專利名稱：：鋁硼鐵復(fù)合中間合金及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鐵基合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是提供了一種鋁硼鐵復(fù)合中間合金及其使用方法。主要適用于冶煉硼鋼或硼微合金化鋼，特別是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱軋低碳鋁鎮(zhèn)靜硼微合金化鋼。技術(shù)背景硼在化學(xué)元素周期表中位于第二周期，是第IIIA族的第一個(gè)元素，其熔點(diǎn)在2000。C2600。C，在煉鋼溫度下仍保持較高的化學(xué)活性，與氧、氮有很強(qiáng)的親和力，并能與硫、碳化合，但不如鋁、鈦、鋯。硼作用于煉鋼過(guò)程可有效地脫氧、脫氮，在本質(zhì)上改變鋼中氮造成的時(shí)效傾向。微量的硼可有效提高鋼的淬透性，提高零部件熱處理后的截面性能的均勻性。硼還可以改善結(jié)構(gòu)鋼的斷裂韌性并能改變晶界組織與狀態(tài)，使蠕變性能提高。我國(guó)硼鐵合金部頒標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)成分如表l、表2所示表1YB65—60中硼鐵合金化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>表2部分企業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中硼鐵合金化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>目前，鋼中;b口硼微合金化的目的々P見在如下幾方面1)提高結(jié)構(gòu)鋼淬透性及與此有關(guān)的性能；2)保證鋼淬透性的前提下，節(jié)約貴重金屬和稀缺合金元素(如Cr、Ni、Mo等)。3)在某些特殊合金生產(chǎn)中，提高熱強(qiáng)度和中子的吸收能力等。但是，在如下方面研究較為不足。首先，以常規(guī)硼鐵合金為原料進(jìn)行微合金化，硼元素?zé)龘p嚴(yán)重，收得率較低，增加生產(chǎn)成本，而且鋼水中硼元素含量不易穩(wěn)定控制，主要表現(xiàn)在冶金容器中的嚴(yán)重不均勻和爐次之間成分波動(dòng)大，作為微合金元素B控制不穩(wěn)時(shí)，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量與性能；其次是硼元素的作用及作用機(jī)理研究不夠深入。從而導(dǎo)致我國(guó)含硼鋼的發(fā)展緩慢，硼元素的應(yīng)用領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，因此，開發(fā)一種含硼中間合金，使得冶煉工藝簡(jiǎn)化，提高硼元素收得率對(duì)硼微合金化鋼的開發(fā)以及硼資源的利用具有重大的理論和實(shí)踐意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鋁硼鐵復(fù)合中間合金及其使用方法，解決硼微合金化過(guò)程硼元素的收得率、均勻性及穩(wěn)定性問(wèn)題，避免微合金化過(guò)程硼的燒損和保證其有益作用。同時(shí)解決硼微合金化過(guò)程操作簡(jiǎn)單化問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的是拓寬硼元素的應(yīng)用范圍，利用硼元素在奧氏體晶界偏聚及其對(duì)抑制鐵素體形核、促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的影響，解決薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜硼微合金化鋼熱軋帶屈服強(qiáng)度偏高的問(wèn)題。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的提供的鋁硼鐵復(fù)合中間合金(％Wt)為Al:1030,Mn《2.0，B:210，P:《0,1,S:《0.1，C:《1.0,余量為Fe。冶煉過(guò)程加入方法為轉(zhuǎn)爐爐后(轉(zhuǎn)爐出鋼位置)對(duì)鋼水進(jìn)行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫后，根據(jù)鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030%重量范圍，此時(shí)鋁硼鐵復(fù)合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉(cāng)或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為15501650'C時(shí)，鋼包出精煉站。用于微量硼合金化結(jié)構(gòu)鋼(如硼鋼、低碳貝氏體鋼等)精煉過(guò)程的微合金化，提高低合金鋼的淬透性。加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫后，根據(jù)鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030°/。重量范圍，此時(shí)鋁硼鐵復(fù)合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉(cāng)或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為1550165(TC時(shí)，鋼包出精煉站。用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼精煉過(guò)程的硼微合金化，降低熱軋低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼板帶的屈服強(qiáng)度，提高其深沖性能，如薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的冷軋基料或者以熱板代替冷板產(chǎn)品，起到粗化鋼板晶粒度，降低熱軋帶巻的屈服強(qiáng)度的作用。加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫后，根據(jù)鋼水成品要求將鋁含量(以重量計(jì))控制到0.010.030%重量范圍，此時(shí)鋁硼鐵復(fù)合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉(cāng)或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為15501650'C時(shí)，鋼包出精煉站。用于調(diào)質(zhì)鋼(如中碳齒輪鋼40MnB等)和非調(diào)質(zhì)鋼(如含硼高強(qiáng)冷鐓鋼等)的合金化，滿足其成份與性能要求。使用方法為精煉工位完成脫氧、脫硫，鋼水成份調(diào)節(jié)完成后，加入鋁硼鐵復(fù)合中間合金(2080mm塊料)，弱攪520分鐘，溫度為1520160(TC時(shí)，鋼包出精煉站。本發(fā)明的特點(diǎn)在于1)合金中同時(shí)含有鋁、硼元素，合金化過(guò)程操作方便，解決了傳統(tǒng)工藝硼合金化時(shí)先加鋁鈦等元素脫氧固氮過(guò)程工序；同時(shí)減少了以硼鐵為合金微合金化過(guò)程硼元素的燒損，提高了硼元素的收得率，達(dá)到70%以上。與傳統(tǒng)加入方法(收得率2040%)相比，硼的收得率高且穩(wěn)定，同一澆次不同爐之間成分波動(dòng)才土10ppm。2)考慮了化學(xué)成分基礎(chǔ)上，鋁硼鐵復(fù)合中間合金還考慮了比重、熔點(diǎn)及易碎性等3)合金中硼元素含量控制在2%10%，提高了硼在相應(yīng)體積中的均勻性，可用于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜硼微合金化鋼熱軋帶的性能改善，典型性能參數(shù)屈服強(qiáng)度可達(dá)235Mpa左右(空冷48小時(shí))。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。在國(guó)內(nèi)某廠120t轉(zhuǎn)爐一LF—薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線應(yīng)用鋁錳硼鐵復(fù)合中間合金。合金成分如表3所示，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)加入1.5kg/t-鋼鋁預(yù)脫氧，LF精煉喂鋁線深脫氧、脫硫，此時(shí)頂渣變白，鋼中Al含量為0.015%，爐門口加入1.0kg/t-鋼鋁硼鐵復(fù)合中間合金，弱攪拌10分鐘后出站。成分如表4所示，典型鋼種與比較鋼種產(chǎn)品熱軋板性能對(duì)比如表5所示。表3:典型鋁硼鐵復(fù)合中間合金化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表4:鋼成分(％wt)c<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注Rp—屈服強(qiáng)度，Rm—抗拉強(qiáng)度，A—延長(zhǎng)率，n—拉伸應(yīng)變硬化指數(shù)，r一塑性應(yīng)變比由表4可見，采用鋁硼鐵復(fù)合中間合金進(jìn)行硼微合金化，在弱脫氧轉(zhuǎn)爐鋼水條件下，在精煉后期加入，硼元素的平均收得率達(dá)到80%。由表5可見，對(duì)于用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)鋼水中加入硼，顯著降低熱軋板巻的屈服強(qiáng)度，改善板帶性能。權(quán)利要求1、一種用于煉鋼生產(chǎn)的鋁硼鐵復(fù)合中間合金，其特征在于，化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Al10～30％，Mn≤2.0％，B2～10％，P≤0.1，S≤0.1％，C≤1.0％，余量為Fe，其使用工藝為精煉后期加入鋼液。2、一種權(quán)利要求l所述鋁硼鐵復(fù)合中間合金的使用方法，其特征在于，冶煉過(guò)程加入方法為轉(zhuǎn)爐爐后對(duì)鋼水進(jìn)行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫后，根據(jù)鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030%重量范圍，此時(shí)鋁硼鐵復(fù)合中間合金以塊料加入，塊料的尺寸范圍為2080mm，從高位料倉(cāng)或者爐門口加入，攪520分鐘，溫度為1550165(TC時(shí)，鋼包出精煉站。3、按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用于微量硼合金化結(jié)構(gòu)鋼精煉過(guò)程的微合金化，提高低合金鋼的淬透性；加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫后；所述的微量硼合金化結(jié)構(gòu)鋼包括硼鋼、低碳貝氏體鋼。4、按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼精煉過(guò)程的硼微合金化，降低熱軋低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼板帶的屈服強(qiáng)度，提高其深沖性能；薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)的冷軋基料或者以熱板代替冷板產(chǎn)品，起到粗化鋼板晶粒度，降低熱軋帶巻的屈服強(qiáng)度的作用；加入方法為:精煉工位完成脫氧、脫硫后。5、按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用于調(diào)質(zhì)鋼或非調(diào)質(zhì)鋼的合金化，滿足其成份與性能要求；使用方法為精煉工位完成脫氧、脫硫,鋼水成份調(diào)節(jié)完成后；所述的調(diào)質(zhì)鋼包括中碳齒輪鋼40MnB，非調(diào)質(zhì)鋼包括含硼高強(qiáng)冷鐓鋼。全文摘要一種鋁硼鐵復(fù)合中間合金及其使用方法，屬于鐵基合金
技術(shù)領(lǐng)域：
。化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為Al10～30％，Mn≤2.0％，B2～10％，P≤0.1，S≤0.1％，C≤1.0％，余量為Fe，其使用工藝為精煉后期加入鋼液。冶煉過(guò)程加入方法為轉(zhuǎn)爐爐后對(duì)鋼水進(jìn)行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫后，根據(jù)鋼水成品要求將鋁含量控制到0.01～0.030％重量范圍，此時(shí)鋁硼鐵復(fù)合中間合金以塊料加入，攪5～20分鐘，溫度為1550～1650℃時(shí)，鋼包出精煉站。優(yōu)點(diǎn)在于，顯著提高硼微合金化過(guò)程中硼成分的穩(wěn)定性控制，提高硼的收得率，可用于冶煉微量硼合金化結(jié)構(gòu)鋼和薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜硼微合金化鋼。文檔編號(hào)C21C7/04GK101250676SQ20081010402公開日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年4月14日優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日發(fā)明者仇圣桃,劉家琪,勇干,慧張,彭世恒,王明林,范頂軍,顏慧成申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院