[发明专利]一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法

说明书

本发明公开了一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09～0.14％或出钢TSO氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；在出钢前期加入石墨碳粉和脱氧剂进行预脱氧，再加入合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气。本发明一方面降低钢中钛氮积，降低氮化钛的析出温度，钛元素在真空处理后添加，此时钢中氮含量最低，钛元素选用钛铁线喂入，冶炼末期加入钛元素收得率高，较LF精炼期间钛元素加入收得率提高约25％，降低成分；另一方面通过控制钢中氧含量，减少钢中Al类夹杂，减少钢中氮化钛形核质点，提升工程机械底盘履带的使用寿命。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法。

背景技术

35MnB系列工程机械用钢主要用于工程机械履带底盘链轨节产品，各家工程机械主机重点关注提升履带底盘的使用寿命，对工程机械履带底盘的质量提出新的要求，特别是原材料钢中夹杂物的控制。该钢种钛含量0.02～0.05wt％，氮含量30～70ppm，在生产过程中，存在尺寸6μm以上的氮化钛夹杂物，在产品热处理及使用中会成为裂纹源，对链轨节造成伤害，影响履带底盘的使用寿命。

相关研究表明，含钛微合金钢在液态或凝固过程中会析出氮化钛，因TiN在钢中的溶解度小，在液态析出的TiN聚集长大，比较粗大，多为大颗粒多边形粒子，尺寸为微米级的；在凝固过程中，TiN析出时间短，析出温度低，不易长大，TiN颗粒细小弥散的分布在钢中。在熔炼过程中，随着温度的降低，氮和钛在钢中的溶解度逐渐降低，当其浓度积达到一定值时即析出TiN。

TiN在钢中的析出温度与[％Ti][％N]浓度积的函数为：

lg([％Ti]·[％N])＝-13850/T+4.01

控制钢水中钛氮积，降低氮化钛析出温度，减少氮化钛在液态析出的数量和时间，氮化钛在析出过程中易吸附Al₂O₃类夹杂物，使其形核长大，减少钢中Al 类夹杂物间接控制减少大尺寸氮化钛夹杂物的形成。

氮化钛夹杂物的控制普遍采用降低钢水中氮含量或者钛含量，降低氮化钛析出温度，以热力学的方法实现氮化钛夹杂物的控制。如：申请号201410459165.5 的专利公开了“一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法”和申请号 201710693270.9的专利公开了“一种降低齿轮钢20CrMnTi中氮化钛夹杂的冶炼工艺”通过控制钢中氮含量和钛含量从而达到降低钢水中氮化钛夹杂物的目的。以上方法对钛元素的添加选用钛合金，加入时间为精炼过程或真空过程，因钛元素为易氧化活跃元素，考虑收得率，在精炼过程或真空处理前钛合金加入量较大，钢水中氮含量较真空处理后高，钢中钛氮积仍有降低的空间

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，一方面降低钢中钛氮积，降低氮化钛的析出温度，钛元素在真空处理后添加，此时钢中氮含量最低，钛元素选用钛铁线喂入，冶炼末期加入钛元素收得率高，较LF精炼期间钛元素加入收得率提高约25％，降低成分；另一方面通过控制钢中氧含量，减少钢中Al类夹杂，减少钢中氮化钛形核质点，提升工程机械底盘履带的使用寿命，解决了现有的钢在生产过程中，存在尺寸6μm 以上的氮化钛夹杂物，其导致钢使用中出现裂纹，影响履带底盘的使用寿命问题。

技术方案：本发明一种35MnB系列工程机械用钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法，包括以下步骤：

(1)转炉冶炼控制：铁水进行转炉冶炼过程中，控制转炉终点C质量百分含量为0.09～0.14％或出钢TSO氧位≤400ppm，出钢温度≥1560℃；

(2)转炉出钢控制：在出钢前期加入石墨碳粉和脱氧剂进行预脱氧，再加入合金进行脱氧合金化，在脱氧合金化过程中保持全程吹氩气；