[发明专利]一种控制低合金含铜钢裂纹的方法

说明书

一种控制低合金含铜钢裂纹的方法，属于冶金技术领域。其包括连铸、加热、轧制工序；所述轧制工序，开轧温度为1160～1200℃，单道次变形量≤30%；所述低合金含铜钢成分中Cu、Ni、Si元素重量含量的比值为Cu:Ni:Si=2.9～3.1:1:2.8～3.3。本发明通过调整低合金含铜钢中Cu、Ni、Si的比例，控制合理的加热制度及轧制温度，加热炉保证还原性气氛，控制单道次变形量，在生产成本的情况下，实现对“铜致表面裂纹”的控制，保证低合金含铜钢良好的表面质量。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种控制低合金含铜钢裂纹的方法。

背景技术

Cu是提高钢铁材料耐大气腐蚀最有效的合金元素之一，含铜量0.20%的钢耐候性比不含铜钢可提高20%以上，含铜量0.20%可在一定程度上抑制管线钢氢致裂纹，为了达到较好的耐大气腐蚀性能，在低合金钢中Cu的加入量一般控制0.20%-0.50%。在钢材的腐蚀过程中，Cu可起到活化阴极的作用，促使钢阳极发生钝化，减缓钢铁材料的腐蚀。另外含铜钢表面可形成氧化层，近表面可形成富铜层，双层结构附着性强，可减缓材料腐蚀。

Cu的熔点较低，仅为1083.4℃，含铜钢在加热至1100-1200℃过程中，由于钢铁材料表面的Fe易发生选择性氧化形成氧化层，在材料近表面形成含液态富铜相的富铜层。有研究表明，1100-1200℃液态富铜相中Cu含量可＞80%，液态富铜相沿奥氏体晶界渗透，是导致含铜钢在热加工过程中产生表面裂纹，即“铜致表面热裂纹”的根源。

在含铜钢中加入一定量的Ni，可以形成高熔点的Cu-Ni二元合金相，改变了含铜钢近表面富铜层的组成，同时Ni可以提高Cu在奥氏体中的溶解度，减少近表面的液态铜，抑制低熔点液态富铜相的渗透，达到控制“铜致表面热裂纹”的作用。通常按Ni：Cu比为1:1，加入镍。但因Ni为贵重合金，同时也是重要的战略资源，大量加入Ni将导致生产成本增加。

因此，如何在低成本生产的同时实现对“铜致表面裂纹”的控制，保证低合金含铜钢良好的表面质量，是目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种控制低合金含铜钢裂纹的方法。本发明采用如下技术方案：

一种控制低合金含铜钢裂纹的方法，其包括连铸、加热、轧制工序；所述轧制工序，开轧温度为1160～1200℃，单道次变形量≤30%；所述低合金含铜钢成分中Cu、Ni、Si元素重量含量的比值为Cu:Ni:Si=2.9～3.1:1:2.8～3.3。

进一步地，所述轧制工序，开轧温度为1160～1180℃。

进一步地，所述加热工序，使用步进式加热炉对冷装铸坯进行加热，进出钢节奏≤0.1m/min，加热炉中为还原性气氛。

进一步地，所述加热工序，预热段温度≤800℃，最高加热温度≤1200℃。

进一步地，所述加热工序，沿加热炉炉长方向将加热段、均热段按长度均分为15个区，其中1-9区为加热段，11-15区为均热段，同时在单数区炉内顶部设置测温装置，各区温度设定为：1区≤930℃、3区900～1050℃、5区1000～1130℃、7区1080～1160℃、9区1150～1180℃、11区1160～1200℃、13区1160～1200℃、15区1160～1200℃。

进一步地，所述低合金含铜钢成分及重量含量为：C≤0.20%、Cu:0.30～0.60%、Ni:0.10～0.20%、Si：0.30～0.60%、P≤0.020%、S≤0.010%、Mn:0.90～1.00%、V≤0.05%、Nb≤0.05%、Al≤0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。