本發(fā)明涉及一種包芯線合金粉。
背景技術(shù)：
我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)正處于歷史上最高峰時(shí)期，未來(lái)幾年內(nèi)，預(yù)計(jì)我國(guó)年鋼產(chǎn)量將達(dá)到18億噸，包芯線市場(chǎng)將達(dá)到50億元以上。根據(jù)國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年世界各國(guó)的鋼產(chǎn)總量達(dá)到16億噸，增幅15%；而中國(guó)以7億噸的產(chǎn)量蟬聯(lián)世界第一，另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日益趨向高參數(shù)、輕量化及大型化，對(duì)鋼鐵材料性能的要求強(qiáng)度更高、韌性更優(yōu)良，包芯線喂線處理技術(shù)對(duì)此起著不可缺少非常重要的作用。
獲得更高純凈度、更高均勻性的產(chǎn)品是目前鋼鐵生產(chǎn)和研究的熱點(diǎn)，也是冶金技術(shù)的發(fā)展方向。就目前的生產(chǎn)技術(shù)條件，鋼中雜質(zhì)元素含量的控制已經(jīng)達(dá)到較高水平(鋼中雜質(zhì)總量:S+P+N+H+T?O≤100×10-6)，而隨著鋼水中雜質(zhì)元素含量的進(jìn)一步降低，鋼中夾雜物對(duì)鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)生的不良影響作用就更加明顯，因此，根據(jù)產(chǎn)品的不同質(zhì)量要求來(lái)控制和改善鋼中夾雜物的性狀就顯得尤為重要。
最為典型、應(yīng)用最為廣泛的夾雜物變性處理技術(shù)是鋁脫氧鋼的鈣處理。鈣處理可以將鋼中Al2O3 夾雜轉(zhuǎn)變成低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物，有利于其聚合長(zhǎng)大從鋼水中排除，不僅可以防止水口凍結(jié)，而且可以減少鋼中氧化物夾雜的數(shù)量；同時(shí)，滯留在鋼中的夾雜物其形狀幾乎為圓形并無(wú)規(guī)則地分布于鋼中，可以減輕對(duì)鋼性能的危害。但是鈣處理存在的問(wèn)題是：雖然鋼中氧化物夾雜的數(shù)量可以大幅度減少，但殘留下來(lái)的夾雜物往往尺寸比較大，由于CaO ?Al2O3夾雜物不易變形，軋制過(guò)程中會(huì)在夾雜物周圍沿變形方向形成微裂紋、空洞，導(dǎo)致鋼的一系列性能的惡化。特別是那些對(duì)于疲勞性能有苛刻要求的鋼種，在生產(chǎn)中則不允許采用鈣處理。對(duì)于更高質(zhì)量要求的純凈鋼產(chǎn)品，尋找新的夾雜物變性手段，以減輕和消除鋁脫氧鋼中夾雜物所造成的危害，已經(jīng)成為鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
在煉鋼溫度下鎂不僅與氧和硫具有極好的親和力，而且還具有極強(qiáng)的對(duì)夾雜物形態(tài)與尺寸的控制能力。對(duì)于鋁脫氧鋼，鎂處理在進(jìn)一步降低鋼中的溶解氧的同時(shí)，可以將鋼中的Al2O3夾雜變?yōu)楦呷埸c(diǎn)的MgO ?Al2O3，由于其在鋼水中以固態(tài)存在，沒(méi)有聚合長(zhǎng)大的過(guò)程，因此，其氧化物夾雜的尺寸可以非常細(xì)小，彌散分布于鋼中。研究表明鋼中存在的MgO?Al2O3夾雜尺寸可以控制在5μm以內(nèi)，對(duì)鋼的力學(xué)性能基本沒(méi)有負(fù)面影響。同樣，鋼中加鎂在進(jìn)一步降低硫含量的同時(shí)，使鋼中硫化物以細(xì)小的MgS或MgS-MnS的形式存在，減輕因MnS夾雜對(duì)鋼性能帶來(lái)的影響。
雖然對(duì)鋼水采用鎂處理的優(yōu)點(diǎn)非常突出，但是，由于鎂元素自身特點(diǎn)（低熔點(diǎn)，650℃；低沸點(diǎn)，1080℃；高的蒸氣壓，煉鋼溫度1600℃時(shí)大于2.0Mpa），在沒(méi)有有效的鎂加入方法之前，在煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)鋼水進(jìn)行鎂處理還存在很大困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種包芯線多種元素的稀土鎂合金粉，該合金粉通過(guò)采用包芯線的方法來(lái)加入到微合金化鋼中可以使鎂處理過(guò)程平穩(wěn)并獲得較高吸收率，使目前面臨的問(wèn)題得到較好解決。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
一種包芯線多種元素的稀土鎂合金粉，該合金粉末按質(zhì)量百分比由以下的元素組分構(gòu)成：
Mg 10~20%，
Ca 0.5~2.5%，
Al 1.0~2.5%，
Si 25~35%，
Ti 1~2.5%，
Ba 0.5~3.5%，
Mn 2.5~5.0%，
Nb 0.5~1.0%，
V 0.5~1.0%，
稀土元素 1.0~5.0%，
P ≤0.1%，
S ≤0.1%；
Fe 余量。
作為優(yōu)選，該合金粉末按質(zhì)量百分比由以下的元素組分構(gòu)成：
Mg 12~15%，
Ca 1.0~2.0%，
Al 1.5~2.0%，
Si 28~32%，
Ti 1.5~2.0%，
Ba 1.0~3.0%，
Mn 3.0~4.0%，
Nb 0.5~1.0%，
V 0.5~1.0%，
稀土元素 1.0~5.0%，
P ≤0.1%，
S ≤0.1%；
Fe 余量。
作為優(yōu)選，該合金粉末的粒度為0.1~2.0mm。
本發(fā)明加入鋁可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。加入錳不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能。加入鈦使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時(shí)效敏感性和冷脆性。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。
Ba是活性元素，可降低鋼水中夾雜物含量、增加了鋼水的流動(dòng)，使鋼水更加均勻。復(fù)合使用Ca、Ba脫氧，其產(chǎn)物可形成多元互溶體，降低脫氧產(chǎn)物的活度和熔點(diǎn)。Ba可以起到促進(jìn)Ca的作用，有利于脫氧進(jìn)行，使鋼液凈化效果更好，有利于鋼中夾雜物聚集上浮。復(fù)合使用Ca、Ba脫氧，反應(yīng)產(chǎn)物為低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物，有利于鋼中夾雜物聚集上浮。并且能降低脫氧產(chǎn)物的活度和熔點(diǎn)，有利于脫氧進(jìn)行，使鋼液凈化效果更好。
本發(fā)明應(yīng)用于包芯線。外層為0.3-0.5毫米厚普通鋼帶，心部為稀土鎂合金芯粉，介于兩者之間的是具有隔熱功能的粉料層。采用上述結(jié)構(gòu)的鎂芯包芯線可以通過(guò)調(diào)整粉料層的厚度和物性來(lái)調(diào)整其導(dǎo)熱效果，從而調(diào)整喂線處理過(guò)程中鎂芯線的溫度，防止其提前熔化汽化，以達(dá)到將鎂送入鋼水預(yù)定深度的目的，這樣就可以使鎂處理過(guò)程平穩(wěn)并獲得較高吸收率，使目前面臨的問(wèn)題得到較好解決。 采用稀土鎂芯包芯線處理，加鎂過(guò)程比采用普通結(jié)構(gòu)含鎂包芯線平穩(wěn)，鎂可以有效的加入鋼水中，并獲得比較穩(wěn)定的收得率。 經(jīng)過(guò)鎂處理后，鋼中夾雜物類型、形態(tài)和尺寸明顯變化。大尺寸的Al2O3 夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的MgO?Al2O3，同時(shí)使鋼中MnS夾雜以細(xì)小的MgS或MgS-MnS的形式存在。通過(guò)采用稀土鎂包芯線的方法來(lái)加入鎂不僅能夠解決回收率低的問(wèn)題，而且還解決加鎂過(guò)程中鋼水大翻滾問(wèn)題，開(kāi)發(fā)稀土鎂包芯線應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種包芯線多種元素的稀土鎂合金粉，該合金粉末按質(zhì)量百分比由以下的元素組分構(gòu)成：
Mg 10%，
Ca 2.0%，
Al 1.5%，
Si 25%，
Ti 2.0%，
Ba 3.0%，
Mn 4.0%，
Nb 1.0%，
V 0.5%，
稀土元素 2.0%，
P ≤0.1%，
S ≤0.1%；
Fe 余量。
其中選取稀土鎂和硅鐵及其其他元素在真空爐中冶煉。在一定的工藝條件下，進(jìn)行熔煉提純，然后澆注成鑄錠。鑄錠經(jīng)破粹成一定粒度，使用鐵皮包覆成直徑為13毫米的包芯線。外層為0.3-0.5毫米厚普通鋼帶，心部為稀土鎂合金芯粉，介于兩者之間的是具有隔熱功能的粉料層。此種包芯線在精煉后期以一定的放線速度插到鋼液中， Mg的回收率平均35%，
實(shí)施例2
一種包芯線多種元素的稀土鎂合金粉，該合金粉末按質(zhì)量百分比由以下的元素組分構(gòu)成：
Mg 15%，
Ca 2.5%，
Al 2.0%，
Si 30%，
Ti 25%，
Ba 2.0%，
Mn 3.0%，
Nb 1.0%，
V 0.5%，
稀土元素 2.0%，
P ≤0.1%，
S ≤0.1%；
Fe 余量。
其中選取稀土鎂和硅鐵及其其他元素在真空爐中冶煉。在一定的工藝條件下，進(jìn)行熔煉提純，然后澆注成鑄錠。鑄錠經(jīng)破粹成一定粒度，使用鐵皮包覆成直徑為13毫米的包芯線。外層為0.3-0.5毫米厚普通鋼帶，心部為稀土鎂合金芯粉，介于兩者之間的是具有隔熱功能的粉料層。此種包芯線在精煉后期以一定的放線速度插到鋼液中， Mg的回收率平均35%，
實(shí)施例3
一種包芯線多種元素的稀土鎂合金粉，該合金粉末按質(zhì)量百分比由以下的元素組分構(gòu)成：
Mg 18%，
Ca 1.5%，
Al 2.0%
Si 30%，
Ti 1.5%，
Ba 2.5%，
Mn 3.0%，
Nb 1.0%，
V 0.5%，
稀土元素 2.0%，
P ≤0.1%，
S ≤0.1%；
Fe 余量。
其中選取稀土鎂和硅鐵及其其他元素在真空爐中冶煉。在一定的工藝條件下，進(jìn)行熔煉提純，然后澆注成鑄錠。鑄錠經(jīng)破粹成一定粒度，使用鐵皮包覆成直徑為13毫米的包芯線。外層為0.3-0.5毫米厚普通鋼帶，心部為稀土鎂合金芯粉，介于兩者之間的是具有隔熱功能的粉料層。此種包芯線在精煉后期以一定的放線速度插到鋼液中， Mg的回收率平均35%。