690 MPa级海洋平台用钢焊缝夹杂物对熔敷金属低温韧性影响的分析

针对690 MPa级海洋平台用钢应用编号为690-1,690—2两种手工电弧焊条进行焊接,对夹杂物的图像进行采集,测定夹杂物的体积分数及尺寸分布,分析夹杂物的化学成分,并测试焊接接头的低温力学性能。结果表明:采用两种焊条焊接的690 MPa级海洋平台用钢熔敷金属低温力学性能均符合要求,且两种熔敷金属中夹杂物主要由复合氧化物组成,其中690—2中含有塑性夹杂物MnS,夹杂物密度小,平均间距大。690—2熔敷金属的σ_s为720 MPa,与690 MPa级海洋平台用钢的屈服强度匹配良好,且冲击吸收能量为63 J,较690—1有更好的低温韧性。     

钢中非金属夹杂物检验用标准GB/T 10561—2005与ASTM E 45—2013的解析

对比分析GB/T 10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》与ASTM E 45—2013《测定钢中杂质物含量的标准试验方法》的异同,并提出非金属夹杂物检验标准的修订意见。GB/T 10561—2005描述了用标准图谱评定压缩比≥3的轧制或锻制钢材中的非金属夹杂物的显微评定方法,ASTM E 45—2013包含了多种测定锻、轧钢中非金属夹杂物含量的测定方法。这两个标准在标准结构、适用范围、检验方法、标准评级图谱、试样的选取、夹杂物分类与评定方法及结果表示等方面存在不同程度的差异,但在视场的选取、放大倍数、夹杂物评级界限等方面基本相同。     

DP780钢中大型夹杂物分析与控制

通过大样电解实验对DP780汽车用钢大型夹杂物进行了研究。结果表明,大型夹杂物的尺寸度在50~700μm之间。稳态铸坯中大型夹杂物以SiO_2-Al_2O_3和SiO_2-MnO复合氧化物为主;头坯中大型夹杂物以SiO_2-CaO-Al_2O_3和CaO-SiO_2氧化物夹杂为主;混浇坯中大型夹杂物以SiO_2和Al_2O_3-CaO-MgO复合氧化物为主,尾坯中大型夹杂物以SiO_2、SiO_2-Al_2O_3-MnO和SiO_2-Al_2O_3-CaO等复合氧化物为主。稳态坯各样大型夹杂物含量平均为34.25 mg/10 kg,处于正常水平。头坯大型夹杂物含量为39 mg/10 kg,比稳态坯高14%,混浇坯大型夹杂物含量平均为33.5 mg/10 kg,尾坯大型夹杂物含量为35 mg/10 kg,与稳态坯基本一致。     

2Cr13不锈钢小孔腐蚀敏感位置的研究

本文研究了2Cr13不锈钢小孔腐蚀敏感位置,试验证明:在NaCl介质中,2Cr13不锈钢蚀孔成核最敏感的位置是在包着Al_2O_3的复合硫化锰、钙夹杂物上。这种夹杂物被称之为“活性夹杂”。研究了合金元素S、Mn、Al(酸溶)和夹杂物Al_2O_3、MnS含量对耐蚀性的影响。当2Cr13不锈钢用铝脱氧时,钢中含有较多的此类“活性夹杂”,而且耐蚀性较低。但是,用Si-Fe脱氧时,钢中此类“活性夹杂”减少。2Cr13不锈钢耐蚀性明显提高。     

稀土元素La对300M钢疲劳性能的影响

采用力学性能测试、疲劳断口形貌及裂纹源非金属夹杂物扫描电镜分析等方法,研究了稀土元素La对300M钢常规力学及高周疲劳性能的影响,以及稀土La对300M钢非金属夹杂物形态及尺寸的改性作用。结果表明:添加0.006%(质量分数)的稀土La对300M钢的常规力学性能影响较小,却显著提高300M钢的高周疲劳性能;300M钢加入稀土La后,其疲劳极限σ_-1由867 MPa提高至940 MPa;添加稀土La改性后的钢中夹杂物尺寸变大,并转变为含S、O的稀土夹杂物,其硬度、弹性模量、膨胀系数与钢基体更接近,有效减小了夹杂处的应力集中,有利于提高钢的高周疲劳性能。     

Q420钢中非金属夹杂物的分析

分别在模铸生产的Q420钢锭的冒口和本体顶部、中部、底部取样,以分析钢锭中非金属夹杂物的成分和分布。结果表明,钢锭中夹杂物指数在2.09~4.98个/mm2之间波动,本体中部的显微夹杂物含量小于其他位置。钢锭中的大型夹杂物总量介于5.7~22.5 mg/10 kg之间,其成分主要是SiO2和Al2O3,并含有少量的Na2O和K2O,主要来源于浇注用保护渣,钢锭本体底部的大型夹杂物远高于钢锭其他位置。     

夹杂物对X120管线钢氢致开裂的影响

研究了X120管线实验钢的抗H_2S氢致裂纹敏感性。用多功能金相显微镜对X120管线实验钢非金属夹杂物进行颗粒度分析,用场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析裂纹形貌和裂纹内夹杂物。结果表明:X120管线实验钢氢致开裂一般都从非金属夹杂物处萌生扩展,并互相交叉连接;实验钢中B类夹杂物较D类夹杂物易于形成长条型裂纹,且B类夹杂物级别越高,其HIC敏感性越大;X120管线钢中S、Al含量越高,其夹杂物级别越高,非金属夹杂物数量越多,氢致开裂敏感性也越大。     

Q195热轧带钢凝固冷却过程非金属夹杂物生成热力学及工业实践

为了控制Q195钢中非金属夹杂物在凝固冷却过程的转变,采用ASPEX自动扫描电镜研究了实际生产凝固冷却过程夹杂物的转变,并用FactSage软件理论计算了这一过程夹杂物转变的热力学原理。研究结果表明:Si-Mn-Al复合脱氧Q195热轧带钢中间包内夹杂物主要成分为SiO2-MnO-Al2O3,连铸坯中硫化物夹杂质量分数急剧升高,氧化物夹杂中SiO2质量分数升高,MnO质量分数下降。钢中夹杂物成分与尺寸有明显对应关系,中间包内夹杂物尺寸越大,Al2O3质量分数越多,SiO2质量分数越低;铸坯中夹杂物尺寸越小,MnS质量分数越高,氧化物夹杂尺寸越小,SiO2质量分数越高。FactSage热力学计算表明,在钢凝固冷却过程,钢中会析出SiO2相、Mn2Al4Si5O18相和MnS相,析出相尺寸一般较小,使小尺寸夹杂物中SiO2和MnS质量分数升高,热力学理论计算可以较好地解释夹杂物成分在凝固冷却过程的转变。     

X100管线钢焊接接头抗HIC性能研究

利用OM和SEM研究了X100管线钢焊接接头的微观组织,并利用EDS分析接头中的非金属夹杂物种类及成分。结果表明,实验用X100管线钢焊接接头由针状铁素体、粒状贝氏体和M/A岛组成;焊缝金属中含有MnS,Si的氧化物和Al的氧化物及Al-Mg-O和Ca-Al-O-S系夹杂物。焊接接头氢致开裂敏感性较高,焊缝金属中的非金属夹杂物及硬脆M/A组元与基体之间的界面和应力导致氢致裂纹的萌生,并沿粗大的贝氏体晶粒扩展。     

连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物来源

本文报告了用示踪剂技术研究连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物来源的情况,结果如下: 1)连铸坯所轧中板表面大片夹杂物主要来自外来大颗粒夹杂物(包括二次氧化产物)与钢液中小颗粒夹杂物的复合物。 2)外来大颗粒夹杂物来源的主次顺序为中间罐渣、结晶器渣、中间罐塞头的侵蚀物。中间罐渣包括钢包渣和钢包衬的侵蚀物。 3)钢液中的小颗粒夹杂物来自钢液的脱氧产物、钢液空气的二次氧化产物、钢液与耐火材料和渣中SiO_2作用产物和弥散在钢液中的小渣滴。 4)连铸板坯所轧中板表面大片夹杂物很少来自中间罐衬的侵蚀物。     

稀土元素对铝铜合金中夹杂物的影响研究

本文研究了混合稀土对Al—4％Cu合金中夹杂物总量、组成及形貌的影响。探讨了铝合金中夹杂物的检测方法,对比了稀土及常规精炼剂对铝液的净化效果。结果表明,用稀土处理后的铝液净化效果优于六氯乙烷及无毒精炼剂。当稀土加入量为0.3％时,铝液净化及去除夹杂的效果最佳。     

CuS在针状铁素体形核过程中的作用

设计出了研究夹杂物在针状铁素体形核过程中的作用的物理模拟试验方法。研究了CuS、Al2 O3 和Al2 O3 ·CuS在针状铁素体形核过程中的作用 ,用数字式金相显微镜观察了夹杂物界面附近区域的金相显微组织变化 ,用电子探针分析仪对夹杂物界面附近微区的化学成分进行了分析。研究结果表明 ,在热循环作用下 ,CuS和Al2 O3 ·CuS能使夹杂物与金属交界面附近出现贫Mn区 ,CuS与Al2 O3 ·CuS具有诱导针状铁素体形核的能力 ;而Al2 O3 不能使夹杂物与金属交界面附近区域的化学成分发生变化 ,Al2 O3不具有诱导针状铁素体形核的能力。夹杂物表面的CuS在针状铁素体形核过程中起着重要作用     

国内外帘线用高碳钢线材质量对比

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM-EDS)以及Factsage热力学软件对国内外各2种帘线用线材质量进行了对比研究。结果表明:国产帘线钢与国外帘线钢线材的组织均为索氏体+珠光体,国外帘线钢索氏体化率相对较高,索氏体片层间距相对较小,其中国外1厂索氏体化率最高,达96%,国内2厂索氏体片层间距相对较大,为252 nm。在线材中心偏析控制方面,国内2厂帘线钢线材中心偏析为1级,国外帘线钢线材中心偏析则均为0级。国外帘线钢线材中均未发现B类夹杂物且夹杂物级别不超过0.5级,而国产帘线钢线材中发现有B类夹杂以及1级D类夹杂物。国外1厂夹杂物数量最少,国外2厂夹杂物尺寸最小,最大尺寸仅2.1μm且可变形比例最大;而国内帘线钢线材夹杂物数量和尺寸相对较大,变形性较差,其平均Al_2O_3含量较高,其中国内1厂线材夹杂物平均Al_2O_3含量高达45.5%。     

应用极值分析评估帘线钢大尺寸夹杂物分布

基于定量金相检测的大颗粒夹杂物的尺寸,应用 ASTME2283中极值分析的标准化方法（最大似然估计法）对帘线钢冶炼过程所取试样中夹杂物尺寸分布进行了统计分析,并采用 SEM/XPS对大尺寸夹杂物进行了成分检测。分析结果表明：在逆程周期为 1000的检测条件下,通过极值分析方法可计算出试样中相对应 99.90%概率的最大夹杂物尺寸,客观描述了帘线钢中夹杂物尺寸分布特征;某一视场或不同视场内发现不同成分类型的大尺寸夹杂物： CaO-SiO2类和 SiO2-MnO类两类夹杂物具有不同的尺寸分布规律;软吹 40min时 SiO2-MnO类夹杂物出现大尺寸概率明显小于 CaO-SiO2类夹杂物,说明大尺寸夹杂物主要为 CaO-SiO2类夹杂物。     

SWRH82B钢中夹杂物的探讨与分析

通过试验对SWRH82B盘条拉拔脆断问题进行研究,发现夹杂物是造成脆断的主要原因。用蔡司扫描电子显微镜观测到夹杂物最大尺寸为230.5μm,用能谱分析仪测定出夹杂物各成分含量。结果表明,夹杂物主要为A1_2O_3、CaO和SiO等复合而成的脆性夹杂物,源于内生夹杂物与外生夹杂物。通过控制合适的Ca与S、Ca与A1含量比值,以及钢液中O的含量和渣碱度量,改善夹杂物的性能与尺寸,把夹杂物对SWRH82B的影响降低到最小。     

应用过饱和气体生产清洁钢

将氮气或氢气溶入钢水，接着在真空状态下快速脱气，形成的气泡把初生夹杂物带到钢水表面。该工艺包括3个步骤：（1）使可溶气体强制地溶入钢水，（2）突然降低外界压力。由于压力降低，过饱和气体形成气泡，悬浮的夹杂物粘附在气泡上；（3）由于浮力作用，气泡携带着钢水中夹杂物快速上浮。使用该方法后，钢水中的细小夹杂物的去除率明显增加。此工艺叫＊艾＊＊＊M，由＊＊K公司发明。实践证明＊＊＊枕M工艺的效益比传统的氮气泡工艺好得多。如用＊KPERM工艺处理过的轴承钢坯中的5pm的夹杂物含量比传统的工艺减少50％以上，也未出现10p…     

厚规格X80管线钢轧制过程中夹杂物演变行为的研究

采用金相显微镜对X80管线钢轧制前后的夹杂物进行了评级和数量统计,用扫描电子显微镜检测了轧制前后夹杂物形态变化,并用能谱分析仪(EDS)分析了夹杂物化学成分。结果表明:铸坯中主要为小尺寸球形夹杂物。铸坯轧制后,D类夹杂物细系的级别值变大,而D类夹杂物的粗系和DS类夹杂物的级别均降低;铸坯试样和钢板试样的1/4位置,夹杂物级别都比较高,在1/2位置,夹杂物级别都比较低;轧制后,小尺寸(3μm)夹杂物的数量增加,大尺寸夹杂物的数量减小。X80管线钢中的夹杂物多为Ca、Mg、Al、O、S等元素组成的硫化物-氧化物复相夹杂,不同类型的夹杂物在不同轧制过程中变形行为不相同。     

电渣重熔GCr15SiMn轴承钢轧材夹杂物特征研究

以转炉-LF精炼-VD-模铸-轧机开坯-电渣重熔为工艺流程生产的GCr15SiMn轧材为对象,利用扫描电镜和能谱仪(SEM-EDS)分别对钢材垂直和平行轧制方向边缘、1/2半径处和中心部位夹杂物的类型、形貌、数量和尺寸进行了分析和讨论。结果表明,轴承钢GCr15SiMn轧材中夹杂物主要为单一镁铝尖晶石夹杂物、单一氮化钛夹杂物以及以镁铝尖晶石为核心,以氮化钛为外围的复合夹杂物和少量的钙铝酸盐夹杂物等;垂直轧制方向夹杂物数量在边缘部位分布最多,在1/2半径处分布最少,夹杂物总体尺寸由边缘部位到中心部位逐渐增大,夹杂物长宽比多分布在1~2之间;平行轧制方向夹杂物数量也是在边缘部位分布最多,在1/2半径处分布最少,相比边缘和中心部位,1/2半径处夹杂物总体尺寸在≥4μm范围内的比例以及夹杂物长宽比在≥3范围内的比例都最大。     

大型鍛件中非金属夹杂物的牲质和来源

过去15年,对于很多锻件,为了查明缺陷的性质和来源,而采用了超声波检验,并对其进行过研究。锻件采用Ni—V—Mo钢、Ni—Cr—V—Mo钢和Cr—V—Mo钢,用直径1370～3300毫米的钢锭锻成。钢全部用碱性电炉熔炼,对钢水进行真空铸锭或真空碳脱氧。在所研究的全部实例中,超声波缺陷均系非金属夹杂物所致。从有非金属夹杂物的锻件取样,精心制成薄片试件供冶金试验。为了查明夹杂物的成分,用电子探针进行定量和定性分析。所观察的非金属夹杂物的组成,由于钢水在浇铸和凝固时,来源物质的不同,所以要确定其原始组成是困难的,须按其主要成分查明来源。根据多种电子探针分析的结果,对非金属夹杂物的基本成分来源进行分类。非金夹杂物实际上是从外部混入的。论述了典型夹杂物的形态成因,从其生成阶段到与外部物质混合产生夹杂物所涉及到的装置,都进行了根源分析。     

汽车大梁钢中大型夹杂物数量以及来源分析

通过大样电解方法研究了汽车大梁钢中大型夹杂物。结果表明,稳态铸坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Al_2O_3等复合氧化物为主;头坯中大型夹杂物以Ca O-Al_2O_3、Ca O-Mg O等复合氧化物为主;混浇坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Al_2O_3、Si O_2-Mn O等复合氧化物为主;尾坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Ca O等复合氧化物为主。