N在钢中溶解特性的分析研究.pdf

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1、NO．3《大型铸锻件》May2014HEAVYCASTINGANDF0RGINGN在钢中溶解特性的分析研究王涛罗玉立(中国第二重型机械集团公司，四川618013)摘要：统计碳钢、Crl—Cr5钢、不锈钢在冶炼过程中的N含量变化情况，分析了不同cr含量水平、冶炼条件、真空精炼后的出钢时间等因素对N的溶解度的影响，找出降低钢中N含量的方法。关键词：C钢；Cr钢；N含量；溶解度中图分类号：TF02文献标志码：BAnalysisandResearchonDissolvedPropertiesofNintheSteelWangTao．

2、LuoYuliAbstract：ThechangesituationsofNcontentsinsmeltingprocessesofcarbonsteel，Crl～Cr5steelandstainlesssteelaresummedup．TheinfluenceofdifferentCrcontents，smeltingconditionsandthetappingtimeaftervacuumre—finingonsolubilityofNisanalyzedtofindoutthemethodtodecreaseNco

3、ntentinstee1．Keywords：Csteel；Crsteel；Ncontent；solubilityN作为钢液中的气体元素，对材料的性能有∑e[]：e[c]+e[N]+eC[Cr]+很大的危害，在一般的材料中均作为有害元素加P“[Mn]+e[si](5)以控制。但是，N可溶解于钢液中，形成间隙式固各种元素的e参数值如表1所示。利用公溶体，有扩大钢的奥氏体相区的作用，同时可以与式(4)、(5)对碳钢、Crl～Cr5、不锈钢六大类钢中Mn、Cr、A1、V、Ti形成稳定的氮化物，又难以去除。N的溶解度进行理论计算，见表

4、2。另外如果钢中残留的N过高会导致宏观组织疏表1各种元素的P参数值松或气孔。所以加氢、转子、支承辊等产品对NTable1ParametersPofvariouselements含量的上限均作了严格的要求。相互作用系数e参数值备注为了掌握N在钢中的溶解规律，了解常见钢C+O．125种中N含量的实际水平，准确掌握钢中N含量与Si+o．065降低N的溶解度的元素合金元素的相互影响关系，对此开展了系列研究Ni+0．010工作，以更好地指导生产。Mo一0．010Mn—0．0201氮在钢液中的溶解度的理论计算Cr—0．O45提高N的溶解

5、度的元素V一O．11O由于钢液中有C、Si、Mn、Cr等合金元素的存Nb一0．060在，所以，N的溶解就不能作为稀溶液处理，≠1，而l=∑el。表2常见钢种中N的理论溶解度Table2TheoreticalsolubilityofNincommonN在钢液中的溶解服从平方根定律为：steelgrade÷N=[N](1)压力碳钢CrlCr2Cr3CI4CI5Crl3常压0．0348J0．046l10．0416l0．0425l0．05200．05890．1340[N]=KDN~／，2(2)l33P0．o013lO．o017l0．

6、0019l0．O015l0．【)(】l90．0021一EN3：KN×Jp(3)从表2可以看出，总体来说，N的溶解度随cr含量的增加而增加，但Crl钢中N含量不完全lg[N3=lg+-lgPN一∑eJ[j]=一188．1／T符合这一规律，这是因为Crl钢中Mn、V含量较一1．246+-lgP一高，故导致了N含量较其他钢种要高。：∑eJ[j](4)2生产实际情况收稿日期：2叭4—0l一15为了准确掌握在冶炼过程中N在钢液中的l0《大型铸锻件》No．3HEAVYCASTINGANDF0RGINGMav2014200I．180I．1

7、／：160I／l／li01／0f／120f。—一、＼／、：0100厂／k■⋯80一，×8O一一60×60．／：：，一f／一—一／4O一／⋯?O．、·．．。—-I、．．。—一O。壤钢cl1

8、~ngcurvesofNinconditionofdifferentCrcontents溶解度，对比理论计算与实际含量之间的差异，对元素加以去除时，非常难以除掉，这是因为N在C钢及不同cr含量的钢种在冶炼的不同时期取钢中溶解受多种因素的综合影响，主要因素有：样，进行了N含量的统计、分析。(