连铸TP347H钢坯中Nb的偏析现象分析

doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20220247

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摘要采用连铸工艺生产的TP347H钢坯存在Nb偏析现象,偏析严重时,经热连轧后的管坯在斜轧穿孔时易产生内壁开裂,导致钢管成材率和综合性能降低。针对偏析现象,通过热力学计算和试验相结合的方法研究含Nb析出相的析出行为,分析影响连铸钢坯Nb偏析的主要因素和一次MX相(碳氮化铌)析出物的特征。结果表明,采用连铸工艺生产的TP347H钢成分优化应以C、Nb元素含量为主;连铸TP347H钢坯Nb的偏析现象存在于钢坯中心区域,导致了钢坯边缘与中心区域的一次MX相析出物形貌、尺寸的差别。

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关键词 ： TP347H, 连铸, Nb偏析, 热力学计算, 一次MX相

Abstract：Segregation of Nb is found in the TP347H billet produced by continuous casting process, inner wall cracking in cross rolling perforation is generated in the pipe after hot continuous rolling when the Nb segregation is serious, leading to the reduction of yield and low comprehensive performance of steel tube. In view of segregation phenomenon, the precipitation behavior of niobium containing precipitates was studied by means of thermodynamic calculation and experiment, the main factors affecting Nb segregation in continuous casting billet and the characteristics of primary MX phase (niobium carbonitride) precipitations were analyzed. The results show that composition optimization of TP347H steel produced by continuous casting process should focus on the content of C and Nb elements. And the segregation phenomenon of continuous casting TP347H billet exists in the central area of the billet, which leads to the difference in morphology and size of the primary MX phase precipitations between edge and central area of billet.

Key words： TP347H continuous casting Nb segregation thermodynamic calculation primary MX phase

收稿日期: 2022-03-15

基金资助:国家重点研发计划资助项目(2021YFB3704102)

通讯作者: 包汉生(1979—), 男, 博士, 正高级工程师; E-mail: baohansheng@nercast.com

作者简介: 陈其为(1994—), 男, 博士生; E-mail: sxchenqiwei@foxmail.com

引用本文:

陈其为, 包汉生, 杨钢, 吴明华, 蔡珑, 杨丽霞. 连铸TP347H钢坯中Nb的偏析现象分析[J]. 中国冶金, 2022, 32(6): 61-70. CHEN Qi-wei, BAO Han-sheng, YANG Gang, WU Ming-hua, CAI Long, YANG Li-xia. Analysis of Nb segregation in continuous casting TP347H billet[J]. China Metallurgy, 2022, 32(6): 61-70.

链接本文:

http://www.zgyj.ac.cn/CN/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20220247 或 http://www.zgyj.ac.cn/CN/Y2022/V32/I6/61

[1]	Yoshikawa K,Teranishi H,Tokimasa K,et al. Fabrication and properties of corrosion resistant TP347H stainless steel[J]. Journal of Materials Engineering,1988,10(1):69.
[2]	王敬忠,刘正东,包汉生,等. 中国超超临界电站锅炉关键材料用钢及合金的研究现状[J]. 钢铁,2015,50(8):10.
[3]	LIU Z,XIE X. The Chinese 700 ℃ A-USC development program[M]//Augusto Di Gianfrancesco. Materials for Ultra-Supercritical and Advanced Ultra-Supercritical Power Plants. Sawston Cambridge,United Kingdom:Woodhead Publishing,2017:715.
[4]	周任远,朱丽慧,李世贤,等. T23钢再热裂纹敏感性的改善及其组织[J]. 钢铁,2020,55(3):7.
[5]	方旭东,包汉生,李阳,等. 超超临界锅炉用新型耐热无缝管C-HRA-5的开发[J]. 太钢科技,2021(1):14.
[6]	王建勇,陈根保,杨辉,等. 高压锅炉用耐热不锈钢无缝钢管圆管坯的研制[J]. 钢铁研究,2009,37(6):49.
[7]	史宸兴. 实用连铸冶金技术[M]. 北京:冶金工业出版社,1998.
[8]	谢恩敬,李靖宇,刘卫东,等. 高品质不锈钢管坯的连铸技术优化[J]. 连铸,2018(4):17.
[9]	王志军,杨永超. 夹杂物对TP347H不锈钢ø108 mm×15 mm荒管裂纹缺陷的影响和工艺改进[J]. 特殊钢,2018,39(3):17.
[10]	Pilloni G,Quadrini E,Spigarelli S. Interpretation of the role of forest dislocations and precipitates in high-temperature creep in a Nb-stabilized austenitic stainless steel[J]. Materials Science and Engineering A,2000,279(1/2):52.
[11]	尹世友,姜周华,李阳,等. 奥氏体不锈钢熔体氮溶解行为的研究[J]. 中国冶金,2007,17(3):5.
[12]	杨吉春,王军,任磊,等. 铈对S32550双相不锈钢微观组织及冲击性能的影响[J]. 钢铁,2020,55(1):86.
[13]	臧华勋,罗林,徐刚,等. 氮对TP347H耐热奥氏体不锈钢室温拉伸和高温持久性能的影响[J]. 钢铁,2009,44(8):4.
[14]	王严. 奥氏体不锈钢TP347H高温服役后磁化机制[J]. 钢铁研究学报,2020,32(8):6.
[15]	于鸿垚,董建新,谢锡善. 新型奥氏体耐热钢HR3C的研究进展[J]. 中国冶金文摘,2010,24(3):37.
[16]	臧华勋,罗林,徐刚,等. 氮对TP347H耐热奥氏体不锈钢室温拉伸和高温持久性能的影响[J]. 钢铁,2009,44(8):4.
[17]	何玉东. 连铸TP347H荒管内壁微裂纹探讨[J]. 特钢技术,2013,19(2):26.
[18]	李长毅. 电站锅炉用TP347H不锈钢无缝钢管的开发[J]. 冶金标准化与质量,2006(5):45.
[19]	毕虎才,王琪,王欣伟,等. TP347H不锈钢相析出规律的热力学计算[J]. 热加工工艺,2016,45(10):114.
[20]	侯雨阳,成国光. 铁素体不锈钢铸坯凝固特性及等轴晶率控制[J]. 连铸,2021(3):7.
[21]	张欣杰,张欢欢,崔利民. 奥氏体不锈钢夹杂物控制工艺技术探讨[J]. 中国冶金,2018,28(1):4.
[22]	XU Z,DI C,YI C,et al. The influence of niobium on the plastic deformation behaviors of 310S austenitic stainless steel weld metals at different temperatures[J]. Materials Science and Engineering A,2019,743:648.
[23]	张亚彬,任建斌,王锦永,等. S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征[J]. 中国冶金,2021,31(12):7.
[24]	QIN X Z,GUO J T,YUAN C,et al. Decomposition of primary MC carbide and its effects on the fracture behaviors of a cast Ni-base superalloy[J]. Materials Science and Engineering A,2008,485(1/2):74.
[25]	张志锋,白银,吕知清,等. TP347H钢固溶过程中组织演变的原位表征[J]. 钢铁,2018,53(3):9.
[26]	王敬忠,刘正东,程世长,等. 固溶态S31042钢高温塑性波动大的原因分析[J]. 钢铁,2012,47(1):60.
[27]	刘正东,程世长,包汉生,等. 超超临界火电机组用锅炉钢技术国产化问题[J]. 钢铁,2009,44(6):7.
[28]	Riedl R,Fischmeister H. Gerichtete erstarrung:Eine methode zur erforschung des kristallisation ablaufs bei stahlen[J]. Berg-und Hüttenmännische Monatshefte,1984,129:131.
[29]	邢长军,廖辉,宁小智,等. 新型节镍奥氏体不锈钢的成分设计及生产试制[J]. 钢铁,2021,56(4):5.
[30]	谭舒平. 成分和工艺对S30432钢性能的影响及强化机理研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2009.
[31]	王敬忠. 奥氏体耐热钢S31042钢组织与性能研究[D]. 北京:钢铁研究总院,2011.
[32]	霍贞蓉,元鹏飞,孙仁宝,等. 中间包钢水连续测温技术分析与应用[J]. 连铸,2021(5):6.
[33]	刘琴,金应荣,刘锦云,等. TP347HFG钢中碳化铌的液析分析[J]. 热加工工艺,2017,46(19):78.
[34]	秦森. 外加颗粒强化铁基材料的纳米NbC/Fe(Fe3C)复合粉末制备技术及应用[D]. 秦皇岛:燕山大学,2014.
[35]	王明林. 低碳钢凝固过程含钛析出物的析出行为及其对凝固组织影响的机理研究[D]. 北京:钢铁研究总院,2003.