專利名稱：一種防止含銅鋼產生裂紋的方法
技術領域：
本發明涉及一種防止含銅鋼產生裂紋的方法，屬于冶金工業生產中的金屬材料領域。
背景技術：
310乙字鋼是制作火車車廂中梁的專用特殊型鋼，使用條件和環境惡劣，要求具有耐大氣腐蝕性能。包鋼早在上個世紀九十年代生產的具有耐大氣腐蝕性能的310乙字鋼采用的鋼種是09CuPTiRE，由錠坯材系統生產，由于鋼坯和乙字鋼表面裂紋，軋制也困難，表面清理工作量較大，成材率不到50%，效率低，效益差，甚至虧損。如何消除含銅鋼表面易產生裂紋的缺陷，是本領域亟待解決的問題
發明內容
本發明的目的是為了消除含銅鋼表面易產生裂紋的缺陷，尤其是含銅乙字鋼的坯和材表面產生裂紋的缺陷，提高和穩定高強耐候乙字鋼的強度、低溫沖擊韌性和綜合性能，提供一種防止含銅鋼產生裂紋的方法。本發明的方法是在含銅鋼冶煉過程中加入金屬鎳，鎳銅摩爾數比大于等于I。優選地，鋼中加入的金屬鎳的質量與鋼中銅的質量相等，即鋼中鎳銅質量比為1:1。本發明的原理是在含銅鋼中加入鎳金屬，使鎳銅摩爾數比大于等于1，從而保證鋼中所有銅元素均與鎳元素化合成高熔點鎳銅合金，避免了鋼在冶煉、連鑄、加熱和軋制過程中由于銅熔點低造成鋼坯或軋材產生裂紋；進而穩定、改善或提高了與此相關的鋼材性能；使鋼中鎳銅摩爾數比達到大于等于I的要求，需使鋼中鎳銅的質量百分數比值達到一定值。由于銅比鎳原子量略大，鋼中加入相同重量的鎳和銅金屬，即鎳銅的質量百分數比值為1，就能達到要求，使鋼中的銅完全與鎳化合反應，目的是使鋼中不存在游離狀態的銅。本發明優點是冶煉過程中僅多加入鎳一種金屬，增加合金的種類少；與銅和其它合金一同加入，加入方法簡單，不增加工序成本；消除裂紋的效果明顯有效；銅元素的耐腐蝕性能仍起作用，同時還提高了鋼材的綜合性能(如強度、低溫沖擊韌性等)，一舉兩得。
具體實施例方式包鋼首次生產的具有耐大氣腐蝕性能的310乙字鋼，采用的鋼種是09CuPTiRE，由于鋼中沒有加入鎳元素，鋼坯和乙字鋼表面產生裂紋，同時由于含銅，鋼坯加熱溫度也低，軋制也困難，表面清理工作量較大，成材率不到50%。一直以來的生產實踐也證明，由于09CuPTiRE設計上的缺陷沒有加鎳，鋼坯和乙字鋼成品均有裂紋，尤其鋼坯更加嚴重，有些鋼坯由于裂紋較深還判廢。銅鎳合金本身是高熔點合金。含銅鋼中加入鎳，消除了低熔點銅的有害作用。掃描電鏡能譜分析表明，09CuPTiRE鋼中基體內和裂紋處有游離狀態的銅。這是產生裂紋的重要原因。隨后包鋼研發了 YQ450NbRE、YQ450NQR1兩個鋼種的高強耐候310乙字鋼，YQ450NbRE、YQ450NQR1兩個鋼種中，銅、鎳的成分組成均為銅重量百分含量為O. 25
O.40%，鎳重量百分含量為O. 25 O. 40% ;其它為鋼中五大元素和必要的合金元素、鐵及不可避免的雜質。從成分設計和優化過程中就考慮加入 過量鎳金屬，使鋼中銅元素與鎳元素全部化合成高熔點銅鎳合金，鋼中就不存在游離狀態的銅金屬，因而消除了鋼坯和乙字鋼表面裂紋。鋼中加入過量的鎳金屬與銅化合成高熔點鎳銅合金，就如同鋼中加入了高溫合金一樣，不僅消除了銅在鋼中易產生裂紋的缺陷，而且銅的耐腐蝕性能仍起作用，同時還提高和穩定了鋼材的綜合性能(如強度、低溫沖擊韌性等)。YQ450NbRE、YQ450NQRl兩個鋼種，采用連鑄工藝生產后，成材率均達到90%以。采用上述兩個鋼種生產的高強耐候310乙字鋼，滿足了鐵路車輛廠研制的高速、重載新車型的需求。
權利要求
1.一種防止含銅鋼產生裂紋的方法，其特征是在含銅鋼冶煉過程中加入金屬鎳，鎳銅摩爾數比大于等于I。
2.根據權利要求I所述的防止含銅鋼產生裂紋的方法，其特征是鋼中加入的金屬鎳的質量與鋼中銅的質量相等。
全文摘要
本發明涉及一種防止含銅鋼產生裂紋的方法，其特征是在含銅鋼冶煉過程中加入金屬鎳，鎳銅摩爾數比大于等于1。其優點是冶煉過程中僅多加入鎳一種金屬，增加合金的種類少；與銅和其它合金一同加入，加入方法簡單，不增加工序成本；消除裂紋的效果明顯有效；銅元素的耐腐蝕性能仍起作用，同時還提高了鋼材的綜合性能(如強度、低溫沖擊韌性等)，一舉兩得。
文檔編號C22C38/00GK102912217SQ20121046398
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者姜德剛, 智建國, 賀景春 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司