2。4 TiC 的溶解和析出行为 13

2。4。1 TiC 的溶解动力学 13

2。4。2 TiC 的析出动力学 14

2。5  熔炼过程 17

2。5。1 洗炉 17

2。5。2 感应熔炼 18

2。5。3 浇铸 20

2。5。4 电渣重熔 21

2。5。5 高温均质化处理 26

2。6  成分分析 26

2。6。1 光谱分析 26

2。6。2 氮氧氢分析 27

结 论 28

致 谢 29

参 考 文 献 30

第一章 绪论

1。1 微合金钢简介

现代材料主要分为金属材料、陶瓷材料和高分子材料三种，其中金属材料的应 用最为广泛，为生活生产提供助力。与此同时，科学技术的发展对钢材的性能要求 日益增高，既要求钢铁材料具有更高的强度、优良的焊接性能以及在低温条件下较 高的断裂抗力和高温下的热稳定性，又要求在满足这些条件的同时尽可能的降低生 产成本。而微合金钢就能满足在高强度的前提下获得该强度下最大的韧性和塑性， 而且微合金钢造价低廉、工艺简单更是其一大优势。

微合金钢是微合金化高强度低合金钢的简称，是在普通碳素钢或者高强度低合 金钢中加入微量（含量在 0。02%以下）的合金元素以改善钢的组织结构，达到提高 钢的强度和性能的目的。通常选用的合金元素有 Nb、Ti、V 等，它们与钢中原有的

C、N、O、S 元素发生反应，生成多种化合物，通过析出强化和细晶强化等方式[1] 强化钢的强度、塑性和韧性，以获得不同性能的优质钢材。

热作模具钢含碳量很低，合金元素的加入可以显著提高淬硬性，通过热处理可 以获得很高的硬度，增加钢的耐磨性、红硬性。

1。2 微合金钢的常见冶炼方法

(1)转炉冶炼

转炉冶炼使用的原料主要是高炉铁水。由于高炉铁水中的磷、硫含量较高，所 以在冶炼之前，必须要进行铁水预处理。通过石灰、CaC2 等熔剂进行脱磷、脱硫。 采用喷枪操作、溶剂加入操作、氧的控制以及挡渣出钢尽可能快的将杂质氧化，形 成有利于脱磷、脱硫的碱性炉渣。论文网

喷枪吹氧有利于迅速化渣。其次，在氧流量固定不变的情况下，尽量提高枪位， 可以尽早形成 FeO，也能够有效降低碱性炉渣对炉衬的侵蚀。熔剂的加入也是为了 加速形成碱性炉渣。控制吹氧量是为了减少喷吹渣以及有利于得到符合要求的化学 成分。当大部分杂质都已经出去之后，减小氧的喷吹量，使脱碳反应可以继续进行。 挡渣出钢可以有效防止杂质进入到钢液中，增大钢的洁净度。

然后就是微合金化工艺。常用的方法[2]有钢包压入法、模内压入法、模内吊挂 法、延迟加入法、中注管喂丝法、钢包喷粉剂、电渣重熔过程中加入法、结晶器或 中间包喂丝法等。

简要介绍连铸结晶器喂丝法。重点是确定浇注温度、拉坯速度、每吨钢稀土加 入量和喂丝速度。这种方法工艺简单，且钢中稀土元素分布均匀，有效改善了钢的 使用性能。

(2)电炉和 LF 炉双联法冶炼

因为 LF 炉熔化铁合金的能力较弱，所以一般采用电炉熔炼，LF 炉主要用于精 炼。熔炼方法是将铁合金与废钢或铁水放在一起熔炼，铁水同样采用高炉铁水。这 种方法虽然熔炼速度很快，而且熔炼过程较转炉冶炼更为方便，但是同样的都极易 造成合金元素烧损或被氧化，直接导致最终的金属收得率很低。此外，耗电巨大是 电炉冶炼的通病，这会导致冶炼成本增加。