我國易切削鋼研究現(xiàn)狀與研究方向
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特殊鋼材料出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項
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采用模鑄工藝時,硫的偏析是造成其切削性能不均的一個主要因素。硫的偏析是造成其切削性能不均的一個主要因素。硫在鋼錠頭部形成正偏析,在鋼錠尾部形成負偏析,因此,在錠的不同位置,其含量偏差很大,而采用連鑄工藝生產(chǎn)時不會有這種偏析出現(xiàn)。連鑄坯凝固速度快,因而硫化錳夾雜顆粒小(比模鑄鋼錠中硫化錳顆粒?。?。大斷面的連鑄坯由于凝固速度慢,因而其硫化錳顆粒尺寸與模鑄鋼錠的硫化錳顆粒尺寸接近。易切削鋼鋼液中氧含量很高,故極易生成硬的氧化物質(zhì)點。在模鑄錠中,氧化物易在底部集中,從而使鋼材切削性能變化較大。連鑄坯不存在氧化物偏析問題。對兩種工藝進行的切削性能試驗表明,低碳富硫易切削鋼連鑄材具有與模鑄材相當?shù)那邢餍阅?,并且連鑄材削性能更均勻。同時,采用連鑄工藝可提高易切削鋼冷拉材的表面質(zhì)量,這是因為氧化物會導致冷拉鋼材表面起皺或其它缺陷。連鑄材幾乎沒有這方面的缺陷,從而在蝸流探傷時報廢率較模鑄材低。從以上的討論和測試結(jié)果可見,采用連鑄工藝生產(chǎn)易切削鋼使硫化錳夾雜物分布更加均勻,從而使鋼材的切削性能也更加均勻,并且由于對氧含量及氧化物夾雜的控制不同,從而使用連鑄工藝生產(chǎn)的易切削鋼冷拔鋼材具有較好的表面質(zhì)量。
國內(nèi)易切削鋼研究現(xiàn)狀我國易切削鋼生產(chǎn)始于20世紀50年代,但到目前為止,易切削鋼年產(chǎn)量卻不到2萬t。隨著機械加工業(yè)的發(fā)展,尤其是汽車工業(yè)的快速發(fā)展,我國易切削鋼需求量快速增加。根據(jù)我國汽車產(chǎn)量的年增加量并以日本汽車工業(yè)用易切削鋼的需求比例進行估算,到2005年,我國易切削鋼需求量為40~50萬t。我國生產(chǎn)的易切削鋼系列,雖經(jīng)幾次標準的修訂,成為現(xiàn)行的GB8731-88的9種鋼,但大部分卻是沿襲前蘇聯(lián)1954年標準,能生產(chǎn)的品種也十分有限。盡管如此,我國對易切削鋼的研究還是取得了明顯的進展:(1)20世紀90年代,重慶特殊鋼廠在國內(nèi)率先開始進行易切削鋼連鑄工藝試驗,同時,撫順特鋼公司開始了半鎮(zhèn)靜易切削鋼生產(chǎn)工藝的研究,蘇州鋼鐵研究所研究用電弧爐配合電渣精煉爐生產(chǎn)高含硫量易切不銹鋼的工藝;(2)成功開發(fā)了系列中碳易切削非調(diào)質(zhì)鋼,不但加工及使用性能較原來的調(diào)質(zhì)鋼優(yōu)越,且經(jīng)濟效益顯著;(3)用計算機模擬凝固過程及熱加工過程中易切削鋼夾雜物變形,及用有關(guān)熱力學數(shù)據(jù)對易切削鋼中夾雜物類型的預測方面取得了顯著進展。這意味著我國易切削鋼研究從經(jīng)驗積累、感性認識階段逐步轉(zhuǎn)向數(shù)值分析和科學預測階段。
我國易切削鋼的研究方向
易切削鋼是世界三大難以連鑄的鋼種之一,其連鑄工藝開發(fā)的難點主要在于:易切削鋼的高氧含量、高硫含量大大降低了鋼水的表面張力,使鋼渣分離困難,從而造成鋼渣混卷,形成大量表面及皮下缺陷,甚至造成漏鋼,使連鑄生產(chǎn)難以進行;易切削鋼中錳、氧含量高,在高溫下會與耐火材料中的某些成分發(fā)生理化反應,使耐火材料浸蝕,在連鑄生產(chǎn)中造成溢鋼或中間包漏鋼等現(xiàn)象;易切削鋼鋼液粘度大,流動性差,為保證其可澆性必須提高澆注溫度,但同時易切削鋼又是裂紋第三鋼種,必須休用弱冷制度,這些相互矛盾的要求使易切削鋼由模鑄工藝轉(zhuǎn)變?yōu)檫B鑄工藝非常困難,一度成為連鑄工作者的禁區(qū)。因此,目前在易切削鋼連鑄工藝的開發(fā)過程中應著力解決的幾個問題是:化學成分的優(yōu)化控制,佳氧含量的確定及脫氧制度的選擇,耐火材料的研發(fā)或選型,連鑄工藝參數(shù)尤其是溫度制度和冷卻制度的確定,結(jié)晶器保護渣的研制及合理的后續(xù)軋制制度的配合。近年來,冶金技術(shù)的不斷進步,尤其是二次精煉、連鑄技術(shù)及耐火材料、保護渣的飛速發(fā)展,為我國不斷優(yōu)化易切削鋼生產(chǎn)工藝帶來了新契機。但迄今為止,還未見到國內(nèi)鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)出易切削鋼連鑄工藝的詳細報道。
結(jié)論
?。?)預計到2005年我國僅汽車行業(yè)易切削鋼市場需求量為40-50萬t。但到目前為止,我國年易切削鋼產(chǎn)量僅為2萬t,出現(xiàn)了嚴重的供不應求的狀況。
?。?)國外經(jīng)驗證明,用連鑄工藝生產(chǎn)易切削鋼可減輕易切削鋼中夾雜物的偏析,改善夾雜物的形態(tài)及分布,提高鋼材切削性能,是當前易切削鋼的生產(chǎn)工藝改革的方向。
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