不同强度级别帘线钢中Ti(C_xN_(1-x))夹杂分析
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变 形非 金 属夹 杂物 包 括 氧 化 物 夹杂 （ Ａ１ ｚ Ｏ。 、 Ｓ ｉ Ｏｚ 以及 高 Ａｌ 。 Ｏ。含 量 的 铝 硅 酸 盐 ） ［ ｉ － ２ ３ 和 钛 夹 杂
度 级别 的帘 线钢 中钢 液凝 固析 出钛夹 杂尺 寸和 成 分 与钢水 碳 含量 之 间 的 关 系 ， 以期 为 超 高 强 度 级 别 帘线 钢 生 产 过 程 中钛 夹 杂 的 控 制 提 供 理 论 依
Ｔ ｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） 夹杂 中 Ｔｉ Ｃ 所 占比例 也 随 帘线 钢 强度 级 别提 高 而 增 大 。 关键词 ： 帘线 钢 ； 夹杂 物 ； 钛 夹杂 ； 碳 氮化钛 ； 析 出； 碳 含 量
中 图分 类 号 ： ＴＦ ７ ０ ３ ． ５
文 献 标 志码 ： Ａ
某 钢厂 生 产 的 ７ ２ Ａ 连铸坯 化学成分 如表 １ 所 示 。 由表 ｌ 可知， 连铸坯中 Ｔ ｉ 、 Ｎ含 量 很 低 ， 导 致 其金 相试 样 中没有 足够 多 的钛本 实 验 在 钢 样熔 炼 时加 入 一
定量的 Ｔ ｉ 和 Ｎ， 以便 能 析 出足 够数 目的钛 夹 杂 。
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ６ ４ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ２ ４ １ — ０ ５
高 碳帘 线钢 盘 条 是 生 产 轮 胎 子 午 线 （ 俗 称 钢 帘线 ） 的原 料 。为 避 免 盘 条 在 拉 拔 和 捻 股 过程 中 断丝 ， 要 求 帘线 钢 在 冶 炼 和 凝 固过 程 中尽 量避 免 析 出不 变 形 的非金 属夹 杂 物 。帘线 钢 中常见 的不
不 同 强 度 级 别 帘 线 钢 中 Ｔｉ （ Ｃ ｚ Ｎ 一 ｚ ） 夹 杂 分 析
余晨 帆 ， 薛 正 良
（ 武汉科技大学钢铁 冶金及资源利用省部共 建教育部重点实验室 ， 湖北 武汉 ， ４ ３ ０ ０ ８ １ ）
摘要 ： 在 真 空感 应 炉 中熔 炼 出 ３种 Ｔｉ 、 Ｎ含 量相近但 强度级 别不 同的 帘线钢钢锭 ， 研 究 钢 液 凝 固过 程 中析 出 碳 氮化 钛 （ Ｔ ｉ （ ｃ Ｎ 一 ） ） 夹 杂 的 尺 寸 分 布 特 点 及 其 连 续 固溶 体 中 Ｔ ｉ Ｃ 所 占比 例 与 钢 中碳 含 量 之 间 的 关 系 。 结 果表 明 ， 帘线 钢 在 凝 固过 程 中的 固液 两相 区温 度 随 钢 液 碳 含 量 的升 高 而 降低 ， 可使 Ｔ ｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） 夹 杂 析 出的 过 饱和度增 大 ， 有 利 于其 在 钢 液 凝 固过 程 中析 出与 长 大 。 随 着 帘 线 钢 强 度 级 别 的 提 高 ， 钢 样 中尺 寸 大 于 ４ ｍ 的钛 夹杂的比例增加 ， 其平均尺寸也 相应 增大 ； ７ ２ Ａ 亚共析 帘线钢 中未检测 到 ５ ｂ ｃ ｍ 以 上 的钛 夹 杂 ， 而８ ２ Ａ、 ９ ２ Ａ 过 共析 帘 线 钢 中尺 寸 大 于 ５ ｍ 的钛 夹 杂析 出 比 例 分 别 达 到 ４ ． ９ ２ 和 ９ ． ５ ２ ； 钢 液 凝 固过 程 中析 出 的
粒 增 加钢 液 中 的 Ｔ、 Ｎ 含 量 。Ｔｉ Ｎ 颗粒 形 貌 如 图
１ 所示 ， 其颗 粒尺 寸为 ５ ０ ～７ ０“ ｍ， 是 由海 绵钛 高
尺寸应 不 大 于 ４ ｍ 的 严 苛要 求 。武 汉 钢铁 集 团
公 司生产 实践 发 现 ， 当钢 中 硼（ Ｔｉ ） × （ Ｎ） ≤２ ０ ０ ×１ ０ － １ 。 时， 即可 避 免 析 出尺 寸 大 于 ４ ｍ 的钛 夹
钢 样熔 炼 以该 ７ ２ Ａ 铸 坯 为原 料 ， 在２ ５ ｋ ｇ真空 感
应 炉 中完成 。过 程 中加定 量 的光谱 石墨 调整钢 液
中 的 Ｃ含 量 ， 以达 到 ８ ２ Ａ（ 训（ Ｃ） ＝０ ． ８ ２ ） 、 ９ ２ Ａ
（ 硼（ Ｃ ） 一０ ． ９ ２ ９ ／ ６ ） 级帘线钢的要求 ， 加 入 Ｔｉ Ｎ 颗
第 ３ ８卷 第 ４期 ２ ０ １ ５年 ８月
武
汉
科
技
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３８。 Ｎｏ ． ４
Ａｕ ｇ ．２ ０１ ５
Ｊ ｏ ｕｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｗ ｕｈａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
杂 。 目前 ， 各 炼钢 厂 在 生产 过 共 析 帘 线 钢 时 通 过
温氮 化得 到 的 金 黄 色 海 绵 状 Ｔ ｉ Ｎ 细 磨 而 成 。实
据。
１ 试 验
１ ． １ 试 验 原 料
（ Ｔｉ Ｎ 和 Ｔｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） ） ［ ３ － ｓ ］ 。 目前 已基本 解 决 钢 中 不 变形 氧化 物 夹杂 的析 出问题 ＿ ６ ］ ， 但 对钛 夹 杂 析 出规律 的认 识 和生 产控 制还 远 远不 足 。而钛 夹 杂 的熔点 和 硬度 相 对 较 高 ， 其 产 生 的危 害 远 比氧 化 物夹 杂大 ， 如 尺 寸为 ６ ｍ 的 Ｔｉ Ｎ 夹 杂 对 钢 材 性 能 的恶 化 作 用 相 当 于 ２ ５ ｍ 的氧 化物 夹杂［ ９ ］ 。 由此 可见 ， 帘线 钢 中钛 夹杂 的析 出控制 十分 重要 。 近年 来 ， 为实 现轮 胎轻 量 化 ， 生 产 轮胎 子午 线 的高碳 帘 线钢 的强 度 级别 不 断 提 高 ， 钢 号 已从 ２ １ 世 纪初 的 ７ ２ Ａ 级 逐 渐 发 展 到 目前 的 超 高 强 度 ８ ２ Ａ 乃至 ９ ２ Ａ 级 。 国 际 著 名 钢 帘 线 生 产 商 贝 卡 尔特 钢帘 线 有 限公 司提 出 ８ ２ Ａ 级 盘 条 中 钛 夹 杂
度 级别 的帘 线钢 中钢 液凝 固析 出钛夹 杂尺 寸和 成 分 与钢水 碳 含量 之 间 的 关 系 ， 以期 为 超 高 强 度 级 别 帘线 钢 生 产 过 程 中钛 夹 杂 的 控 制 提 供 理 论 依
Ｔ ｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） 夹杂 中 Ｔｉ Ｃ 所 占比例 也 随 帘线 钢 强度 级 别提 高 而 增 大 。 关键词 ： 帘线 钢 ； 夹杂 物 ； 钛 夹杂 ； 碳 氮化钛 ； 析 出； 碳 含 量
中 图分 类 号 ： ＴＦ ７ ０ ３ ． ５
文 献 标 志码 ： Ａ
某 钢厂 生 产 的 ７ ２ Ａ 连铸坯 化学成分 如表 １ 所 示 。 由表 ｌ 可知， 连铸坯中 Ｔ ｉ 、 Ｎ含 量 很 低 ， 导 致 其金 相试 样 中没有 足够 多 的钛本 实 验 在 钢 样熔 炼 时加 入 一
定量的 Ｔ ｉ 和 Ｎ， 以便 能 析 出足 够数 目的钛 夹 杂 。
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ６ ４ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ２ ４ １ — ０ ５
高 碳帘 线钢 盘 条 是 生 产 轮 胎 子 午 线 （ 俗 称 钢 帘线 ） 的原 料 。为 避 免 盘 条 在 拉 拔 和 捻 股 过程 中 断丝 ， 要 求 帘线 钢 在 冶 炼 和 凝 固过 程 中尽 量避 免 析 出不 变 形 的非金 属夹 杂 物 。帘线 钢 中常见 的不
不 同 强 度 级 别 帘 线 钢 中 Ｔｉ （ Ｃ ｚ Ｎ 一 ｚ ） 夹 杂 分 析
余晨 帆 ， 薛 正 良
（ 武汉科技大学钢铁 冶金及资源利用省部共 建教育部重点实验室 ， 湖北 武汉 ， ４ ３ ０ ０ ８ １ ）
摘要 ： 在 真 空感 应 炉 中熔 炼 出 ３种 Ｔｉ 、 Ｎ含 量相近但 强度级 别不 同的 帘线钢钢锭 ， 研 究 钢 液 凝 固过 程 中析 出 碳 氮化 钛 （ Ｔ ｉ （ ｃ Ｎ 一 ） ） 夹 杂 的 尺 寸 分 布 特 点 及 其 连 续 固溶 体 中 Ｔ ｉ Ｃ 所 占比 例 与 钢 中碳 含 量 之 间 的 关 系 。 结 果表 明 ， 帘线 钢 在 凝 固过 程 中的 固液 两相 区温 度 随 钢 液 碳 含 量 的升 高 而 降低 ， 可使 Ｔ ｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） 夹 杂 析 出的 过 饱和度增 大 ， 有 利 于其 在 钢 液 凝 固过 程 中析 出与 长 大 。 随 着 帘 线 钢 强 度 级 别 的 提 高 ， 钢 样 中尺 寸 大 于 ４ ｍ 的钛 夹杂的比例增加 ， 其平均尺寸也 相应 增大 ； ７ ２ Ａ 亚共析 帘线钢 中未检测 到 ５ ｂ ｃ ｍ 以 上 的钛 夹 杂 ， 而８ ２ Ａ、 ９ ２ Ａ 过 共析 帘 线 钢 中尺 寸 大 于 ５ ｍ 的钛 夹 杂析 出 比 例 分 别 达 到 ４ ． ９ ２ 和 ９ ． ５ ２ ； 钢 液 凝 固过 程 中析 出 的
粒 增 加钢 液 中 的 Ｔ、 Ｎ 含 量 。Ｔｉ Ｎ 颗粒 形 貌 如 图
１ 所示 ， 其颗 粒尺 寸为 ５ ０ ～７ ０“ ｍ， 是 由海 绵钛 高
尺寸应 不 大 于 ４ ｍ 的 严 苛要 求 。武 汉 钢铁 集 团
公 司生产 实践 发 现 ， 当钢 中 硼（ Ｔｉ ） × （ Ｎ） ≤２ ０ ０ ×１ ０ － １ 。 时， 即可 避 免 析 出尺 寸 大 于 ４ ｍ 的钛 夹
钢 样熔 炼 以该 ７ ２ Ａ 铸 坯 为原 料 ， 在２ ５ ｋ ｇ真空 感
应 炉 中完成 。过 程 中加定 量 的光谱 石墨 调整钢 液
中 的 Ｃ含 量 ， 以达 到 ８ ２ Ａ（ 训（ Ｃ） ＝０ ． ８ ２ ） 、 ９ ２ Ａ
（ 硼（ Ｃ ） 一０ ． ９ ２ ９ ／ ６ ） 级帘线钢的要求 ， 加 入 Ｔｉ Ｎ 颗
第 ３ ８卷 第 ４期 ２ ０ １ ５年 ８月
武
汉
科
技
大
学
学
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Ｖｏ １ ． ３８。 Ｎｏ ． ４
Ａｕ ｇ ．２ ０１ ５
Ｊ ｏ ｕｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｗ ｕｈａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
杂 。 目前 ， 各 炼钢 厂 在 生产 过 共 析 帘 线 钢 时 通 过
温氮 化得 到 的 金 黄 色 海 绵 状 Ｔ ｉ Ｎ 细 磨 而 成 。实
据。
１ 试 验
１ ． １ 试 验 原 料
（ Ｔｉ Ｎ 和 Ｔｉ （ Ｃ Ｎ 一 ） ） ［ ３ － ｓ ］ 。 目前 已基本 解 决 钢 中 不 变形 氧化 物 夹杂 的析 出问题 ＿ ６ ］ ， 但 对钛 夹 杂 析 出规律 的认 识 和生 产控 制还 远 远不 足 。而钛 夹 杂 的熔点 和 硬度 相 对 较 高 ， 其 产 生 的危 害 远 比氧 化 物夹 杂大 ， 如 尺 寸为 ６ ｍ 的 Ｔｉ Ｎ 夹 杂 对 钢 材 性 能 的恶 化 作 用 相 当 于 ２ ５ ｍ 的氧 化物 夹杂［ ９ ］ 。 由此 可见 ， 帘线 钢 中钛 夹杂 的析 出控制 十分 重要 。 近年 来 ， 为实 现轮 胎轻 量 化 ， 生 产 轮胎 子午 线 的高碳 帘 线钢 的强 度 级别 不 断 提 高 ， 钢 号 已从 ２ １ 世 纪初 的 ７ ２ Ａ 级 逐 渐 发 展 到 目前 的 超 高 强 度 ８ ２ Ａ 乃至 ９ ２ Ａ 级 。 国 际 著 名 钢 帘 线 生 产 商 贝 卡 尔特 钢帘 线 有 限公 司提 出 ８ ２ Ａ 级 盘 条 中 钛 夹 杂
