40MnB鋼生產(chǎn)試制

李 艾

(東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161010)

40MnB鋼生產(chǎn)試制

李 艾

(東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161010)

采用90 t電爐-90 t LF+VD-連鑄-連軋工藝生產(chǎn)40MnB鋼，其化學(xué)成分、低倍組織、力學(xué)性能均滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

40MnB鋼；試制；生產(chǎn)工藝

40MnB屬于錳硼鋼，用于制造拖拉機(jī)、汽車及其他通用機(jī)器設(shè)備中的中小重要調(diào)質(zhì)零件，如汽車半軸、轉(zhuǎn)向軸、花鍵軸、蝸桿和機(jī)床主軸、齒軸等。也可代替40Cr制造較大截面的零件，如卷?yè)P(yáng)機(jī)中軸。制造小尺寸零件時(shí)，可代替40CrNi使用。我國(guó)Cr、Ni資源緊缺，而硼資源豐富。40MnB是以Mn、B為基礎(chǔ)代替Cr、Ni鋼的一種低合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼中加入微量硼能顯著提高鋼的淬透性，節(jié)約大量貴重金屬，同時(shí)還可獲得優(yōu)良的力學(xué)性能[1]。2008年北滿特鋼在“四位一體” 短流程即“90 t電爐-90 t LF+VD-連鑄-連軋”生產(chǎn)線上對(duì)40MnB鋼進(jìn)行了生產(chǎn)試制。

1 試制方案及生產(chǎn)工藝

1.1 工藝流程

90 t電爐冶煉→LF精煉→VD真空→連鑄坯→連鑄坯熱裝→坯加熱→軋制→剪切或鋸切→收集→檢查上交。

1.2 90 t電爐冶煉、90 t LF/VD精煉

90 t電爐冶煉采用熔氧結(jié)合、早期去磷、應(yīng)用泡沫渣埋弧工藝， [C]≤0.20%、[P]≤0.015%。

LF精煉位，硅、錳按下限調(diào)合金，實(shí)現(xiàn)在線喂鋁，采用白渣法冶煉，白渣精煉時(shí)間大于10 min。吊包倒渣入VD位，進(jìn)行VD真空精煉。當(dāng)真空度達(dá)到67 Pa時(shí)，保持氬氣攪拌10 min以上。破真空后加入保溫劑，按鋁→鈦→硅鈣→硼的順序精調(diào)成分。先喂鋁終脫氧，降低鋼中氧、碳含量，加鈦鐵固氮，再喂硅鈣線深脫氧，然后于爐中加硼，使硼能充分發(fā)揮有效硼的作用[2]。溫度1 555～1 565℃吊包連鑄。

1.3 連鑄、連軋

連鑄采用全程無(wú)氧化保護(hù)澆鑄、結(jié)晶器M-EMS電磁攪拌技術(shù)，鑄坯拉速控制在(0.76～0.82)m/min。采用側(cè)進(jìn)側(cè)出步進(jìn)梁式加熱爐，預(yù)熱段溫度不限，加熱1段920～1 120℃，加熱2段1 180～1 220℃，開(kāi)軋溫度1 160～1 190℃，經(jīng)平立交全程無(wú)扭轉(zhuǎn)23架軋機(jī)軋成?75 mm、?90 mm、?95 mm、?100 mm規(guī)格的6 m定尺材。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)成分

40MnB鋼化學(xué)成分檢驗(yàn)值見(jiàn)表1。由表1可以看出，通過(guò)90 t電爐冶煉、90 t LF/VD精煉，C、Si、Mn、P、S、B等含量均控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，且P、S含量平均值為0.017%、0.007%，控制較好。

2.2 低倍組織

通過(guò)短流程生產(chǎn)線生產(chǎn)的?75 mm、?9 mm、?9 mm、?100 mm四個(gè)規(guī)格6 m定尺材，低倍檢驗(yàn)時(shí)，組織試片上未見(jiàn)縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮、白點(diǎn)。中心疏松、一般疏松、一般點(diǎn)狀偏析、邊緣點(diǎn)狀偏析、錠型偏析均波動(dòng)在0～1級(jí)(17爐檢驗(yàn)結(jié)果)，波動(dòng)級(jí)別較低；鋼材表面也無(wú)裂紋、結(jié)疤、折疊及夾雜。說(shuō)明通過(guò)90 t電爐泡沫渣埋弧工藝、90 t LF/VD吹氬、真空精煉工藝、連鑄全程無(wú)氧化保護(hù)澆鑄工藝及結(jié)晶器M-EMS電磁攪拌技術(shù)的應(yīng)用，去氣去夾雜效果顯著，保證了低倍組織要求。

表 1 40MnB鋼化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

注：檢驗(yàn)值還包括W 0.01%，V 0.01%，Ti 0.01%～0.03%。

2.3 力學(xué)性能

本次試制工作中，Mn含量與B含量的匹配問(wèn)題是試制的關(guān)鍵。為了獲得優(yōu)良的力學(xué)性能，試制前查閱了大量相關(guān)資料。首鋼研究發(fā)現(xiàn)40MnB鋼在相同的工藝條件下，B相隨著鋼中B含量的增加明顯粗化；在相同奧氏體化的條件下，隨著鋼中B含量的增加，B相變粗且較難固溶，應(yīng)將鋼中B含量限制在0.001%～0.002%為宜[3]。天津理工學(xué)院專家認(rèn)為：40MnB鋼中硼化物沿奧氏體晶界析出是引起ak值下降的主要原因，硼化物析出量隨鋼中硼含量的增加而增加，為保證ak值應(yīng)控制B<0.003%[4]。這些研究說(shuō)明B含量不是越高越好，要有一定的限度。另有研究資料表明，在鋼中B含量最佳的條件下，將Mn含量控制在1.10%～1.20%以保證淬透性要求[3]。所以本次試制對(duì)Mn、B進(jìn)行了內(nèi)控成分控制。試制結(jié)果：Mn含量在1.17%～1.25%，平均1.20%；B含量在0.001 4%～0.002 1%，平均0.001 7%(表1)，與研究資料中介紹的控制Mn、B含量的要求吻合。力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果表明，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊功都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求(表2)。

表 2 40MnB鋼力學(xué)性能

3 結(jié)論

通過(guò)17爐生產(chǎn)實(shí)踐表明，北滿特鋼采用90 t電爐-90 t LF/VD-連鑄-連軋短流程工藝生產(chǎn)的40MnB鋼，其電爐冶煉內(nèi)控成分、LF/VD精煉加鈦保硼工藝、連鑄連軋工藝設(shè)計(jì)合理，化學(xué)成分、低倍組織、力學(xué)性能完全滿足GB/T3077—1999標(biāo)準(zhǔn)的要求，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

[1] 章守華.鋼鐵材料學(xué)[M].北京：冶金出版社，1999:80-95.

[2] 《鋼鐵材料手冊(cè)》總編輯委員會(huì).合金結(jié)構(gòu)鋼．鋼鐵材料手冊(cè)第4卷.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003，7.

[3] 于廣石，李本海.矩形坯連鑄生產(chǎn)40MnB鋼試驗(yàn)研究.天津：天津冶金，2004，01.

[4] 張揚(yáng)，趙宗鼎.硼含量及其分布對(duì)40MnB鋼沖擊韌性的影響.天津：天津理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003.

Trial Production of 40MnB Steel

LiAi

40MnB steel is manufactured by process flow of 90 t electric furnace, 90 t LF+VD, continuous casting and continuous rolling. The chemical compositions, macroscopic structures, mechanical properties of the product meet technical standard requirements, and mass production can be implemented.

40MnB steel; trial production; production technology

TF125.1+2

B

2010—05—17

李艾(1966—)，女，高級(jí)工程師，從事冶煉成型工藝研究。

編輯 杜青泉

人大財(cái)經(jīng)委催繳央企紅利不能僅1%進(jìn)社保

在8月底召開(kāi)的十一屆全國(guó)人大常委會(huì)第十六次會(huì)議上，人大財(cái)經(jīng)委在其國(guó)民收入分配問(wèn)題專題調(diào)研報(bào)告中提出，“將國(guó)有資本經(jīng)營(yíng)預(yù)算主要部分用于補(bǔ)充社保資金來(lái)源”。

對(duì)于從“必要時(shí)部分用于”到“主要部分用于”的提法變化,財(cái)政部財(cái)政科學(xué)研究所國(guó)有經(jīng)濟(jì)研究室副主任陳少?gòu)?qiáng)認(rèn)為，反映出國(guó)有資本預(yù)算和社會(huì)保障預(yù)算體系的接軌趨向。(摘自中國(guó)二重紀(jì)檢監(jiān)察網(wǎng)2010—09—02)