供稿|康再興，張群，袁野

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采用180 t轉(zhuǎn)爐+LF+RH+矩形坯連鑄開發(fā)高等級(jí)出口工具鋼S45C-Ti。冶煉過程嚴(yán)格控制保證白渣操作，軋制過程采用三段式加熱，1150BD初軋機(jī)采用七道次大壓下量軋制。成品鋼材低倍組織、非金屬夾雜物、力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果均滿足用戶使用要求。軋后狀態(tài)組織均為鐵素體+珠光體，各項(xiàng)物理性能均達(dá)到高等級(jí)出口工具鋼要求。

隨著中國工業(yè)的不斷發(fā)展，鋼鐵工業(yè)迅速提升，國產(chǎn)鋼材質(zhì)量有了很大的進(jìn)步，部分國產(chǎn)鋼材逐漸走出國門，出口創(chuàng)匯，代表了我國鋼材的先進(jìn)性。本鋼出口工具鋼S45C-Ti質(zhì)量有了很大的提升，其主要合金元素為Mn、Ti，這類鋼工作環(huán)境苛刻，對(duì)鋼材耐磨性，疲勞壽命要求非常嚴(yán)格。本鋼根據(jù)出口市場(chǎng)需求，開發(fā)出口工具鋼S45C-Ti，滿足國際市場(chǎng)要求，解決了國產(chǎn)工具鋼疲勞壽命短的問題[1-2]。作為出口工具鋼行業(yè)的重點(diǎn)科研項(xiàng)目，本鋼在成分設(shè)計(jì)，鋼材冶煉、軋制過程做了大量工作，經(jīng)我廠多次檢測(cè)與分析，其質(zhì)量達(dá)到國際出口工具鋼技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化批量生產(chǎn)。

與其它工具鋼相比，S45C-Ti具有成本低、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：組織均勻，晶粒度級(jí)別高，不混晶，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

生產(chǎn)工藝流程

本鋼出口鋼S45C-Ti生產(chǎn)工藝流程：180 t轉(zhuǎn)爐冶煉→LF+RH精煉→350 mm×470 mm矩形坯連鑄坯→步進(jìn)式加熱爐加熱→高壓水除鱗→1150BD軋制→連軋機(jī)組→緩冷→精整→探傷→檢驗(yàn)→入庫。入爐鋼鐵料配比為鐵水65%左右，其余為精選優(yōu)質(zhì)廢鋼。主要設(shè)備及參數(shù)見表1所示。

表1 主要生產(chǎn)設(shè)備及主要技術(shù)參數(shù)

冶煉過程采用180 t轉(zhuǎn)爐+LF+RH+矩形坯連鑄工藝，精煉過程采用白渣操作，要保持渣中w(FeO)≤1.0%，提高精煉效果，保證高堿度，具體精煉渣系如表2所示，精煉渣系的冶金效果如表3所示。

表2 精煉渣料的質(zhì)量分?jǐn)?shù) %

表3 精煉渣系的冶金效果

經(jīng)過三段式加熱5 h后，出爐溫度1180 °C～1190 °C，以1140 °C的 開 軋 溫 度 進(jìn) 入 返 回式1150BD初軋機(jī)，初軋機(jī)采用二輥可逆式軋機(jī)，初軋過程采用七道次大壓下量軋制，保證鋼材致密度，防止褶皺出現(xiàn)。初軋后大棒經(jīng)3架850大棒機(jī)組后，進(jìn)入中棒連軋機(jī)組出成品。成品低倍組織級(jí)別，中心疏松平均0.6級(jí)，一般疏松平均0.5級(jí)，錠型偏析、一般點(diǎn)狀偏析和邊緣點(diǎn)狀偏析均為0級(jí)，低倍組織較好。成品非金屬夾雜物檢驗(yàn)級(jí)別，A粗均為0.5級(jí)，A細(xì)均為1.0級(jí)，B粗、B細(xì)均為0.5級(jí)，C類和D類均為0級(jí)。

結(jié)果與討論

化學(xué)成分采用窄帶控制，采用Ti微合金化技術(shù)細(xì)化晶粒，保證了成品組織的均勻性和晶粒細(xì)化。成品化學(xué)成分見表4所示。

表4 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

成品屈服強(qiáng)度359～379 MPa，抗拉強(qiáng)度628～648 MPa，斷面收縮率43%～45%，斷面伸長(zhǎng)率27.0%～28.5%，表5中改成斷面收縮率、斷面伸長(zhǎng)率具體結(jié)果見表5所示。

表5 力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果

熱軋狀態(tài)的組織見圖1所示，其中(a)為鋼材橫截面邊緣組織，鐵素體+珠光體組織，鐵素體實(shí)際晶粒比較細(xì)小；(b)為鋼材橫截面1/2半徑組織，鐵素體+珠光體組織，鐵素體網(wǎng)明顯，鐵素體實(shí)際晶粒較邊緣大些；(c)為鋼材橫截面心部組織，鐵素體+珠光體組織，鐵素體網(wǎng)明顯，鐵素體實(shí)際晶粒較1/2半徑處大些。鋼材橫截面邊緣、1/2半徑、心部鐵素體實(shí)際晶粒依次增大的原因?yàn)樵娇拷吘壗K軋溫度冷卻速度越快，鐵素體晶粒粗大的趨勢(shì)越來越小。

圖1 軋后態(tài)金相組織：(a)邊緣；(b)1/2半徑；(c)心部

結(jié)束語

工具鋼S45C-Ti冶煉過程嚴(yán)格控制保證白渣操作，采用復(fù)合渣，縮短造渣時(shí)間，高堿度下運(yùn)行。軋制過程采用三段式加熱，嚴(yán)格控制出鋼溫度，1150BD初軋機(jī)采用七道次大壓下量軋制。成品鋼材低倍組織、非金屬夾雜物均達(dá)到先進(jìn)水平。力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果均滿足用戶使用要求。軋后狀態(tài)組織均為鐵素體+珠光體，越靠近橫截面邊緣鐵素體晶越細(xì)小。