Y15X新型易切削钢研究

、，＾、，‘、＾　（研究报告）　玢切翩　艋琉　，觥氮　髓船１　ｌ　Ｙ１　５ｘ新型易切削钢研克　一　堕塑咝　ＴＦ７ｅ　［摘要］　本文介绍了低碳低硅易切削铡的研制情况。易切削钢的切制性能忧与劣，主要　是在炼铜过程中掌握好化学成份，特剐是锰硫比的控制。其次，要选择最佳的脱氧工艺和脱　氧剂，使铡中的硫化锰夹杂变态，开ｊ成纺锤状均匀分布的硫化锰夹杂物　１．前言　易切削钢是在通常钢种中使某些成份变　化（例如适当提高古硫量等）或添加其它元素　（例如加入铅等），有意识地获得较高的切削　（Ｍｎ，Ｆｅ）ｓ割断了基体的连续性而使车屑易　蜥，又由于（Ｍｎ，Ｆｅ）Ｓ的润滑作用而降低了　刀具磨损从而改善了钢材的切削加工性能。　硫易切削钢中硫含量往往根据钢材的不同用　途而控制在不同的范围内。如作为自动机床　加工用钢，一般控制在Ｏ．２４　～Ｏ．３５％，而　性能，这样的钢称为易切削钢。　随着我国工业生产机械化和自动化程度　日益提高，汽车，机床、仪表等行业，为了　作为冷墩成形和焊接加工的低碳易切削钢，　硫含量一般控锚在Ｏ．０４％ＮＯ．０７　或Ｏ．０８　Ｏ．１３％。　提高生产效率，普遍使用高速全自动单轴或　多轴机床切削金属材料，为了充分发挥自动　机床的效能，广泛地使用易切削钢，包括·　低碳低硅高硫易切削钢，中，高碳易切削钢，　不锈易切削钢等。　易切削钢有多种分类方法，是从冶炼，　切　４性能和用途等不同角度考虑的。倒如，　按易切削元素成份分类有硫系，铅系等，按　钢种分类有碳素易切削钢、不锈易切削钢等。　其中硫易切削钢和铅易切削钢占的比例最　但硫又是引起钢的热脆的有害元素，故　硫易切削钢中必须舍较高的锰，以便减弱或　消除热脆性　而锰含量过高，又会降低切削　加工性能，所以在硫易切削钢中Ｍａ／Ｓ比一　般控制在２．５Ｎ４．５范围内　硫易切削钢根据不同的品种而采取不同　的冶炼方法，如冶炼低碳低硅硫易切削钢，　往往不用硅铁和铝脱氧而靠锰或其它脱氧剂　来脱氧的镇静钢，一般总含氧量的极大值为　Ｏ．０２６％，在此值以上反而使切削性能有降低　倾向。用这种方法冶炼时，钢中可获得均匀　分布且热加工后成纺锤形的一类硫结物　．从　大。以日本为例，１９７０年易切削钢总产量为　４４万吨，其中硫易切削钢占３８．７％，铅易切　削钢占５７　。近几年，由于铅蒸汽的公害问　题，硫易切削钢占的比例则更大了。　硫易切削钢，早在１９２０年美国就试制成　功并大批量生产。硫易切削钢中，　硫是以　（Ｍｎ，Ｆｅ）Ｓ的形态存在。由于（Ｍｎ，Ｆｅ）Ｓ　的垃力集中效应而降低丁切削抗力，　出于　而大大改善了切削加工性能，同时也改善　热加工和冷加工性能。　为了适应不同的需要，四外ｌ已发腱了一　系列易切削钢品种。如易切削碳素结构钢（包　括低碳、中碳、商碳），美国ＡＩＳｔ标准中易　细削结构钢就有３１个钢号（其中易卿削低碳　维普资讯 http://www.cqvip.com

钢１８个），日本ＨＳＧ４８ｏ４－－７１标准中易切削　结构钢有１４个钢号（其中低碳易切削钢１１　个）。一般说来，工业发达的国家，易切削　钢品种都比较多，其中易切削低碳钢占的比　例最大。　我国随着工业的迅速发展，自动、高速　机床的不断增加，易切削锕在品种、规格、　质量、数量等方面都不能满足需要，与国外　相比，尚有较大差距。每年都要大量进口，　其中还包括普通的碳素易切削锕。尽管我国　亦专门制订了易切削钢标准，但钢种不太全，　适应不了我国工业生产不断发展的需要。为　此，冶金工业部把发展易切削钢和易切削钢　切屑的形状和处理的难娶　切削抗力　的系列化列为“八五　攻关项目。根据二汽的　要求，１９８９年ｌ１月由机械和冶金两个部委下　削条件　达了试制Ｙ１５Ｘ新型易切削钢的新试任务。我　１．切Ｉｊｌｌ方法　使埔机械　们自１９８９年开始对硫系易切削钢进行了研究　ｌ·工具的村晴、　：　与试制。　Ｌ　型堡鉴：堂堕量篓——　由１　鼍ｊ响易蜘削铜蜘酎性能的园素　２．冶炼工艺与结果　削钢热加工过程中的主要矛盾。硫产生热脆　钢材的切削性能受众多方面的影响，见　性的原因是钢中硫高时，容易生成ＦｅＳ或ＦｅＳ　图１。冶炼工艺对含硫较高的易切削钢的热　与Ｆｅ共晶等低熔点硫化物（其中ＦｅＳ的熔点　加工性能和切削性能有一定影响。如何来衡　ｌｉ９０￣Ｃ，而ＦｅＳ与Ｆｅ的共晶体熔点为９８８￣２），　量所制订的冶炼工艺路线正确与否，主要通　在凝固过程中将在晶界上析出，形成连续的　过二方面来判断，一是化学成份控制，特别　或不连续的网状组织，在轧制或锻造过程中　是锰硫比的控制，二是钢中硫化锰夹杂的分　网状析出物处容易出现裂纹　为了防止裂纹　布及形态，在这方面脱氧工艺是主要的。　产生，一般加锰量与硫含量成一定比例。由　Ｙ１５ｘ新型易切削钢前后共试炼了六炉　于Ｍｎ在钢中扩散慢，在钢液凝固时结晶的　钢，在３ｔ电炉（装入量为８ｔ左右）上进行，　硫化物组成中并非是单一的ＭｎＳ。但随着加　试验钢化学成份见表１。　热过程中Ｍｎ原子的扩散，就逐渐地转变成　从表１可以看出，试验钢中含氧量均控　稳定的ＭｎＳ。　制在一定范围内，且锰硫比均符合要求，锰　畲硫易切削钢的化学成份茸热脆性医的　与硫的回收率亦较为稳定（见袭２）。　关系见圈２。图中右下制产生热脆性区域，　钢的热加工性能明显变差。目前的硫系易切　３削钢标准中，Ｍｎ与ｓ占量大部分处在中间区，　钢锭开坯与热轧　故对热如工工艺较敏感。　低碳低硅高硫易切削钢虽然有较高的锰　开坯分两批进行　第一批开坯成材率约　含量，但仍然存在着热脆性，并成为硫易切　７６　，坯料尺寸为６０ｒａｍ×６０ｒａｍ方坯。最终　２一　维普资讯 http://www.cqvip.com

袭ｌ　新试制钢种化学成份（　）　编号＼　素１　ｃ　ｍ　Ｓ　Ｉ　Ｐ　Ｉ　Ｓｉ　Ａｌ　Ｃａ　ＥＯ］Ｉ　ＥＮ２　Ｉ　试制－ｆ¨ｓ　ｌ　ｓ　ｌ０．　ｌ０．　·Ⅲｌ０．０　试制５　试制ｏ．１７　１．１２　ｏ　２９　ｏ．０７２　ｏ．０６　。．。　ｆ。．。　『　ｌ　／　Ｉ０．０１０　６　０．１３　１．０２　０　３０　０．０５４　。·。　Ｊ。·。　ｌ。·。　０．００８８　０．００９４　一　号　试制ｌ　８２　７５　裹２　¨　一　炉　试制２　７ｌ　９０　试制３　７８　—　试制ｄ　７２　９４　试制５　８ｌ　７ｇ　试制Ｂ　８７　９ｌ　硫的回收率（　）　锰的回收率（　）　轧制成　ｌ８ｍｍ圆钢。第二批开坯成材率为　８　，坯料为６０ｒａｍ×６０ｒａｍ方坯，成融为　１８ｍｍ圆锕及Ｓ２４ｍｍ￣ｊ钢，开坯及热轧　附况良好。　４．性能测试结果　性能洲试结果，见表３。　对硫化物夹杂检验均取了国内料、进口　日李料、试制料三种同类试样（六角ｓ２４）进　行对比，比较这三种料的硫化物夹杂分布、　形态以及纵横向夹杂大小情况。发现国内料　硫化物成条状，而试制料（Ａ角料）与同类日　磕音量（　）　本料相比，已接近达到同样水　，成为纺锤　状均匀分布在锕的基体上。　３一　图２台硫　切削制的热脆性区与有代表性的硫　系易切剖钢的锰与硫台量范围　维普资讯 http://www.cqvip.com

表３新试材料机械性能　ＨＢ＝１２０上升到ＨＢ；１５０，钢就更好切削加　工了。但值得提出的是，从曲线下降部分开　始，再继续提高碳含量，对切削加工性能不　３３ｏ　４７５　｛４６０　２８，　２９　５５　５６　ｌ４４　１４３　ｌ４４　利。　试制１　３２０　表４碳钢中台金元素对切削加工性能　的影响　一　＿盘　一　。ｌ　∞　一．．．　Ｌ．●●　对切削加工有ｌ对切削加工有ｌ对切剖加工影　刊的元素　ｌ　害的元素　ｌ　响不定元素　硫　试制２　啬ｌ　啪　一　～姐　钉　一弛　ｎ　｛　硅　ｌ　酸　ｆ　铝　ｆ　锰　磷　铅　碲　３８０　试制４　３７５　３８５　一书一　５６０　５５５　５５０　２４　Ｈ　Ⅵ　¨　一—¨　Ｍ　　０　０　０　铋　｝　５５　ｌ　氨　ｆ　３５　１５６　４６　４８　３０　２９　１，１９　０　１５６　３５５　５ｌ　ｌ，１９　４５　刊　试制５　３４５　３５５　５０５　５ｌｏ　１４９　ｌ４３　：４　５　０　５．问题讨论　５．１　化学成分对切削性能的影响　合金元素对切削加工性能的影响并不完　全一样。从表４看出，四种元素对切削加工　性能有利，＿两种元素有害，还有四种元素在　上述两者之间，这些都取决于含量和它们与　其它元素间的相互关系。　：５　布Ｒ蝗　图３加工生产率与碳，锰含量的关系　Ｐ、Ｎ两种元素先固溶于钢基体中，然后　弥散析出细小颗粒的化台物，故能提高低碳　钢的切削性。又由于这两种元素都有加工硬　化的作用，它们实际上增加冷投钢棒的硬度。　因此向含有少于最佳碳含量的钢中添加这些　元素将促使硬度增加，从而达到最好的切削　加工性能的硬度范围。　结台上袁和图３可看出，最后一组元素，　尤其是碳和锰是影响相当大的元素。当碳含　量增加而锰含量不变，则硬度从ＨＢ＝１２０增　从上述对元素的分析介绍中可Ｐ』看出，　虽然使用有利于切削加工性能的元素，如ｔ　Ｓ、Ｙｂ、Ｔｅ、Ｂｉ，世其巴Ⅱ削加工性能改善只　加到ＨＢ＝】４０，这时钢就变得好蜘削加工了ｊ　如碳含量不变而增加锰含量，则钢的硬度从　维普资讯 http://www.cqvip.com

冷　，　艺，　骋　／ｆ　砀，蒂砂锄锄，　，　能部分得到解决。要得到性能优良的易切　钢，必须综合考虑到其它元素对切削加工性　能的影响。　５．２冶炼工艺对切削性能的影响　试验结果表明三炉化学成份与硬度几乎　化物夹杂，尽管硫化锰形状有利，但试验结　果其切削加工性能是低劣的　从上述结果可　以看到，髟响切削加工性能的好坏，化学成　份与冶炼工艺是相辅相成的，因此对冶炼工　艺的研究应摆到重要位置上来。　完全相同的钢制成三个金相试样，由于三个　试样的硫化物和氧化物夹杂的形状、分布、　大小等不同，其切　Ⅱ加工性能完全不一样。　第一种情况硫化物夹杂形状粗大，而氧化物　夹杂非常小，其切肖Ⅱ加工性能最好。第二种　６．结论　６．１　由于采用新的冶炼工艺，能够控制钢中　氧含量在较低水平（≤０．０２０　），成品中硫化　锰夹杂成纺锤状均匀分布。　６．２全部新试钢轧成　１８ｒａｍ圆钢和Ｓ２４ｍｍ　试样硫化锰夹杂细小，尽管氧化物亦非常小，　但切削加工性能比第一种情况差　第三种情　况的试样虽然硫化锰夹杂粗大，但有大尾氧　二种规格，用户制成产品，对各项性能比较　满意。　一Ｉ　Ｉ　冷轧带肋钢筋工艺与性能研究　墨堕皇壁旦　钱蜂徐立众凌湘辊　Ｔｑ弓　ｅ　［摘要］　简述了冷轧带肋钢筋的生产工艺。该工艺可减少变开ｊ道次、压缩比大、变形深透　性好、产品内在质量高　其产品性能优异，即抗拉强度高、延伸率高、与铜筋怼凝土握襄力　好，从而明显改善了建筑构件的安全度与抗震能力。可降低施工成本、节省钢材和水泥、改　善建筑行业作业方法与缩短施工进程等。冷轧带肋钢筋是一种前途十分广阔的新型建筑材料。　的冷轧带肋钢筋产品已于１９９１年通过上海冶　１．前言　冷轧带肋钢筋，又称冷轧螺纹钢筋，是　近年来开发出来的一种新型建筑钢材，采用　冷轧减径与冷轧轧痕新工艺，将低碳钢热轧　盘条或低台金钢热轧线材轧制成冷轧带肋钢　筋，其主要特点是：强度高，塑性好，握裹　力强，性能优越。它广泛用于工业与民用建　筑、水利设施、桥梁工程、高速公路，水泥　制管、电杆等方面，与热轧同类钢材相比可　节省钢材２５％左右，同时，对改善建筑钢材　金局技术鉴定　。目前，冷轧带肋钢筋产品　先后在萧山建筑公司、上海水泥成品厂、上　海水泥制管厂等单位使用。　２．试制工艺与装备　２．１坯料钢种　试验用钢采用宝钢生产的热轧钢坯，上　海第二钢铁厂生产的高速线材，　钢种为　ｓＷＲＭ１５，规格为牵ｌＯｍｍ，（￣９ｍｍ，　参加本工作还有；萧山建筑公司金维善　何　的构成和进一步改善建筑行业的施工进度，　具有较好的经济效益和社会效益。我所开发　见明、丁小华　冯惠鹏等　５一