SF690曲軸用鋼的試制

鄭輝李占陽(東特集團北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161041)

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SF690曲軸用鋼的試制

鄭輝李占陽
(東特集團北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江161041)

摘要:通過調(diào)整、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，成功試制生產(chǎn)出合格的SF690曲軸用鋼。

關(guān)鍵詞:SF690鋼;曲軸;試制

SF690用于船用發(fā)動機曲軸。因船用曲軸要求相當(dāng)嚴(yán)格，并且要通過船級社檢驗認(rèn)證，所以對原材料質(zhì)量要求很高。

1　技術(shù)要求

1．1試制材料

牌號: SF690?；瘜W(xué)成分(熔煉分析)應(yīng)符合表1的規(guī)定。鍛件成品化學(xué)成分分析允許偏差按GB/T 222—2006中表2規(guī)定執(zhí)行。

1．2冶煉方法

釆用電爐冶煉+ LF + VD。

1．3規(guī)格、交貨狀態(tài)

規(guī)格:?260 mm×5 500 mm。交貨狀態(tài):粗加工、無損檢測。

1．4力學(xué)性能

在鋼材頭部取200 mm長試料，用原規(guī)格鋼材坯料經(jīng)整體熱處理后，取性能試樣，性能指標(biāo)應(yīng)符合表2要求。

1．5非金屬夾雜物

非金屬夾雜物應(yīng)符合表3規(guī)定。

1．6低倍組織

中心疏松、一般疏松、錠型偏析合格級別≤1．0。

1．7超聲檢測

鋼材需要在材料整個長度和圓周上進行100%超聲檢測。允許單點缺陷≤?2 mm。不允許連續(xù)。

2　試制工藝路線

工藝路線為:電爐冶煉→LF精煉→VD真空精煉→澆注鋼錠→熱送鍛造公司→加熱、鍛造→鍛后退火→粗加工→無損檢測、檢驗、檢查→上交。

3　生產(chǎn)工藝

3．1冶煉

全熔C≥0．40%，出鋼C≥0．15%，P≤0．005%出鋼不許下渣。精煉渣量控制在300 kg以上。白渣時間必須≥15 min。真空前不倒渣，抽真空過程不許冒渣。嚴(yán)禁真空前提前起泵抽管道。真空時間15 min。真空后加稻殼，不許加到氬氣流上。保護渣模底先加一半，后補加。如成品鋁能達(dá)到0．015%以上，真空后可不喂鋁。吊包溫度1 565℃。冶煉錠型為6．23 t。

3．2鍛造

電爐加熱工藝:先在待料爐預(yù)熱，然后轉(zhuǎn)高

表1　SF690鋼化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1　The chemical composition of SF690 steel ( mass fraction，%)

表2　SF690鋼力學(xué)性能要求Table 2　Mechanical properties requirements of SF690 steel

表3　非金屬夾雜物Table 3　The non-metallic inclusions

溫爐加熱，在1 180℃保溫7 h～8 h。保證透燒。鋼錠鐓粗到?850 mm，然后拔長，鍛造工藝成材率控制在80%。鍛造鋼錠鐓粗比≥1．5，總鍛比≥6。終鍛溫度750℃。鍛造時精心操作，對鋼錠頭部縮孔端的鍛造進行滿砧壓下拔長，端部成鼓型以利于切除縮孔。鍛后空冷到500℃裝爐退火。

3．3鍛后熱處理

鍛后退火在臺車爐進行，退火工藝: 650±10℃保溫30 h后緩冷。退火后進行粗加工、無損檢測。

表4　SF690鋼熔煉化學(xué)成分檢驗結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 4　The test results of smelting chemical composition of SF690 steel ( mass fraction，%)

表5　高倍檢驗結(jié)果Table 5　Results of microscopic test

表6　?260 mm×300 mm整體試樣力學(xué)性能檢驗結(jié)果Table 6　The test results of mechanical properties of the whole sample with the dimension of?260 mm×300 mm

4　試制結(jié)果

SF690首次試制且技術(shù)指標(biāo)要求極嚴(yán)，本次通過工藝調(diào)整，共試制了4爐鋼，其檢驗結(jié)果如下:

4．1成品化學(xué)成分

SF690鋼熔煉化學(xué)成分檢驗結(jié)果見表4。

4．2非金屬夾雜物、晶粒度、組織

高倍檢驗結(jié)果見表5。

4．3力學(xué)性能檢驗

力學(xué)性能檢驗結(jié)果見表6。

4．4無損檢測

采用渦流及相控振超深自動無損檢測儀進行檢測，共計檢驗72支鋼材，只有4支檢測超標(biāo)，缺陷為單點缺陷?3 mm。

4．5低倍組織

低倍組織分別見圖1～圖4。

圖1　　 901號爐試樣低倍組織(一般疏松1．0級)Figure 1　 Macrostructure of the specimens in furnace No．901 ( general looseness level 1．0)

圖2　900號爐試樣低倍組織(一般疏松1．0級)Figure 2　 Macrostructure of the specimens in furnace No．900 ( general looseness level 1．0)

圖3　　 902號爐試樣帶狀組織( 1級)Figure 3　 Banded structure of the specimens in furnace No．902 ( level 1)

圖4　　 902號爐試樣晶粒度( 6級)Figure 4　 Grain size of the specimens in furnace No．902( level 6)

5　分析和討論

以往生產(chǎn)類似鋼種，對檢測超標(biāo)部位取片定性多數(shù)為Al類脫氧產(chǎn)物。因此，此次生產(chǎn)時電爐冶煉的重點是控制好Al喂入時期和含量。控制方法如下:電爐出鋼C≥0．15%，盡量減少鋼水中氧含量。冶煉過程中，采用電爐出鋼加鋁錠，到LF不喂鋁線的脫氧方式。保證鋁脫氧產(chǎn)物上浮時間充分。并且保證成品Al達(dá)到0．015%。真空后不喂鋁，已達(dá)到提高鋼水純凈度的目的。

為保證鋼錠燒透、控制帶狀，將鍛造加熱保溫時間增加4 h，鍛造采用鐓粗拔長工藝，已達(dá)到使鋼錠內(nèi)部夾雜物破碎、組織致密、成分均勻的目的，確保超聲檢測合格。終鍛溫度控制在750℃，鍛后空冷到500℃再裝入退火爐，確保實際晶粒度檢驗合格，避免出現(xiàn)混晶。

6　結(jié)論

經(jīng)過生產(chǎn)試制，可以得到以下結(jié)論:

( 1)冶煉過程中控制出鋼C，電爐出鋼喂Al，LF +VD過程中盡量不喂Al，保證成品Al控制在0．008%～0．015%。( 2)鍛造加熱保溫時間在正常保溫時間的基礎(chǔ)上增加4 h，走鐓粗、拔長工藝。( 3)終鍛溫度控制在750℃，鍛后空冷到500℃再裝爐退火，鍛后空冷代替正火。( 4)高質(zhì)量高純凈度電爐鋼SF690曲軸用鋼生產(chǎn)試制的成功為我公司鍛材進入船用曲軸行業(yè)市場邁出了堅實的一步，對調(diào)整公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、樹立企業(yè)形象都具有深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

［1］康大韜．大型鍛件材料及熱處理．龍門書局出版．

編輯杜青泉

Trial-production of Steel Used for SF690 Crankshaft

Zhen Hui，Li Zhanyang

Abstract:The qualified steel used for SF690 crankshaft is manufactured successfully by adjusting and improving production processes．

Key words:SF690 steel; crankshaft; trial-production

收稿日期:2014—07—28

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

中圖分類號:TG316