冷却强度对超高硫中碳钢方坯凝固过程MnS生长的影响

摘要：

中碳超高硫易切削钢SAE144是兼具力学性能与切削性能的结构钢,用于制造汽车发动机密封阀件等,产品多采用转炉/电炉→LF精炼→连铸小方坯→线棒材热轧→冷拉及机加工成型流程生产,近年来市场热度稳步提升.若钢中MnS尺寸过大,零件加工使用过程易发生探伤不合、切削性能差、带状组织严重、力学性能各相异性显著,甚至拉拔加工断裂等问题.MnS夹杂物多在铸坯凝固后期形成,随着轧制与钢基体同步变形,控制该类钢种铸坯内MnS原始尺寸成为控制热轧材中MnS夹杂物形态及尺寸的最关键环节.为控制热轧超高硫中碳钢盘条中MnS夹杂物,利用钢坯凝固数值模拟、第二相析出理论、Ostwald熟化理论计算分析了 160 mm2钢坯中硫元素偏析及MnS的生成、长大和熟化过程.计算结果表明,当固相分数fs为0.446、硫微观偏析比达到2.19时,铸坯在凝固末期生成MnS.凝固过程中MnS的生长过程决定了钢坯中MnS颗粒的直径.理论计算表明,当连铸二次冷却水量固定为0.6L/kg时,拉速为1.6、2.1和2.6 m/min时,160 mm2方坯中心的MnS分别增长到30.6、32.2和34.6 μm,与实际测试结果一致.控制该类钢种线材中MnS尺寸的关键是提高二冷区的冷却强度,降低连铸拉速.基于该系列计算方法,提出了 160 mm2钢坯中与MnS直径控制目标相匹配的连铸工艺参数控制范围.

关键词：MnS长大、超高硫、中碳易切削钢、小方坯连铸、拉速

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分类号：R373;TG142.71;TF777

资助基金：国家新材料生产应用示范平台建设项目TC200H01X-5

在线出版日期：2022-06-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：50-56