氧化物類夾雜物超細彌散鋼制造技術

氧化物類夾雜物超細分散鋼，按重量％，它含有Ｃ：１．２％以下，Ａｌ：０．０１～０．１０％，總氧：０．００５０重量％以下，以及滿足下式（１）關系的Ｍｇ。 總氧重量％×０．５≤總Ｍｇ重量％＜總氧重量％×７．０……（１）。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及使氧化物類夾雜物細微分散的鋼，提供一種消除氧化物類夾雜物的不利影響，并具有優良特性的鋼。最近，對鋼材的質量要求逐漸嚴格，而且多樣化，因而強烈希望開發出具有更優良特性的鋼。眾所周知，鋼材中的氧化物類夾雜物，特別是氧化鋁(Al2O3)類夾雜物成為輪胎簾線等線材的斷線原因，軸承鋼等棒鋼中成為轉動疲勞特性惡化的原因，進而罐材中使用的薄鋼板中成為制罐時產生裂紋的原因。因此，為了減輕鋼材中不利影響的程度，要求氧化鋁類夾雜物含量少的鋼，或使氧化鋁類夾雜物改性使之無害化的鋼。制造氧化鋁類夾雜物含量少的鋼時，由于氧化鋁類夾雜物在鋼的精煉工序中生成，因此試圖在該工序中盡力除去。其概要已在昭和63年11月日本鐵鋼協會發行的第126、127回西山記念技術講座《高清凈鋼》第11～15頁中作過詳敘，進而在第12頁的表4中列出了技術概要，按照該方法，除去技術可大致分為①作為脫氧生成物的鋼水中氧化鋁的減低技術，②由空氣氧化物等生成的的氧化鋁的抑制防止技術，③由耐火材料等混入的氧化鋁類夾雜物的減低技術。在實際工業流程中，將上述分類的要素技術進行種種組合以謀求氧化鋁類夾雜物的降低是目前的現狀。因此，可以將作為鋼水中氧化鋁類夾雜物含量測量尺度的總氧(T·O)含量降低到以下水平。含C量約1重量％左右的高碳鋼T·O含量為5～7ppm，含C量約0.5重量％左右的中碳鋼T·O含量為8～10ppm，含C量約0.1重量％左右的低碳鋼T·O含量為10～13ppm，另一方面，試圖將氧化鋁類夾雜物改性使之無害化，例如可列舉本專利技術者們在特平3-55556號中提出的方法。該方法是使鋼水與助熔劑接觸，使鋼水中的氧化物類夾雜物的熔點降到1500℃以下，而且將該鋼水制得的鑄坯加熱至850～1350℃后，進行軋制。因此，夾雜物與鋼同等程度地變形，呈長橢圓形狀，其結果是，抑制夾雜物中的應力集中，可防止制品階段中起因于夾雜物的缺陷。然而，即使實施上述氧化鋁類夾雜物的除去技術及無害化技術，氧化物類夾雜物也多半成為制品階段缺陷的原因。故而，該問題是技術上碰到的最大障礙。另一方面，鋼材所要求的氧化物類夾雜物水平，預計日益嚴格，因而強烈希望開發出使氧化物類夾雜物完全無害化的優質鋼。本專利技術的目的是為了消除上述問題點，并滿足現狀的要求，通過引入新的概念，來提供一種使氧化物類夾雜物完全無害化的優質鋼。按照本專利技術，可提供下述氧化物類夾雜物超細分散鋼。按重量％，含有C1.2％以下、Al0.01～0.10％、總氧0.0050重量％以下，以及滿足下式(1)的關系的Mg的氧化物類夾雜物超細分散鋼。總氧重量％×0.5≤總Mg重量％＜總氧重量％×7.0…(1)而且，還提供是上述鋼，但氧化物類夾雜物的個數比例滿足下式(2)的氧化物類夾雜物超細分散鋼。(MgO·Al2O3的個數+MgO個數)/總氧化物類夾雜物個數≥0.8…… (2)本專利技術鋼的基本概念在于，使氧化物類夾雜物盡可能細微地分散在鋼中，以避免夾雜物對鋼材質量帶來的不利影響。也就是，鋼材中氧化物類夾雜物的大小越大，相應于該部分的應力越容易集中，越容易產生缺陷，因此，希望盡可能小地細微地分散。其結果發現了，含有Al的實用碳鋼中，相應于總氧(T·O)含量，添加適宜量Mg的氧化物類夾雜物細微分散鋼。該方法的基本點是通過添加Mg，將氧化物的組成從Al2O3變換成MgO·Al2O3或MgO，由此防止氧化物的凝聚，謀求細微分散。此處，MgO·Al2O3或MgO與Al2O3相比較，它與鋼水接觸的界面能量小，因而難以凝聚，可達到細微分散。首先，敘述規定碳(C)及Al含量的理由。本專利技術鋼，如上所述，是通過添加Mg，將氧化物組成由Al2O3變換成MgO·Al2O3或MgO。然而，碳量超過1.2重量％的碳素鋼中，添加的Mg明顯地與碳生成碳化物，因而不能從Al2O3變換成MgO·Al2O3或MgO，不能達到本專利技術的目的。因此碳量規定在1.2重量％以下。另一方面，Al是鋼的結晶粒度調整用所必需的成分，不足0.01％時晶粒的細微化不夠，但添加量超過0.10重量％也不能期待更高的效果。以下敘述總氧(T·O)含量的規定理由。在本專利技術中，所謂T·O含量，是指鋼中的溶解氧含量和形成氧化物(主要是氧化鋁)的氧含量之和，而T·O含量大致與形成氧化物的氧含量一致。因此，T·O含量越高，應改性的鋼中Al2O3越多。因此，對能期待本專利技術效果的界限T·O含量進行了研究。其結果，判明了T·O含量一旦超過0.0050重量％，則Al2O3量過多。即使添加Mg，也不能使鋼中的全部Al2O3量變換成MgO·Al2O3或MgO，鋼材中仍殘存有氧化鋁。因此，在本專利技術鋼中，必需將T·O含量規定為0.0050重量％以下。Mg含量的規定理由如下所述。Mg是強脫氧元素，與鋼中的Al2O3反應，奪去Al2O3的氧，為了生成MgO·Al2O3或MgO而添加。因此，如果不相應于Al2O3量即T·O重量％，添加一定量以上的Mg，就會殘存未反應的Al2O3，這是不利的。關于這一點，進行了反復試驗，結果表明，通過將總Mg重量％規定在T·O重量％×0.5以上，就可避免未反應Al2O3的殘存，可將氧化物完全變成MgO·Al2O3或MgO。然而，如果添加的總Mg重量％超過T·O重量％×7.0，則會形成Mg碳化物、Mg硫化物，結果導致材質不良。如上所述，Mg含量的最佳范圍為T·O重量％×0.5≤總Mg重量％＜T·O重量％×7.0。所謂總Mg含量，是鋼中的可溶(Soluble)Mg含量和形成氧化物的Mg含量以及形成其它Mg化合物(不可避免產生的)的Mg含量的總和。以下敘述氧化物類夾雜物的個數比例的規定理由。在鋼的精煉工序中一部分不可避免混入的本專利技術范圍之外的氧化物類夾雜物，即MgO·Al2O3及MgO之外的氧化物類夾雜物存在。其數量按個數比例不足全體的20％時，氧化物類夾雜物的細微分散高度穩定化，認為有提高材質的效果，因此規定(MgO·Al2O3個數+MgO個數)/總氧化物類夾雜物個數≥0.8。本專利技術的基本點是相應于鋼的T·O重量％，添加適宜量的Mg，盡管在特公昭46-30935號及特公昭55-10660號公報中已經提出過Mg添加鋼。特公昭46-30935號提議的鋼，是一種作為易切削鋼賦予元素而添加含有Mg或/和Ba為0.0003～0.0060％的易切削鋼。特公昭55-10660號公報提議的鋼是一種含Ca0.001～0.006％或Ca0.001～0.006％及Mg0.0003～0.003％的易切削性高碳高鉻軸承鋼。這兩種提議鋼都涉及易切削鋼，添加Mg的目的與本專利技術不同，是為了賦予易切削性。因而，在這兩種提議鋼中并沒有引入根據T·O重量％來控制Mg添加量的技術思想，這是與本專利技術鋼完全不同的鋼。本專利技術鋼的制造方法沒有特別的限定。即母鋼水的熔煉是高爐—轉爐法或電爐法中任何一種都行。母鋼水中的成分添加也不作限定，只要是將含各添加成分的金屬或其合金添加到母鋼水中即可，添加方法也可自由采用自然下落添加法，惰性氣體吹入法，將充填Mg源的鐵制線供入鋼水中的方法等。進而，對由母鋼水制造鋼錠并將該鋼錠軋制的方法也不作限定。以下敘述本專利技術的實施例及比較例，對本專利技術的效果予以記載。試驗例專利技術例1對高爐放出的鐵水施以脫P、脫S本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：河內雄二，前出弘文，前出洋子，
申請(專利權)人：新日本制鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：