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含铜双相钢“铜脆”缺陷的控制措施

2017-11-24 14:39 来源:中联钢
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在钢中加入少量铜元素能显著提高钢的耐腐蚀性能,主要有含铜耐候钢、含铜高强度钢以及含铜抗菌不锈钢三类,典型的牌号是08CuPVRE、09CuPTi、HSLA100等。 含铜钢极易在表面产生“铜脆”缺陷,严重影响带钢表面质量。其产生机理为,板坯加热过程中,因选择性氧化而造成钢坯表面Cu元素的富集,当Cu含量超出铁对铜的溶解度后,Cu元素开始析出;当钢坯加热温度高于铜的熔点,富铜相处于熔融状态,在后续轧制过程中造成表面开裂,形成“铜脆”缺陷。 控制“铜脆”缺陷的措施: 1、加热气氛的控制 高温下,氧与铁的亲和性远高于铜,铁将夺走铜中的氧继续发生氧化反应,铜将被还原为液态的单质铜,继续顺延晶界浸入基体。为了减缓铜的氧化,在双相钢生产过程中,通过阶段性控制炉内各段空燃比,来控制炉内板坯加热气氛,一方面使高温段保持还原性气氛,减缓氧化反应的发生,另一方面提高低温段空燃比,使未完全燃烧的燃气充分燃烧。 2、加热温度的控制 加热温度也是影响铜元素富集的一个敏感性因素。在板坯加热过程中,为了消除“铜脆”缺陷,分阶段控制板坯温度。首先延长板坯在预热段及一加段时间,使板坯在低温段内外温差趋于一致,一加段炉温控制在1200℃以下,板坯温度控制在1000℃以下,防止板坯表面温度过高造成氧化剧烈,进入二加段后,炉温升至1280℃,使板坯温度快速升至1200℃;均热段炉温保持在1240℃,均热时间控制在30min以上,板坯温度升至1230℃开始出钢。 3、升温速度的控制 对含铜钢的研究分析表明,其“铜脆”缺陷对升温速度较敏感,1080~1100℃是含铜钢产生表面裂纹的临界温度区。试验证明,快速将钢升温到1080℃以上高温区可大大抑制渗透速度造成的有害作用,使更多的Cu被下表层氧化皮吸留及向基体扩散。 4、成分控制 现有抑制钢中铜元素有害性的措施较为有效的是添加合金元素。最常见的是配入一定比例的镍元素,但成本较高。为此,在不加Ni元素的情况下,必须适当地对成分进行控制,含铜量不能太高;为减少钢的过热过烧倾向,含碳量亦按0.06%~0.09%下限内控,同时,相应的增加其他元素含量达到替代Ni元素的效果。

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