高锰钢含锰12%～25%的冶炼方法.pdf

《高锰钢含锰12%～25%的冶炼方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二届中德(欧)冶金技术研讨会论文集高锰钢(含锰12％～25％)的冶炼方法C．ERedekerl，D．Rohrber92，J．Sch6ttlerl，J．Kroosl，K．．H．Spitzer2(1，SalzgitterMannesmannForschungGmbH，Salzgitter：2．ClausthalUniversityofTechnology,InstitutftirMetallurgie，Clausthal)摘要：经过TRIP、TWlP效应处理的合金钢可以达到非常高的强度和塑性。这类合金钢含有12--25％的Mn，其它合金成分主要为Al和Si。本文研究的是如何

2、评价高锰钢的各种经济生产工艺。本文讨论了不同的生产流程，从生铁开始，然后在转炉／钢包炉中冶炼(高锰钢)：或是从废钢开始，然后在电炉中添加合金元素(得到高锰钢)。简要介绍了可以获得中长期高产的生产流程：锰铁矿的高炉冶炼或直接还原。选择最佳工艺路线受所需合金、允许的杂质元素含量以及其他因素，如设备、产量、生产普通钢的干扰等的影响。作为影响收益率的关键因素，讨论了不同的锰金属来源和合金化概念，并从杂质元素的角度对它们进行了评估。特别模拟了下面的放热还原反应：合金化过程中用Si—Mn合金来还原锰矿石。这种工艺已经成功地进行了半工业试验。关键词：高锰钢；冶炼1引害的不良影响。1川口

3、锰矿石含锰量最高可达72％。很多普通矿石含一系列的FeMnAlSi合金表现出优异的机械性有大量的MnOz，其中Mn的质量百分含量最高可达能。这些合金保持了高强度的同时具有相当好的韧62％。大多数锰矿中含有相当多的磷，这是冶金学性(如n1’)。在拉伸实验中最明显的一点就是在拉特别感兴趣的。在存在№的情况下，磷很难被氧伸过程中没有出现颈缩。也就是说，测得的总延伸化造渣。冶炼过程使用得一种重要的含锰材料就是率几乎等于均匀延伸率。通过特定的合金化过程，锰铁合金。它通常是用锰矿石在埋弧炉(SAF)中生材料的性能可以向更高的强度或更高的韧性方向产出来的。在埋弧炉中用焦炭还原锰矿石导致

4、锰铁转变。在中等Mn含量(例如MnAlSi152．52．5)合金(锰含量约为80％)的含碳量高。因此，这种的情况下，这是由TRIP效应(形变诱发塑性)引产品有时被称为高碳锰铁(Feldn—HC)。用硅锰合金发的，亦即在冷却到室温后，钢的相主要是奥氏体。替代部分焦炭进行还原可以降低含碳量，但成本会但是，这一改变并不稳定：当材料在后续加工过程随之上升。这种等级的产品被称为精炼锰铁(中碳)中成型时，奥氏体转变成马氏体，强度达到很高的和特级精炼锰铁(低碳)。锰铁(FeMn)含碳量一数值。图l为这种合金的典型应力一应变曲线，试般为7％，中碳锰铁为1．5％，低碳锰铁为0．5％。样均为

5、均匀拉伸。即使在高延伸率时也得到了高强磷含量一般为0．2％。度值。在后续加工(如成型、深冲)时，只有这种硅锰合金通常以冶炼锰铁合金时产生的MnO矿材料可以保证大的均匀延伸而不出现颈缩。这种材渣来生产。硅锰合金的锰含量一般为60一70％，硅料可在大范围内均匀拉伸，有巨大的变形潜能。这含量一般为20—30％。磷和碳含量都低于锰铁合金。种能力一般只能在更软一些的钢种才能出现。纯锰是通过电解方式得到的。由于价格高，金TRIP、TWIP钢的典型成份为：Mn12-25％，Si属锰在生产高锰钢时只用来调节成份。为了优化成0—3．5％，A10-3．5％。C0-1．o％。特别是这类高锰本效

6、益，需要联合使用锰铁、锰矿石和硅锰合金。钢需要新的熔炼方法。而其中用硅锰合金通过硅热还原法来还原锰氧化2原料的选择物特君主会萎蓄差孟取决于合金化概念，工艺路线经济地生产出高锰熔体的关键是原料的选择。和允许的杂质元素含量。普通的含‰合金材料是Mn矿石，锰铁合金，硅锰3奈后亓．素合金以及电解锰。选择工艺路线要考虑价格和成玎、7烬7。小份，还要考虑残余元素可能对成品钢机械性能带来杂质元素可能降低成品钢的机械性能。因此，6*=目十镕【目)冶盘＆$日W0*女女判断高锰钢对各种杂质元素含量的敏感度是非常必要的，并可姒据此选择町用的台金材料。表1列山，高锰钢生产工艺流程中的相关杂质元素

7、。表中还包括了在允许范围内的原料中杂志元素的含量(估计值)。对不同杂质含量的FeMnhlSi(Mn一2ff6，AI25％．s125％)台金进行拉伸断裂实验。这些台金在真空感应炉中熔炼，对台金进行多次浇注时提高杂质含最，实现杂质含量的变化。表2列{H了各种杂质元素在最大含量时对材料的屈服强度、抗拉强度和总延伸率的影响。N，cu和sn对机械性能没有显著影响。P和Tl可以提高强度井降低韧性。锰含量较高时，S在钢水中的溶解度不每，而主要进入矿渣。硼的含量在0∞6％以F对机械性能没有明显影响。B的含量∞0027％以上的试样，热轧时会轧裂