种类:A级、B级或C级钢。而目前我国研制的C级钢主要有ZG24SiMnVTi、ZG25MnCrNiMo和ZG32MnMoNiCu等三个钢种。铁道用铸钢件对化学成分、机械性能冲击吸收功要求相当严格，只有性能合格，才能保证铁路运输的安全。由于铸造行业对机械性能中的冲击吸收功的把握经常出现不达标现象，致使产品正品率低，铸造损失严重。

CN102703807A公开了一种-80℃冲击吸收功≥100J的海洋工程用钢及生产方法，其化学成分及重量百分比含量为:C:0.02~0.06%，Si：0.01~0.15%，Ni：0.10~2.50%，P≤0.005%，S≤0.001%，Als≤0.01%，Ce：0.005~0.080%，O≤0.001%，N≤0.0015%，H≤0.00005%，余为Fe和不可避免的杂质；工艺：对铁水深脱硫；LF炉中精炼；RH炉中真空处理；连铸并加热；分段轧制；冷却；回火处理；待用。该海洋工程钢通过改进其组成成分及其生产工艺，其成分复杂，加工工艺繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种提高C级钢机械性能的生产方法，在出钢前计算好钢液重量，并分别按每吨钢液添加0.15~0.25Kg硼酸和0.08~0.12Kg稀土准备硼酸和稀土；当钢液倒入浇包中达到浇包的1/3~1/2容量时，向浇包中添加硼酸和稀土，然后倒入剩余的钢液。

进一步，所述硼酸的添加量为0.20Kg/吨，所述稀土的添加量为0.1Kg/吨。

进一步，所述钢液倒入浇包中达到浇包的1/3容量时，向浇包中添加硼酸和稀土，然后倒入剩余的钢液。

由于硼酸中的硼原子偏聚于奥氏体晶界，因而降低了晶界界面能，加入微量的硼可改善钢液的淬透性，即起到改变钢的相变作用。

稀土元素是一类十几种元素的总称，由于化学性质非常相近，而且又很活泼，分离提炼有一定的难度，经常生产成多种金属的复合合金。

稀土在生产钢中的作用主要是净化作用、变质作用和合金化作用三个方面。稀土元素的净化作用包括脱硫、脱气和去除非金属夹杂物。稀土元素与硫和氧的亲和能力极强，即脱硫又脱氧，在钢水中优先与硫和氧化合成非常稳定的稀土硫化物和氧化物，而且这些硫化物和氧化物很容易聚集上浮，从钢水中分离出去。稀土对钢中常见的气体都有去除净化作用，自然就降低了钢中的非金属夹杂物。稀土元素与钢中铅、锑、铋、砷等低熔点有害元素相互作用，细化晶粒、改善晶界、改善组织、改善相变，起到变质作用：一方面，稀土可以与这些杂质形成熔点较高的化合物；另一方面，还能抑制这些夹杂在晶界分布所造成的脆性倾向。

稀土元素形成的高熔点的化合物可以作为钢液结晶的非自发核心，使形核率提高。其次稀土元素的表面活性使钢的表面张力下降，因而使结晶的形核功减小，增加了形核率。稀土元素变质作用的突出贡献是对夹杂物形状和分布改善。在用稀土处理过的钢中，夹杂物往往呈不连续的分布、没有锐利的尖角、有一定的变形能力和更均匀的分布。稀土的加入改变碳化物的形态，诸如在高合金铸铁中加入稀土，使连续分布的碳化物变得孤立、分散和均匀。

稀土和硼如在钢中加入量过大或比例不协调，会导致钢液多种性能发生大的质变反而会导致产品报废。

本发明一种提高C级钢机械性能的生产方法的有益效果：操作简单，提高了C级钢机械性能，尤其对C级钢的冲击吸收功这一机械性能提高幅度高于11%，高达14.96%。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例的一种提高C级钢机械性能的生产方法，在出钢前计算好钢液重量，并分别按每吨钢液添加0.20Kg硼酸和0.10Kg稀土准备硼酸和稀土；当钢液倒入浇包中达到浇包的1/3容量时，向浇包中添加硼酸和稀土，然后倒入剩余的钢液。

与采用传统未添加硼酸和稀土的C级钢生产方法的C级钢（其冲击吸收功为20.45Jakv(-18℃)）相比，本实施例的一种提高C级钢机械性能的生产方法生产的C级钢的冲击吸收功为23.51Jakv(-18℃)，其冲击吸收功提高了14.96%。