控轧14MnNRE钢中非金属夹杂物的扫描电镜研究

本文利用扫描电子显微镜对控轧１４ＭｎＮｂＲＥ钢非金属夹杂物进行了观察，并利用能谱仪分析了非金属夹杂物的化学成分。含有０．０５４％ＲＥ的１４ＭｎＮｂＲＥ钢中的硫化物主要是细小球状的稀土元素硫化物ＲＥ２Ｓ３，尚存的少量条状ＭｎＳ型夹杂物也变得小而短。     

钢中非金属夹杂物及其金相检验

文章介绍钢中非金属夹杂物种类,分析非金属夹杂物给钢性能造成的影响,探讨非金属夹杂物金相检验。结果表明,依据化学成分钢中非金属夹杂物分为氮化物系、硫化物系、氧化物系。这些夹杂物对钢的强度、塑性、疲劳性能、切削性能等都会造成不良影响,影响钢性能充分发挥的同时,缩短钢的使用寿命。不同的非金属夹杂物金相不同,可应用光学显微镜进行金相检验。     

谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验

钢中非金属夹杂物包括了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。其中,外来夹杂物指的是钢液凝固过程中没有及时浮出而残留夹杂在钢中的耐火材料和炉渣等。而内生夹杂物指的是钢在冶炼过程中,因为脱氧剂的加入以及氮、硫等元素溶解度下降,会形成非金属性质的氧化物、硅酸盐以及硫化物和氮化物等。钢材料的韧性、塑性以及疲劳性能会因非金属夹杂物的存在而降低,并且,其危害会随着钢的强度增高而增多。因此,对钢中非金属夹杂物的检验非常有必要。     

非金属夹杂物对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响

采用干湿交替周期浸润腐蚀实验和场发射扫描电镜研究了非金属夹杂物对Q450NQR1耐候钢在工业性大气环境中耐候性的影响。结果表明,夹杂物变性处理明显提高了耐候钢前期的耐腐蚀性能,但对稳定性锈层形成之后的耐腐蚀性能基本没有影响;经过稀土处理后的非金属夹杂物主要为稀土氧化物和硫化物与Al2O3的复合夹杂,添加Si-Ca线变性后的非金属夹杂物主要为Ca的氧化物和硫化物与Al2O3的复合夹杂,这些夹杂物在0.01 mol·L-1的Na HSO3介质中均表现为阳极性夹杂,在腐蚀微电池中作为阳极优先溶解,钢基体则作为阴极被保护起来,腐蚀速度减缓。     

非金属夹杂物对焊接氢致裂纹敏感性的影响及机理研究

本文详细研究了硫化物、氧化物等非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强度钢焊接氢致裂纹敏感性的影响及其机理。插销实验结果表明:细小弥散的非金属夹杂物明显提高焊接氢致裂纹抗力。对充氢试样的扩散氢及残余氢的测量结果得出:非金属夹杂物能作为氢的有效陷井而降低氢的表观扩散系数,提高残余氢含量。对HAZ相变行为的研究发现:细小弥散的非金属夹杂物能明显阻碍HAZ奥氏体晶粒长大,使M_s点提高,促进马氏体充分自回火,降低HAZ最高硬度。对实验结果的综合分析认为:细小弥散非金属夹杂物对低碳中合金高强度钢焊接氢致裂纹抗力的改善主要是由于这些夹杂物对HAZ相变行为产生影响的结果,而对HAZ中氢扩敌行为的影响则是次要因素。     

压缩载荷下夹杂物对低密度钢应力场的影响

 非金属夹杂物在加工过程中往往容易引起裂纹的萌生和扩展,为了明确典型非金属夹杂物对低密度钢性能的影响,采用Abaqus有限元软件分析了低密度钢中典型Al₂O₃、MnS、AlN、TiN单一夹杂和Al₂O₃-AlN、AlN-MnS复合夹杂及附近钢基体的应力场,研究了非金属夹杂物类型、尺寸、方向、分布等因素对低密度钢应力场的影响。结果表明,非金属夹杂物的变形能力、形状和尺寸显著影响低密度钢中应力场分布,夹杂物及其附近钢基体的最大应力值由大到小依次为TiN、AlN、Al₂O₃和MnS。夹杂物尺寸越大,应力场范围和最大应力值也越大。夹杂物长轴与载荷的夹角会造成裂纹萌生位置和传播方向发生变化,TiN和AlN夹杂物尖角位于载荷方向时可缓解夹杂物引起的应力集中。此外,团聚状的夹杂物易引起应力集中,夹杂物间距越小,引起的应力富集越大。对于复合夹杂物而言,Al₂O₃-AlN内部的Al₂O₃夹杂会阻碍复合夹杂物变形,引起应力值升高,增加AlN夹杂的危害性;而AlN-MnS复合夹杂物外部的MnS可以适度缓解内部AlN尖角处引起的应力集中,降低AlN夹杂的危害性。因此,在冶炼过程中应尽量控制脆性夹杂物数量和尺寸、避免聚集状AlN夹杂物的生成,通过工艺调控实现硫化物对AlN夹杂的完全包裹等措施可降低夹杂物对低密度钢的危害性。     

30 t转炉-钢包吹氩-连铸生产A级船板钢中的非金属夹杂

用电解法和扫描电镜（SEM）分析研究30t顶吹氧气转炉-钢包吹氩-150mm×1050mm板坯连铸工艺生产的A级船板钢（％：0．16C、0．21Si、0．50Mn、0．011P、0．027S）中的非金属夹杂的组成、尺寸、数量和分布。结果表明，A级船板钢中的夹杂物包括硅酸盐、铝硅酸盐、硫化物以及铝硅酸盐-硫化物复合夹杂物。钢水二次氧化及耐火材料外来夹杂抵消了吹氩去除夹杂物的冶金效果。增强中间包去夹杂能力可减少钢中大尺寸夹杂物。     

钢液内非金属夹杂物的形成及去除条件

钢内非金属夹杂物对钢质有重要影响，通过分析钢液内非金属夹杂物来源及种类，采取针对性措施，来降低钢液内的非金属夹杂物含量，从提高钢材质量。     

扫描电镜和电解萃取法用于超洁净钢中夹杂物的表征

非金属夹杂物对轴承钢性能有较大危害,全面掌握钢中夹杂物的信息对提高轴承钢质量至关重要。实验采用ASPEX扫描电镜检测和水溶液电解萃取相结合的方法检测了超洁净轴承钢中夹杂物颗粒的尺寸、分布、类型、原始三维形貌等信息,并且对比了两种检测方法。结果表明,两种方法都检测出该超洁净钢中夹杂物类型包括硫化物、氧化物、硫化物和氧化物的复合型夹杂物以及钛的化合物,其中大部分夹杂物是硫化物,其次是氧化物和硫化物的复合类夹杂物,颗粒尺寸多小于5μm。这两种方法在检测夹杂物类型和尺寸方面的结果是一致的,且均可靠。在大尺寸夹杂物检测方面,两种方法都检测到大尺寸的CaO夹杂物,而电解萃取的方法进一步检测到约18μm的SiO_2·Al_2O_3复合氧化物夹杂,因此电解萃取法对于数量稀少的大尺寸夹杂物的检测更为有效和可靠。     

高洁净度钢轨钢的夹杂物控制技术

针对国内生产350 km/h高洁净度钢轨存在非金属夹杂物控制的核心问题,开展了相关研究.通过采用适宜的钢包底部吹氩模式和钢包渣组成,显著提高了钢中非金属夹杂物的去除率,T[O]去除率提高近40%;对硫化物夹杂的变性处理有效地控制了钢轨钢中夹杂组成和形态.这些技术在350 km/h高洁净度钢轨钢生产中的应用,不仅使钢轨的T[O]降到10.17×10-6,而且A类和B、C、D类非金属夹杂物评级分别≤2.0级和1.0级,实现了350km/h高洁净度钢轨钢的批量生产.     

Ti对低碳Mn-V钢奥氏体动态再结晶的影响

采用Gleeble热模拟试验机和透射电镜、扫描电镜及定量金相等分析技术,就钛对低碳Mn-V钢奥氏体晶粒长大行为、奥氏体动态再结晶行为等进行了研究.结果表明,含钛钢中形成稳定的碳氮化钛,对阻止再加热奥氏体晶粒长大有利.含钛钢变形抗力比不含钛钢要高,其动态再结晶开始的临界变形量比不加钛钢的小,易于发生再结晶,且含钛钢的再结晶晶粒尺寸相对较细,再结晶晶粒长大速度也更慢.     

Distribution and Behaviour of Rare Earths in Laser Coating

ＴｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｍｅｔｈｏｄｓｏｆａｄｄｉｎｇＲＥｉｎｔｏｓｔｅｅｌｓｕｒｆａｃｅ［１］，ｏｆｗｈｉｃｈｔｈｅｄｉｆｕｓｉｏｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓａｎｅｗｏｎｅ．Ｔｈｅｌａｓｅｒｔｒｅａｔｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｂｏｔｈｔ...     

V、Nb、RE微合金化低碳铸钢性能研究

为提高低碳铸钢的力学、焊接性能,试验设计在钢中添加微量V、Nb及RE元素,并对熔炼后的铸钢液进行铸造与热处理。结果发现,添加V0.08%～0.12%,Nb0.03～0.05%、RE微量的铸钢,经1000℃-1100℃均匀化处理,然后再进行正火与时效处理后,铸钢件具有较高的强度、良好的冲击韧性、较低的碳当量与焊接裂纹敏感系数。     

The microstructure and mechanical properties of a modified 2.25Cr-lMo steel

Tensile and creep properties were determined on a V-Ti-B-modified 2.25Cr-lMo steel. The modified 2.25Cr-lMo steel had about 0.2 pct V added for improved elevated-temperature strength. Boron was added to improve the hardenability, thus allowing thicker sections to be quenched or normalized to completely bainitic microstructures. Lower carbon and silicon concentrations were used (~0.1 pct C and 0.02 pct Si) than in standard 2.25Cr-lMo steel. The modified steel had substantially better stress-rupture properties than did a standard 2.25Cr-lMo steel (both with bainitic microstructures) with equivalent tensile properties — especially at the lowest stresses and highest temperatures. Comparative transmission electron microscopy studies of the standard and modified 2.25Cr- lMo steels indicated that the differences involved the carbide precipitates and the dislocation substructures present in the steels.     

双边剪切边质量精调控制装置探究

通过在双边剪生产工艺中增加垂直对正和导向装置,解决切边出现非长方形板材,双边切边产生弧形边、波形边、锯齿形边质量缺陷问题,实现对切边质量精调控制,提高宽、中厚板材切边质量.     

添加微米级ZrC颗粒的低碳微合金钢力学性能研究

真空条件下,在低碳微合金钢中添加体积分数为1.1%的微米级ZrC陶瓷颗粒,在φ450 mm热轧试验机上进行轧制,轧后钢板晶粒被细化到5.5μm,其抗拉强度和屈服强度分别达到635 MPa和517.5 MPa,维氏硬度(HV5)达到214.zrC颗粒对试验钢具有明显的强化作用,在试验钢凝固结晶和后期轧制过程中均起到细化晶粒的作用.热轧钢板的显微组织为铁素体,钢中夹杂物弥散分布.     

The Behaviour of Selenium Impurities During the Addition of Se‐Containing Manganese to Steel Melt

Manganese is an important alloy addition for alloy steels. It is normally added to steel melts as ferromanganese. However, for the adjustment of melt composition, manganese metal is used as a trimming addition since it has lower levels of impurities than ferromanganese. The manganese used for this purpose is obtained from the electrolytic processing route wherein selenium‐containing additives are added to the electrolyte bath to improve the current efficiency. This practice introduces selenium to the manganese metal. Given that selenium and its compounds are potentially toxic and damaging to the work place and environment, effluents have to be treated in a controlled manner. In order to determine how selenium typically distributes between molten steel, slag and gas phases, a laboratory‐scale experimental study was carried out to evaluate the deportment of selenium following the addition of selenium containing manganese to the steel melt. Contaminated commercial manganese metal, as well as Mn‐Al‐Se spiked briquettes with different selenium contents were added to steel melts at 1600 °C. Selenium recovery to the solidified steel samples varied from 16% to 75%, depending on selenium levels of additions. Owing to the high vapour pressure of selenium, significant amounts of the selenium added to the melt evaporated, reacting with air to form selenium dioxide. SEM analysis of the solidified steel samples revealed that the selenium was largely present as manganese selenide (MnSe) in the form of spherical inclusions within the iron matrix. A thermodynamic assessment on the potential formation of possible selenium compounds within the steel melt suggests that the most stable selenium compound under the test conditions is MnSe, in accord with experiments.     

超高牌号无取向硅钢降钛工艺研究及改进

通过分析研究超高牌号无取向电工钢35W230冶炼过程中[Ti]的来源和变化趋势,确定了冶炼过程中[Ti]含量升高的主要因素,即渣中(TiO₂)还原成为[Ti]进入钢水,和硅铁合金中杂质Ti元素进入钢水。同时确定了影响渣中(TiO₂)含量的主要因素,即铁水[Ti]含量和转炉铁矾土加入量。通过选择[Ti]质量分数约为0.02%的低钛铁水,并降低转炉铁矾土加入量至300 kg/炉,与铁水[Ti]质量分数约为0.04%、铁矾土用量约600 kg/炉相比,成品[Ti]质量分数从0.004 43%降低到0.002 58%。在此基础上,进一步优化了RH铝脱氧工艺,钢水脱碳时,加铝预脱氧至0.02%~0.03%,加入硅铁进行脱氧和合金化,利用钢水中的氧去除硅铁合金带中的[Ti],再加入铝丸和电解锰,最终使钢水中的[Ti]质量分数达到了0.002 10%。铸坯全氧质量分数试验炉次为0.001 1%,与正常炉次0.001 0%相差不大。性能上铁损P15/50降低了约0.07 W/kg,磁感J5000提高了0.004 T。     

连铸时超低碳钢结晶器内钢液增碳的研究

通过理论解析和实验测定,研究不同类型和配入量的碳质材料的连铸保护渣对0.003%C超低碳钢连铸结晶器(200 mm×100 mm)内钢液增碳的影响。结果表明,铸坯速度2.0 m/min在稳态浇注条件下,超低碳钢连铸结晶器内钢液增碳量仅为(1.2~2.4)×10^-6;在非稳态浇注时期,钢液最大增碳量达67.9×10^-6。保护渣的3种配加碳质材料中,石墨对结晶器内钢液增碳量影响最大,碳黑次之,活性碳最小。随着渣中碳质材料配入量的增加,钢液增碳量增大。     

稀土对BNbRE重轨钢微观组织的影响

通过实验测定、金相观察和理论分析,系统研究了稀土在BN bRE重轨钢中的赋存状态和存量的变化规律,及其对微观组织的影响作用机制。研究发现,对于BN bRE重轨钢而言,加入大量的稀土并不能增加钢中的固溶稀土含量,固溶稀土含量均保持在0.0012%以下。少量的固溶稀土可以细化BN bRE重轨钢的奥氏体晶粒度和珠光体片层结构。