[发明专利]一种低夹杂洁净钢的生产方法

说明书

一种低夹杂洁净钢的生产方法，按规定的配比制备出钢材料，且满足以下条件：钢中Nb、Ti、Mo的碳氮化物析出物，该析出物中Nb∶Ti∶Mo原子比为4∶1∶0.2，析出物粒径是40‑60nm，最终组织以面积率统计为97％以上的贝氏体，铁素体、珠光体面积率在3％以下，平均晶粒尺寸2‑5μm；屈服强度为730‑810MPa，抗拉强度为850‑930MPa，‑40℃冲击韧性为110‑130J，延伸率为17‑20％。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种低夹杂洁净钢的生产方法。

背景技术

洁净钢生产是20世纪90年代炼钢技术发展的重要方向之一，而洁净钢对钢中杂质元素的含量具有非常严格的要求，硫、磷的质量分数一般要求不大于0.01％。对氢、氧以及低熔点金属的含量也有相当严格的控制要求。为达到要求，现在对洁净钢冶炼工艺研究主要包括2方面：通过新工艺尽可能降低钢中杂质元素的含量；通过新技术严格控制钢中非金属夹杂物的数量和形态。前者是目前洁净钢研究的首要任务。

在一定情况下，钢中氮元素会降低钢铁材料的性能。由于氮的存在，降低了钢的韧性、焊接性能、热应力区韧性，导致钢材脆性增加；另一方面氮会造成铸坯开裂，因而控制钢中的氮含量是洁净钢生产的必要条件。由于氮的离子半径比氢大，在钢中的扩散系数比氢小2个数量级，真空脱氮效果较差，并且氮与大多数合金元素形成的氮化物在高温下都要分解，无法通过上浮去除。除此之外，某些原辅料带入氮， LF精炼电弧区增氮，脱氧钢水与大气接触吸氮，钢中氧、硫的存在阻碍氮的去除等原因使氮难以控制在较低水平，对洁净钢生产造成了一定的影响。

洁净钢的生产不仅仅是需要控制N，还包括对钢中非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)进行严格控制的钢种，要求钢中总氧含量低，非金属夹杂物数量少、尺寸小、分布均匀，脆性夹杂物少以及合适的夹杂物形状。国外一些钢铁强国(如日本、美国、德国等)近年来先后投入巨资进行相关的研究，已取得了很大的进展。20世纪80年代以来，我国陆续引进了一批生产洁净钢的现代化配套设备和技术，具备了生产洁净钢的能力。但总的看来，就洁净钢生产而言，我国钢铁存在装备水平低、产品结构差，质量意识不强、技术水平较低等问题。洁净钢生产是全面提高我国钢铁产品质量档次，并和高效连铸、近终成型连铸连轧等先进技术结合，实现向钢铁强国迈进的必由之路和重要标志之一。

随着冶金技术水平的不断提高，钢中杂质元素的含量得到有效控制，尤其是氧、硫含量可以达到 0.005％，甚至更低，使得洁净钢的生产变为可能。洁净钢广泛用于家电、汽车、耐酸碱管线以及极其苛刻条件下的其他用途。钢中夹杂物的组成类型、形态、分布以及尺寸等因素都不同程度地对钢材性能产生影响，夹杂物已成为衡量钢材性能的一个重要指标。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种低夹杂洁净钢生产方法，能够生产具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低、夹杂物含量低、夹杂物尺寸小、优良的耐HIC性的优点。为实现上述目的，本发明一方面需要控制钢的成分，另一方面需要控制钢的生产方法。

技术方案如下：