PDF《第8卷第3期》

1 Ef fe c t o f t e mp e r a t u r e a n d c h r o mi u m c o n t e n t o n n i t r o g e n s o l u b i l i t y i n s t e e l s 方法 , 但是这些冶炼工艺均需要特殊的设备 , 成本较高. 直接采用真空感应炉来冶炼中高氮钢 收稿 日期 :2

0 0

9 -

0 4 ―

2 2 . 基金项 目:辽宁省科技攻关计划项 目(2007221007);

长江学者和创新团队发展计划资助项 目(IRT0713).作者简介:马小平 (

1 9

8 4 一),男 ,宁夏西吉人 ,东北大学博 士研究 生;

刘 春明 (

1 9

6 1 一),男 ,陕西渭南 人,东 北大学教授 ,博 士生导师 ,E - m a i l : c m l i u @ma i l . n e u . e d u . c n 第 3期 马小平等 :真空感应炉近常压气氛保护熔炼高氮马氏体不锈钢

1 6

9 是一种新发展的冶炼方法 J . 采用这种冶炼方法 常常需要高压气氛保护 , 不仅增加成本 , 而且工艺 复杂. 本文研究 了在近常压冶炼 条件下氮在马 氏 体不锈钢

0 C r l

6 N i

5 Mo中的溶解度及相应 的熔炼 技术 , 在此基础上探讨 了采用真空感应炉在冶炼 高氮马氏体不锈钢

0 C r l

6 N i

5 Mo过程 中炉 内保护 气体种类 、 氮化物加入量对钢中氮溶解度 的影响.

1 工艺试验 采用粒状氮化铬铁合金对 F e―C r ―N i ―Mo 系低碳 马 氏体 不 锈钢

0 C r l

6 N i

5 Mo进行氮合 金化,试验在真空感应炉内进行. 试验开始时 , 将配 好 的炉料加入炉 内, 抽真空至 l

0 P a以下开始加 热. 待炉料完全熔化 , 加入硅铁脱氧 , 然后向炉 内 通人保 护气体至

0 .

1 3 M P a , 再加入 氮化铬铁 合金,经3~

5 r a i n精炼后浇铸成直径

1 0

0 mm钢锭. 浇注前控制浇注温度以免造成饱和气体上浮形成 气孔. 对于含有气孔的钢锭在大气压条件下进行 电渣重熔除孔 , 重熔 所用 电渣 成分 ( 质 量分数 ) 为:CaO(

5 1 % ) , A

1 ,

0 (

2 6 % ) , S i O , (

1 3 % ) , Mg O (

5 %) , C a F (

5 %) . 在钢锭上取样分析氮含量和其 他元素含量, 结果如表 1~ 3所示. 表125kg真 空感应炉 氮气 保护熔炼钢的化学成分 ( 质量分数 ) Ta bl e

1 Che mi c al c o mpo s i t i o n o f s t e e l s me l t e d by

2 5k g v ac uum f ur nac e u nde r ni t r o ge n pr ot e c t i v e at mo s p he r e % 表225kg真空感应炉氩气保护熔炼钢 的化学成分 ( 质量分数 ) Ta b l e

2 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n o f s t e e l s me l t e d b y

2 5 k g v a c u u m f u r n a c e u n d e r a r g o n p r o t e c t i v e a t mo s p h e r e % 表3120kg真空感应炉氩气保护熔炼钢 的化学成分 ( 质量分数 ) T a b l e

3 Ch e m i c a l c o mp o s i t i o n o f s t e e l s me l t e d b y

1 2

0 k g v a c u u m f u r n a c e u n d e r a r g o n p r o t e c t i v e a t m o s p h e r e % 注: 一 表示未测定

2 实验结果与分析篥日寸,必须考虑其他合金元素与氮的相互作用2-- 、 妻宴≥拿量的影倘氮在钢液中的溶解反应为N:EN],平衡通常氮在铁液中的溶解度可由Sievert定律来预测 , 而氮在合金钢液 中的溶解 度受其他合金 常数 K 可用式 (

1 ) 表示. 元素的影响很大 , 在分析氮在合金 钢钢液 中的溶

1 7

0 材料与冶金学报第8卷 KN : (

1 ) r ] } 式中P N

2 为炉内氮气 的分压;

[ N] 为钢液 中氮的 质量分数( %) ;

, N为氮在钢液中的活度 系数 ;

p . 为标准压力. 对式(

1 ) 取对数 , 得式(

2 ) .

1 g N ] = ÷l g [ ] + l g K 一lg(2)'