Als对U71Mn材质钢轨相关性能的影响.pdfVIP

l6 磅金 2010年8月 第三期 Als对 U71Mn材质钢轨相关性能的影响 鲁努 骆仁智2 (杭州钢铁集团公司 1．人力资源部；2．中轧厂 杭州 310022) 摘 要：研究了杭钢生产U71Mn材质钢轨的过程中，Als的含量对钢轨强度、钢轨伸长率以及钢轨硬度的影 响。研究结果表明，s对钢轨强度Rm的影响波动较大，总的规律是随着Ms含量的增大，钢轨强 度 Rm趋势线微幅上升；Ms对钢轨伸长率的影响则是明显的起到提高作用；Als对钢轨硬度的影响 随着Als含量的增加，呈下降趋势。 关键词：重轨；酸溶铝；本质晶粒度；性能 细小弥散分布的难溶化合物抑制作用，氮在铁素 0 前言 体中的溶解度在 590c=【左右最大，约为 0．01％，而 炼钢生产 中，铝是强脱氧元素，它的脱氧能力 在室温下则小于0．001％。所以氮含量较高的钢从 比锰大两个、比硅大一个数量级。当[Mn]=0．5％ 高温快冷后长期放置和稍加热时氮就逐渐以氮化 时，能提高[A1]的脱氧能力 l～2倍，在 [Mn]为0． 物的形式从铁素体中析出，使钢的强度、硬度升高 66％、[Si]为0．27％时，能提高[ ]的脱氧能力5～ 而塑性下降，另外氮含量较高的板带在平整后其 l0倍。因为脱氧产物是复杂的氧化物，因而降低了 性能也随时间而变化，塑性、韧性明显下降，为了 脱氧产物A1203的活度，使脱氧能力增大。目前大 防止或抑制这种时效现象，在钢中加入适量的铝， 多数钢种均采用铝脱氧。用铝脱氧不但可 以有效 使 和N结合成以AIN减弱或消除氮的这种有害 降低钢中的总氧T[O]，还能细化晶粒、改善韧性、 时效现象。对含锰钢而言，由于钢 中含锰，故热加 防止时效的作用。钢中铝以金属铝、氧化铝和铝的 工过程中晶粒易发生粗化，必须控制本质晶粒度。 氧化物形态存在，通常将金属铝、A1N称作酸溶铝， 实际上，奥氏体晶粗大小是受多种因素影响的。 而氧化铝称为酸不溶铝。B类夹杂物A1203，对钢 其中决定性影响因素之一是材质第二相质点，根 的性能起着不利作用，根据 ASTM标准评级，要求 据第二相质点钉扎理论，晶粒度通常与第二相质 其夹杂等级l级。根据研究发现，对中高碳锰钢 点半径成正比，与第二相质点体积百分数成反 比。 (例 如 U71Mn)脱 氧时， s控制 在 0．015％ ～ 酸溶铝与氮结合，形成第二相质点，此质点是影响 0．030％范围时，可以有效降低钢中的夹杂总量。 钢材晶粒大小的决定性因素，第二相 AlN质点对 杭钢U71Mn材质重轨生产工艺是LD—LF—CCM一 奥氏体晶界迁移能起钉扎作用。但当钢中酸溶铝 中型轧钢厂，一般情况下，s尽量按照0．0080％ 含量低时，形成的AIN质点少，即体积百分数低， 水平控制。针对Als对 U71Mn材质钢轨相关性能 此时晶粒长大的驱动力大于A1N质点的钉扎力， 究竟产生怎样的影响，本文对此进行了研究。 晶粒长大，造成奥氏体本质晶粒度粗大。反之，本 质晶粒度细小 ，见图 1llj。 1 钢中 s对钢材性能的影响 因此一般情况下，在某一酸溶铝量范围内，随 铝作为强脱氧元素，对钢材性能的影响，是强 着钢中酸溶铝含量的增加，其钉扎力也增加，即酸 烈缩小 7相的元素，它与氧、氮有很大的亲和力， 溶铝含量高的材质必须加热到更高温度，晶粒长 首先表现为其固氮作用，其次，当铝加人钢中时， 大驱动力才能大于质点的钉扎力，发生晶粒长大， 奥氏体晶粒减小，抑制碳钢的时效，提高钢在低温 亦即铝含量增加，粗化温度提高，同时Ak控制过 下的