原位统计分布分析技术分析不同中低合金钢连铸板坯横截面上碳、硅、锰、磷、硫、铌、钛、钒

采用金属原位统计分布分析（OPA）技术考察了不同生产工艺条件下不同厚度的中低合金钢连铸板坯横截面上C、Si、Mn、P、S、Nb、Ti、V等元素的分布、富集及中心偏析形态。观察并描述了几种典型的中心偏析形式,如断续的、连续的以及正负偏析呈交错分布状等;发现大多元素的中心偏析模式相对固定,即在沿拉速方向一定厚度范围内具有稳定性;给出了最大偏析度、统计偏析度等定量表征元素分布状态的原位技术特征值;讨论了各元素在板坯中形成偏析的难易程度及常见的分布模式。硫元素的偏析分析结果和传统分析硫偏析的方法-硫印也基本一致。研究表明,原位统计分布分析技术能有效地应用于较宽含量范围内、不同厚度尺寸的中低合金钢板坯的成分分布分析和偏析分析,且其分析结果具有很好的重复性和可靠性。     

船板钢连铸坯中心偏析的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对船板钢连铸坯的中心偏析的特性进行了研究.提出了各元素含量三维分布图、二维等高图、频度分布图、统计均匀度、统计偏析度以及统计疏松度等各种参数,定量表征了船板钢连铸坯的纵剖面以及沿厚度中心线(相当于偏析带)的剖面中各元素的含量的统计分布.船板钢连铸坯的纵剖面中C、Si、Ni等元素的最大偏析位置处于铸坯纵剖面X=4mm附近的偏析带上;Mn、S、P等元素的最大偏析位置处于X=21mm附近的偏析带上.沿板坯厚度中心线剖面的采用原位统计分布分析结果指出在厚度中心线剖面上没有偏析带,硫呈云状(或称团簇状)分布.最大偏析度的数值与纵剖面相当,最大偏析点的位置无规律.沿该板坯厚度中心线剖面上C、S二元素的统计均匀度及统计偏析度的数值与板坯纵剖面上的统计均匀度及统计偏析度数值相当.     

原位统计分布分析技术在连铸板坯成分偏析检测方法中的应用

利用原位统计分布分析技术的可对金属材料中大面积范围内化学成分及分布状态进行快速定量统计分析这一技术特征,对连铸板坯全截面上碳、锰元素的宏观偏析及分布状态进行了定量统计研究。采用化学成分的含量偏析、最大偏析度、统计偏析度、统计符合度等指标,讨论了偏析特征和偏析分布状态。分析结果表明：元素碳、锰偏析产生的重点部位是板宽中心和1/4处,且内弧偏析重于外弧;偏析的分布状态可归纳为三种分布状态,即点、线、面偏析。此技术的应用有利于控制连铸板坯的质量和监控连铸工艺条件。     

管线钢连铸板坯横截面元素的原位统计分布分析

管线钢作为石油、天然气等管道运输的主要材料,其元素分布及组织结构对管线钢强度和韧性有较大影响。实验采用原位统计分布分析技术对管线钢连铸板坯板宽中心到板宽1/4处的中心区域中C、Mn、P、S、V、Ti、Nb元素的偏析和分布状态进行了定量统计分析研究。采用最大偏析度、统计偏析度、统计均匀度等指标对各元素的偏析分布进行了定量表征。研究结果表明,C、Mn、P、S、V、Nb元素的偏析分布形式基本类似,都在板厚中心线附近和板宽1/4处的厚度方向存在由局部富集区域组成的带状偏析带。其中,C、P、S元素的偏析较为严重,统计偏析度达到20%以上。Ti元素没有观察到明显的偏析,在整个分析区域分布比较均匀。     

中低合金钢冲击断口表面的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱原位统计分布分析

通过钢材冲击断口表面的成分分布结果分析影响材料冲击性能的原因,对材料研究具有重要意义。本文提出了小样品非连续异形面的原位统计分布分析表征方法,以激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)获得中低合金钢冲击断口表面的元素含量信息,运用统计分析方法得到断口表面B、Al、P、S、Mn、Ti、V、Co、Cu、Nb等元素的位置分布、统计偏析度、最大偏析度。结果表明,Mn在样品断口表面中部区域存在着较为严重的偏析,统计偏析度高达19.50。通常认为元素的严重偏析必定伴随着夹杂物的聚集,因此由所建立的LA-ICP-MS原位统计分布分析方法得出的Mn存在较为严重的正偏析结果,与扫描电镜分析得到的Mn夹杂物含量偏高的结论具有较好的一致性。     

连铸板坯横截面中心偏析的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对连铸板坯横截面的中心偏析特性进行了研究.通过对C、Si、Mn、P、S等元素在连铸板坯横截面中央与两侧的成分分布规律的对比,发现C,P,S,Mn等元素在连铸板坯横截面中央与两侧的成分分布存在明显差异,在中央部分易形成连续"带状"中心偏析,较两侧的偏析更为严重;Si等元素在中央与两侧的成分分布差异不明显.通过图形合成发现,在整体横截面上元素C、,P,S,Mn形成一条较连续的贯穿的"带状"偏析,而且"带状"偏析的严重程度在一定范围内起伏变化.     

火花源原位统计分布分析技术研究船板钢坯断口样品中碳元素的偏析

以火花源原位统计分布分析方法获得船板钢坯样品表面的元素含量分布信息,运用数据切割的方法将原始火花数据进行切割,然后与实际样品切割进行位置对应,从而实现了通过间接方法得到冲击断口样品侧表面碳元素分布分析数据。采用裁减合并的方法得到碳元素的平均统计偏析度为0.706 8,与实际分析结果取得了很好的一致性。该方法可用于中低合金钢小样品异形面中碳元素的火花原位偏析分布分析。     

原位统计分布技术分析汽车大梁钢坯

采用金属原位分析技术对汽车大梁钢坯横截面上各元素的成分分布、中心偏析、疏松、夹杂等进行质量分析。并采用最大偏析度以及统计偏析度等指标对各元素的偏析程度进行了定量表征。从大梁钢坯横截面整体的原位统计分布二维成分等高图可以直观的看出,在连铸坯横截面上中心部位,硫形成一条较连续的"带状"偏析,磷形成一条不连续的"带状"偏析,其它元素中心"带状"偏析不明显。结果表明,被测连铸大梁钢坯横截面内弧侧有明显的疏松现象,在内弧侧的缺陷位置(缩孔)处富集了少量铝和钙。此技术的应用有利于连铸坯的质量控制和工艺条件改进。     

不锈钢连铸板坯横截面偏析的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对不锈钢连铸板坯横截面成分偏析进行研究,结合金相低倍组织形貌,定量表征了铸坯横截面上各元素含量的统计分布规律。在铸坯横截面上有一环状偏析带,此偏析带碳、硅、钛等元素为负偏析,钙、铝富集呈严重正偏析,且与低倍组织形貌中白亮带精确对应,由电磁搅拌所致。白亮带内侧上、下各有一条偏析带,其成分分布与白亮带相反,碳、硅、钛等元素富集呈正偏析,钙、铝为负偏析,其位置对应于中心等轴晶和柱状晶的交界处。碳、硫、钛的最大偏析点集中于铸坯横截面中部,硅、锰、磷、钙分布于白亮带附近,而铝呈弥散分布。钙、铝、钛为铸坯中主要偏析元素,其最大偏析度和统计偏析度均较高,均匀性较差。     

不同拉速工艺下连铸板坯横截面中心偏析和夹杂物分布分析

采用原位统计分布分析技术对不同拉速工艺下连铸板坯中心横截面的偏析特性和夹杂物分布进行了研究.通过对3.0m/min和4.2m/min拉速条件下C、Si、Mn、P、S及Al系夹杂物在连铸板坯中心横截面的分布规律的对比,发现在低拉速工艺下的样品C、Mn、P等元素在连铸板坯中心横截面的统计均匀性好于高拉速工艺下样品,Si、S等元素则呈现相反的规律;低拉速工艺下的样品中S、P、C等元素易形成"点状"偏析,呈不连续分散分布的特点;高拉速工艺下的样品中S、P、C等元素易形成"带状"偏析,呈连续分布的特点,并位于板厚中心线附近.高拉速工艺下的Al系夹杂物分布不均匀,粒度大,靠近板坯的上下表面;低拉速工艺下的Al系夹杂物分布均匀,粒度小.     

连铸板坯中心线偏析形成机制与轻压下技术

针对连铸板坯中心线偏析,利用原位分析技术对中心线区域进行扫描。发现连铸板坯中心线区域的宏观偏析由正偏析带和负偏析带共同组成,其中碳、磷、硫这3种元素在中心线正偏析带周围有明显的负偏析带。对这种其周围存在负偏析带的板坯中心线偏析提出了相应的形成机制。最后根据形成机制近似推断了轻压下技术中压下速率与临界固相率这2个重要参数...     

不同拉速工艺下连铸板坯横截面中心偏析和夹杂物的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对不同拉速工艺条件下连铸板坯中心横截面的偏析特性和夹杂物分布进行了研究。通过对3.0 m/min和4.2 m/min拉速条件下C,Si,Mn,P,S及Al系夹杂物含量在连铸板坯中心横截面的分布规律对比,发现在低拉速工艺条件下,样品中C,Mn,P等元素在连铸板坯横截面的统计均匀性好于高拉速工艺条件下样品,Si,S等元素则呈现相反的规律,S,P,C等元素易形成“点状”偏析,呈不连续分散分布的特点,Al系夹杂物分布均匀,粒度小;高拉速工艺条件下,样品中S,P,C等元素易形成“带状”偏析,     

动态轻压下在中碳钢铸坯中心偏析控制中的应用

介绍了某厂直弧型板坯连铸机生产中碳钢过程中,通过对动态轻压下技术参数进行优化,完善了动态连铸控制工艺,使中碳钢连铸坯中心偏析得到明显改善,B级偏析率平均由36．84％下降到15．91％。     

轻压下条件下管线钢铸坯凝固组织与中心偏析的关系

 为研究在动态轻压下条件下等轴晶和柱状晶组织与管线钢板坯中心偏析的关系,试验通过改变中包钢水过热度来获得铸坯中心不同凝固组织,并分析不同凝固组织内的中心偏析情况。试验铸坯分别采用热酸腐蚀、化学分析的方法,定性、定量分析过热度在11~32℃之间,铸坯厚度方向上元素含量分布和不同凝固组织中的偏析形貌。结果显示：过热度在14℃以下的坯样中心为等轴晶组织,过热度在20℃以上的坯样中心完全为柱状晶组织;在现有轻压下条件下,中心为等轴晶和过热度为32℃时中心柱状晶组织的坯样中心偏析度均较低,但因铸坯中心整个等轴晶区内会分布着偏析点,因而较之中心柱状晶组织,中心为等轴晶组织中点状偏析分布范围较宽;当中心为柱状晶组织时,适当提高过热度、优化压下量,可降低中心偏析度,提高中心偏析评级。     

高碳钢连铸方坯中心偏析

综述了高碳钢连铸方坯中心偏析的成因和控制方法,分析了电磁搅拌和接近液相线温度的低过热度浇铸技术对消除或改善高碳钢连铸方坯中心偏析的作用和效果。指出低过热度浇铸和二次水膜强化冷却是解决高碳钢连铸方坯中心偏析的有效途径,并可提高拉坯速度。     

轻压下管线钢连铸板坯的原位统计分布分析

针对轻压下两种不同加压分配位置,采用原位统计分布分析方法对两炉管线钢板坯的偏析和致密度进行了对比分析。方法定量检测出了管线钢板坯的偏析和疏松部位及变化情况,从板坯不同部位碳元素分布和致密度的二维等高图中,可以直观地呈现出板坯的缺陷和疏松情况。实验结果表明,连铸过程中,在钢水成分、中包温度、过热度、拉速、压下量均相同,压下分配位置不同的条件下,试验样品中碳元素的偏析和致密度有所不同,不同的压下位置能够改善板坯偏析和致密度,进而提高板坯的质量。     

Time-Series Analysis Technologies Applied to the Study of Carbon Element Distribution Along Casting Direction in Continuous-Casting Billet

The carbon element distributions along casting direction at centerline position, V-shaped segregation band, and columnar to equiaxed transformation (CET) position in continuous-casting billet have been first obtained by the original position statistic distribution analysis (OPA). Different location points at a certain position were formed along the opposite direction of casting direction with the lapse of the time, so the carbon mass fractions of different location points at a certain position can be considered as a time series. Based on the actual result, some typical time-series analysis technologies, such as the autoregressive integrated moving average (ARIMA) model, were used to analyze the characteristics of the three time series. It is found that there is some periodicity in the carbon element distribution at centerline position, and the correlation relationship between centerline position and CET position is closer than that between the centerline position and V-shaped segregation band at the same location point along the casting direction. Moreover, the element distribution along the casting direction is one of the solidifying results with the lapse of the time, so it is possible to investigate the characteristics of the system about the solidification process of continuous-casting billet by using these time series. Then it shows that there is a chaos feature in the system about the solidification process of studied continuous-casting billet on the basis of Hurst exponents and saturated correlative dimensions. Meanwhile, the formation process of carbon element distribution along casting direction can be described as fractional Brownian motion, and the upper and lower limits of the number of internal independent variables were determined in order to describe the formation process of carbon element distributions at different positions of the studied billet. Finally, the stochastic extent at V-shaped segregation band is found to be the largest, and it needs more independent variables to describe its formation process than the other two positions.     

P20中厚板中心裂纹产生原因分析

从P20中厚板的低倍组织、显微组织、低倍制样以及生产工艺等方面对中心裂纹产生的原因进行了分析。结果表明,钢板中心偏析严重、热切割制样时产生较大组织应力和热应力是产生钢板中心裂纹的主要原因。通过降低连铸钢水过热度、在连铸过程中采用电磁搅拌、连铸坯轻压下等技术措施,有效改善了连铸坯中心偏析状况。     

Modeling and control of dynamic soft reduction in continuous slab casting

The centerline segregation in continuous casting steel is known to be formed by the interdendritic enriched liquid flow at the solidification end in strand.At present,several methods,such as thermal soft reduction, electromagnetic stirring and dynamic soft reduction,are available to reduce the center segregation and to improve the internal quality.Although some methods could alleviate center segregation to some extent,they can also give rise to new problems.For instance,thermal soft reduction can lead to surface cracking during casting of some steels and electromagnetic stirring can result in white band.Dynamic soft reduction is an effective technology for the improvement of strand quality in continuous slab casting.In this paper,the key parameters of dynamic soft reduction technology,such as soft reduction region,the total reduction amount,for low carbon steel have been studied based on experimental and theoretical analysis.The soft reduction region was related to the segregation of chemical composition,slab bulging of narrow side and avoiding internal crack of slab.The total reduction amount was composed of natural thermal shrinkage and actual reduction amount depending on critical strain.For low carbon steel with slab dimension of(950 - 1 950) mm×170 mm,the solid fraction range in soft reduction region was recommended from 0.4 to 0.8,the total reduction amount was 2.0 -2.8 mm,and the optimized reduction rate was 0.4 - 1.2 mm/min,respectively.Furthermore,a dynamic soft reduction system in continuous slab casting, Visual Cast-Dynamic,has been developed by multithreading method.It demonstrated that the dynamic soft reduction model in this study was correct with the ability of online control.