斯太尔摩工艺参数对72A钢盘条氧化铁皮剥离性能的影响

用扫描电镜和弯曲试验研究了吐丝温度和斯太尔摩风冷线Ⅰ～Ⅲ段冷却速度对72A钢盘条（/%:0.70～0.75C,0.15～0.35Si,0.35～0.60Mn,≤0.025P,≤0.025S）氧化铁皮层厚、组成结构和剥离性的影响。结果表明,氧化铁皮的剥离性主要与铁皮厚度有关,10～20μm厚的氧化铁皮具有较好的机械剥离性。FeO层与氧化铁皮的剥离性呈正相关关系,FeO层达到9μm以上具有较好的剥离性,Fe₃O₄层与氧化铁皮剥离性呈负相关关系;FeO层厚比随冷却速度的提高而增加,当吐丝温度到910℃,提高斯太尔摩风冷线各段冷却速度,Ⅰ段为6～7.5℃/s,Ⅱ段为12～20℃/s,高碳钢盘条的机械剥离性得到了有效改善。     

铬元素添加对热轧低碳钢高温氧化行为的影响

 为了研究铬元素和加热工艺参数(加热温度、保温时间)对热轧低碳钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用,采用热重分析法研究了铬含量对低碳钢在1 100~1 250 ℃空气中氧化行为的影响规律,计算了氧化速率常数,并对比了不同试验条件下氧化铁皮的物相组成、显微结构以及微区元素占比。结果表明,所有氧化过程均呈现两阶段特征,即初期氧化动力学曲线呈线性规律,中后期逐渐转变成抛物线规律,而从线性到抛物线转变所需时间会随着钢中铬含量的升高而缩短;同时,铬元素添加后氧化铁皮的结构由最外侧的Fe₂O₃层、中间的Fe₃O₄层和FeO层以及靠近基体的富铬尖晶石(FeCr₂O₄)层组成,FeCr₂O₄层在氧化过程中通过阻碍铁离子和电子的外扩散,降低了氧化速率,从而显著提高低碳钢的抗高温氧化性能。     

含Cr合金钢线材氧化铁皮分析与工艺优化

研究了低碳钢、低合金钢以及含Cr的合金钢不同温度时的氧化情况，测量铁皮厚度并对铁皮进行物相分析，发现含Cr的合金钢线材在850℃氧化时，容易生成Fe₃O₄，且缓冷时铁皮又以Fe₂O₃为主。正常轧制时，含Cr的合金钢线材在850℃吐丝以及缓慢冷却时容易生成以Fe₃O₄为主要成分的铁皮，对后续的酸洗除鳞不利。提高吐丝温度到900℃以上，并且吐丝后开启保温罩，可以提高FeO的含量，从而改善氧化铁皮的除鳞性能。     

硅钢高温氧化铁皮的显微结构表征

利用电子探针面分析、状态分析及电子背散射衍射相分析技术研究硅钢高温氧化铁皮的显微结构。电子探针面分析可以直观的看出元素的分布状态,初步判断氧化铁皮的结构,而状态分析可以准确表征常规氧化铁皮中铁元素的状态,对于合金元素富集区域则通过电子背散射衍射相分析技术来标定。结果表明,高温氧化铁皮的结构主要有4层,即最外层为厚度约为10 μm的Fe₂O₃相,次外层为Fe₃O₄相,中间层为FeO相上分布有颗粒状的Fe₃O₄相,最内层为FeO相和Si元素富集的Fe₂SiO₄相。其中Fe₂SiO₄层的分布特征与加热温度密切相关:1 100 ℃时,Fe₂SiO₄相呈颗粒状,弥散分布在FeO层;1 200 ℃时,Fe₂SiO₄相呈液态,侵入基体和疏松的FeO层,且沿着FeO晶界呈网状分布。     

Fe-2.2%Si钢在不同气氛下的高温氧化行为

 为了探究硅元素、加热工艺参数(气氛、温度以及时间)对Fe-2.2%Si钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用及影响机理,利用热重分析仪(TGA)研究了Fe-2.2%Si钢在600~1 150 ℃干燥空气和水蒸气条件下的高温氧化行为,利用试验得到的氧化增重数据计算出了氧化速率常数和氧化激活能,并建立了氧化动力学模型。此外,还明确了在2种气氛下氧化铁皮的生长机制与结瘤机理。试验结果表明,在2种不同氧化气氛下得到的氧化增重曲线均符合抛物线规律。当氧化气氛中含有水蒸气时,试验钢的氧化速率提高,氧化激活能降低,导致了试验钢的氧化增重增加。在2种氧化气氛下,试验钢的氧化产物均由氧化铁皮和氧化铁皮与基体界面处的富硅层组成,但在水蒸气下得到的试验钢的富硅层疏松多孔,且氧化铁皮中出现大量的孔洞以及裂纹。其氧化机制主要是氧化铁皮生长过程的生长应力以及水蒸气的存在导致生成的H₂向外扩散,造成氧化铁皮出现大量孔洞和裂纹,为氧化介质的扩散提供了通道,有利于气相物质扩散,进而促进了试验钢的氧化行为。此外,由于在氧化铁皮与基体界面形成的富硅层消耗了基体中的硅元素,导致基体表层出现贫硅区,氧化介质可以通过氧化铁皮内部的孔洞和裂纹与基体直接接触,使得该区域基体的氧化速率迅速提高,氧化铁皮厚度迅速增加,从而逐渐形成结瘤形态。     

铌对65SiCrV6弹簧钢氧化增重的影响

 铌对Si-Cr-V系弹簧钢强度和脱碳层特征的影响已受到较多关注,但铌对该系弹簧钢氧化增重影响的研究还较少。以65SiCrV6弹簧钢为研究对象,在其中添加质量分数约0.017%的铌(65SiCrV6Nb)。采用SEM+EDS、XRD、TEM、FactSage化学热力学软件、反应扩散理论和数理统计相结合的方法,从研究铌加入是否会对该弹簧钢在炉氧化增重和氧化铁皮物相组成等产生明显影响的角度,对铌加入是否会对该弹簧钢高压水除鳞难易度产生影响进行评价。结果表明,铌的加入提高了锻态65SiCrV6钢中的珠光体和未溶M(C,N)的相对含量,降低了铁素体的相对含量,并细化了组织。在氧气浓度为2%~7%(体积分数)、加热速度为8~20 ℃/min、保温温度为1 050~1 150 ℃和保温时间为60~90 min等工艺条件下,铌的加入使65SiCrV6钢的氧化增重明显提高,提高幅度为2.54%~27.82%且具有统计学意义。影响试验钢在炉氧化增重的主次效应依次为保温温度>保温时间>加热速度>氧气浓度,保温温度和保温时间对试验钢在炉氧化增重的影响为正相关,氧气浓度和加热速度对试验钢在炉氧化增重的影响为负相关。65SiCrV6钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为14 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min;65SiCrV6 Nb钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min。影响铌对65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度的主次效应为保温时间>保温温度>加热速度>氧气浓度。铌的加入使65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度最小的工艺为氧气浓度为2%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为75 min。由反应扩散控制的氧化固态相变是造成保温温度、保温时间、加热速度和氧气浓度对试验钢在炉氧化增重产生不同影响的主要原因。铌的加入未改变65SiCrV6钢表面氧化铁皮的3层结构特征,氧化铁皮由外向钢基体主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO(或FeO+Fe₂SiO₄)等构成。铌的加入降低了65SiCrV6钢氧化铁皮中Fe₂SiO₄的相对含量,对高压水除鳞有利。     

高碳钢盘条冷却线FeO层厚百分比模型及其应用

72A高碳钢（0.67%~0.73%C）盘条的氧化铁皮总量和氧化铁皮中FeO层厚百分比显著影响盘条的剥离性能。利用人工神经网络和数理方法,建立BP网络模型,实现了高碳钢线材氧化过程中的冷却制度与氧化后生成的FeO层厚百分比之间的复杂的非线性映射关系。将实测的参数与网络模拟结果进行比较得出,建立的BP网络训练精度非常高,泛化能力强,能很好的反应各个因素对FeO层厚百分比的影响。生产应用结果表明,根据BP网络模拟结果改进冷却工艺,适当降低吐丝温度,提高850~720℃区间冷却速度,使氧化铁皮中FeO层厚百分比减小,改善了机械剥离性能。     

基于热轧全流程氧化铁皮控制的耐蚀性工艺

 针对热轧生产流程实际工况,系统研究了热轧、卷取阶段的三次氧化铁皮演变规律,旨在不增加生产成本的前提下,通过调整热轧生产工艺控制氧化铁皮结构,利用热轧后生成的氧化铁皮作为防护屏障,提高钢材耐蚀性能。结果表明,在不同轧制温度下,三次氧化铁皮结构从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO,由于FeO中的阳离子空位密度大,导致其比例最大,并且随着轧制温度增加,氧化铁皮中的FeO层厚度逐渐增厚,并且其比例也逐渐增加。通过模拟连续冷却试验发现氧化铁皮结构转变关系呈现出“C”曲线的形式。在450～550 ℃温度范围内卷取时,FeO发生共析反应程度达到峰值,同时可以看出在高温下卷取可以有效抑制共析转变的发生。通过大量的试验研究表明,获得以先共析Fe₃O₄为主的完整氧化铁皮的结构类型,是有效提高热轧钢材耐蚀性的主要控制方向。因此在国内某钢厂热连轧生产线进行了基于氧化铁皮控制的耐蚀性工艺试轧试验和盐雾试验,结果表明,氧化铁皮完整致密,并且其结构类型主要为先共析Fe₃O₄,因此利用轧制工艺调整改变钢板表面氧化皮结构,钢材耐蚀性能得到显著提高。     

精轧和吐丝温度对SCM435线材氧化铁皮物相结构的影响

线材的氧化铁皮起着保护线材免锈蚀的作用,但是也需要在酸洗时容易除去。影响铁皮除去或结合力的主要是铁皮的厚度和其物相结构。通过对不同轧制条件下的氧化铁皮厚度、物相结构进行检测分析,研究了精轧温度和吐丝温度对φ12 mm SCM435氧化铁皮物相结构的影响。研究表明,随着精轧温度或吐丝温度的升高,SCM435线材的氧化铁皮厚度均会增加,且在800-900℃短时间就会生成较厚(约20μm)的氧化铁皮;由于Cr的氧化选择性,精轧温度在870℃以上,吐丝温度在810℃以上时,随精轧温度或吐丝温度升高,氧化铁皮中FeO比例提高;但是吐丝温度高于860℃后,物相结构的变化趋缓,FeO的比例变化不大。     

22SiMn2TiB钢250 mm连铸坯氧化铁皮分析及工艺改进

采用扫描电镜、EDX能谱仪和X射线衍射仪对22SiMn2TiB钢连铸坯的氧化铁皮除不净的原因进行分析。结果表明,在现行加热工艺条件下容易使钢中Si（0.70%～1.00%）氧化,并在连铸坯氧化铁皮中形成Fe₂SiO₄（铁橄榄石）,经高压水除鳞冷却后Fe₂SiO₄形成类似锚状形貌,将FeO层钉扎住,增加了与基体的附着力,致使氧化铁皮很难完全被除掉。通过优化加热工艺,控制连铸坯加热出炉温度为1 250～1 300℃,可使连铸坯经除鳞点后温度控制在1 173℃以上,减小氧化铁皮与基体的结合力,可有效的解决22SiMn2TiB钢连铸坯除鳞不净的问题。     

HRB400螺纹钢的高温氧化行为及动力学

为了优化HRB400螺纹钢氧化皮结构,以提高耐蚀性能,采用热重法研究了试验钢空气条件下在800、850、900、950、1000和1050℃温度下的氧化行为,建立了氧化动力学模型,计算出试验钢的氧化激活能,借助扫描电镜(SEM)分析和确定氧化皮结构和组成.结合螺纹钢的实际生产情况讨论了螺纹钢氧化皮形成规律,建立了螺纹钢...     

高强焊接用盘条镀铜脱落原因分析

高强焊接用盘条适合于生产650MPaCO2气体保护镀铜焊丝,其焊接工艺性能良好,要求盘条具有良好的综合力学性能,以便于拉拔加工。高强焊接用盘条在镀铜过程中有严重的镀铜不均匀、镀铜后镀层脱落及焊接过程中飞溅等现象,实验室模拟分析认为线材的组织缺陷是晶界氧化,控制退火温度不超过690℃,可以减少晶界氧化,防止镀铜脱落。     

铜渣在CO2-CO混合气体中焙烧实验研究

铜渣是极有价值的冶金二次资源,铜渣的主要矿物成分是铁橄榄石、磁铁矿、铜锍及一些脉石组成的无定形玻璃体.本实验基于热力学分析,用CO₂和CO混合气体来控制体系内的氧势来焙烧铜渣样品.在600℃~9000℃时,焙烧产物为单质铁,此时是混合气体起还原作用.在1000℃,焙烧渣中重新出现了FeO,说明CO₂-CO混合气体体系中产生的氧起了作用.在1100℃时,焙烧4h,焙烧渣中产生了Fe₃O₄,此时焙烧铜渣磁选后全铁含量94.35%,铁的回收率达到了90.8%.在600℃~1100℃,适当条件下焙烧时,铁橄榄石的物相变化为:2FeO·SiO₂→FeO+SiO₂→Fe→FeO→Fe₃O₄, 铁的回收率是随着温度的升高而升高的.在适当范围内, 延长焙烧时间、增大分压比都有利于Fe₃O₄的生成.      

热轧结构钢氧化铁皮结构及其对酸洗质量的影响

为研究热轧结构钢氧化铁皮厚度、结构及其对酸洗质量的影响,设计了"高温、低冷速"和"低温、高冷速"两种热轧工艺,并进行了热轧结构钢的生产制备.利用光学显微镜、扫描电镜分析了带钢宽度方向上氧化铁皮的厚度分布、结构特点和带钢酸洗后的表面形貌;基于不同热轧工艺下氧化铁皮厚度、结构差异,对带钢的酸洗效果以及酸洗色差缺陷的产生机理...