酸溶铝和铌含量对取向硅钢夹杂物特征的影响

摘 要：为了掌握Als（酸溶铝）和Nb含量对取向硅钢中夹杂物特征的影响,借助场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱仪(EDS)和图像分析软件研究了钢中夹杂物类型、数量、尺寸及尺寸分布,结合钢液凝固过程中溶质元素的微观偏析模型,重点分析了Als和Nb含量影响钢中AlN和NbN析出的机制。结果表明,钢中的夹杂物以NbN、AlN和AlN-NbN为主,夹杂物尺寸分布由Als和Nb含量综合影响。Als含量的增加使含氧复合夹杂物中Al2O3含量增加,SiO2含量降低,促进了钢中硅酸盐类氧化物夹杂的去除,但大大增加了AlN和AlN-NbN夹杂的偏析析出。Nb含量的增加使夹杂物的平均尺寸变小,促进了钢中NbN在凝固前沿的提前析出和以氧化物为核心析出。Als主要影响钢中的氧化物和氮化物夹杂,Nb通过影响与Als结合的O和N的活度影响钢中氧化物和氮化物夹杂的析出特性。     

石油钻杆钢冶炼过程中夹杂物的析出和衍变

系统分析了国内某钢厂复合脱氧工艺下Cr Mo石油钻杆钢夹杂物在EAF-LF-VD-CC流程中的析晶和衍变规律.由于铝酸盐的上浮,LF冶炼前钢中T[O]含量较低,冶炼过程中氮含量逐渐升高.电镜下钢中大尺寸夹杂物（50μm左右）只出现在LF-VD阶段,主要为低熔点的硅锰酸盐、包含Na₂O的混合物和含有少量CaO的镁铝尖晶石,中间包阶段大尺寸夹杂物完全消失.小尺寸夹杂物（<10μm）出现在精炼全过程中,主要成分是Mg、Al、Si和Ca的复合氧化物、CaS以及二者的复合物,LF冶炼前到中间包阶段小尺寸夹杂物粒径相似,铸坯中其粒径稍微增加.随着精炼过程的进行,钢中小尺寸夹杂物的成分逐渐向复合氧化物的低熔点区域转移,夹杂物中CaO和MgO含量存在竞争关系.铸坯中大型夹杂物（>100μm）包括卷渣引起的复合夹杂,耐材剥落产生的MgO-CaO夹杂和钢液内生的铝酸盐夹杂.内生铝酸盐与精炼过程中小尺寸夹杂物成分相似,外层包覆Ca S,轧制过程中容易破碎成链状引发钻杆钢裂纹.建议适当延长VD处理后钢液的镇静时间,以去除钢中大型铝酸盐夹杂,提高钻杆钢质量.      

帘线钢中酸溶铝含量的变化及其对夹杂物的影响

 研究了采用LD－RH－LF－CC工艺流程生产帘线钢时,钢中酸溶铝含量的变化情况。研究发现,精炼过程中酸溶铝含量略有下降,但连铸过程中酸溶铝含量急剧下降。夹杂物中Al2O3含量随着酸溶铝含量的上升而逐渐增大。SiO2含量降低时夹杂物熔点提高。采用低碱度、低Al2O3含量的顶渣精炼工艺,严格控制钢中w(［Als］)在0.0005%～0.001%范围内,促进夹杂物上浮,有利于钢中氧化物夹杂的数量减少、尺寸细小和塑性化。     

钙处理对钢中非金属夹杂物变性效果分析

从VD钙处理前后非金属夹杂物的组成及尺寸的变化、钢中氧化物与硫化物夹杂变性效果的角度,对某钢厂管线钢的钙处理效果进行了研究.结果发现:经过VD钙处理后,钢水中的非金属夹杂物的尺寸进一步降低,夹杂物的类型也有所变化,脆性Al2O3夹杂与沿晶界分布的有害的MnS夹杂都得到不同程度的变性,但钢中的氧化物及硫化物夹杂均没有达到完全变性的要求.     

钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的调查

通过对国内外5个钢厂所生产的钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的对比分析,找出了国内钢厂在夹杂物形态和成分控制上与国外钢厂的差距,尤其是在夹杂物的塑性和尺寸两个方面.同时还对盘条中T.O、N和Als含量进行了对比,结果表明国外钢厂的控制效果要明显好于国内钢厂.     

帘线钢中非金属夹杂物控制技术

为了满足高强度钢帘线的生产要求,必须降低钢中不变形非金属夹杂物的尺寸和数量。本文对帘线钢中氧化物夹杂物控制机理进行了总结,并对国内几家著名钢厂控制帘线钢夹杂物的措施进行了分析。     

Ce含量对EH40船板钢热影响区夹杂物的影响

利用夹杂物自动分析系统在实验室中研究了钢中Ce含量对热影响区夹杂物演化的作用。结果表明,随着钢中Ce含量的增加,夹杂物的数量密度、平均尺寸和以Al_2O_3为核心的复合夹杂物比例都减少,夹杂物中Ce的含量和含Ce夹杂物的比例都增加,典型夹杂物核心由Al_2O_3+Ce_2O_3变为Ti_2O_3+Ce_2O_3,外部都析出MnS。当钢中Ce质量分数大于140×10~(-6)时,出现以Ti-Ce复合氧化物为核心的夹杂物。随着夹杂物中Ce含量的增加,钢中夹杂物的尺寸减小。Ce氧化物冶金工艺对夹杂物的细化作用明显。     

Mn-Si-Ti-Mg复合脱氧对钢中氧化物夹杂的影响

从氧化物冶金观点出发,研究了Mn-Si-Ti-Mg复合脱氧对钢中氧化物夹杂的影响.利用扫描电镜和Qwin图像分析软件,观察和分析了各种复合脱氧条件下钢中夹杂物的形貌、组成以及粒度分布,并研究了Ti,Mg含量变化对夹杂物的影响.结果表明,Mn对钢中夹杂物的形态和尺寸起到了重要作用;在W[Ti]>0.138%时,Mg含量的...     

帘线钢连铸坯氧化物夹杂分布规律研究

为了探索帘线钢中氧化物夹杂在连铸坯内的分布规律,对铸坯中氧化物夹杂的尺寸和成分进行了取样分析。结果表明,随着凝固时间的延长,帘线钢连铸坯中氧化物夹杂的尺寸由连铸坯表面到心部不断增大。采取连铸快冷及增强凝固末端电磁搅拌的措施后,夹杂物最大尺寸控制在20μm以下。     

Ti处理工艺对钢中夹杂物的影响

采用模拟计算和试验相结合的方式研究了加Ti处理对钢中夹杂物的影响,探明了含Ti氧化物夹杂物的形成条件及演变过程。研究结果表明：在1 600℃温度下,当钢中[O]含量大于22×10^-6时,才会生成含Ti氧化物夹杂物。同时,由于钢中[Als]的存在会抑制含Ti氧化物夹杂的生成,要求在冶炼过程中尽可能避免采用金属Al进行脱氧处理;当Ti处理前钢中[O]含量在80×10^-6以内时,随着[O]含量的增加,夹杂物尺寸未见明显变化;在Ti处理结束后加入Ca粒可对夹杂物进行改性处理,促使MnS在夹杂物上形核,从而有利于促进晶内针状铁素体的形成。     

加热过程钢中夹杂物演变的研究进展

 夹杂物的控制一直是洁净钢领域研究的重要课题,对保证钢材质量和产品性能至关重要。近年来,对夹杂物的研究已由传统的精炼、连铸等工序中的调控扩展到再加热、热轧等热加工过程。为了充分认识再加热过程钢中夹杂物的演变行为,得到加热过程夹杂物的控制策略,综述了国内外关于加热过程钢中MnS、TiN和氧化物等夹杂物演变的研究现状,分别从加热过程夹杂物形貌、尺寸、成分变化以及夹杂物演变机理等几个方面进行了总结介绍,展望了加热过程夹杂物演变在氧化物冶金技术中的利用,以期为夹杂物在铸坯热加工过程的控制研究和热加工工艺的合理调控提供参考。     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。     

稀土处理的无取向硅钢夹杂物控制研究进展

 冷轧无取向硅钢磁性能受钢材化学成分、夹杂物分布、再结晶组织等因素的影响,对炼钢工艺技术具有很高的依赖性。长条状或带有棱角的夹杂物通常比球形夹杂物对矫顽力和磁滞损耗的影响更大,而对磁性能影响较大的夹杂物主要为尺寸小于0.5 μm的夹杂物。总结分析了稀土处理对无取向硅钢夹杂物的影响,包括粗化夹杂物、减少钢中微细夹杂物数量和对夹杂物的球化作用。稀土元素具有很强的脱氧能力,能够有效净化钢液。添加稀土后,钢中生成的稀土氧化物或稀土氧硫化物通常呈球状或近似球状,并且由于稀土元素具有较高的表面活性,生成的微细夹杂物在钢液中更容易聚合长大,可以达到夹杂物改性和粗化的效果。稀土硫化物和稀土氧硫化物熔点高、固溶难,在再加热过程中能够有效减少硫元素的固溶量,抑制冷却过程中细小MnS的析出。此外,AlN、MnS等容易在稀土夹杂物表面析出,由此进一步减少了细小析出物数量。稀土还有改善成品织构的作用,存在最佳的添加量。同时对国内外无取向硅钢冶炼过程中的稀土添加工艺也进行了分析,当前以钢包加入法为主,通过真空下添加稀土,添加稀土前使用Al、Si等对钢水预先脱氧并喷吹脱硫剂,加入稀土后对钢水进行充分搅拌,可以保证稀土处理效果,但在连铸过程中仍存在因稀土夹杂物导致的水口结瘤问题有待研究解决。     

Behaviour of Oxide Inclusions in Liquid Steel: Multi‐QMOM Simulation

The topic of this paper is the study of inclusion properties and behaviour inside a ladle containing liquid steel. A new numerical tool tracks the size and the composition of inclusions during the oxygen removal and the steel refining. Commercial CFD codes (Fluent?), home‐made thermo‐kinetics code and population balance model have been associated to follow oxide precipitates. The long‐term scientific goal of this study consists in proposing actuators to prevent or to eliminate harmful inclusions based on results predicted by the numerical model.     

Theory and Practice of Oxide Inclusion Composition and Morphology Control in Spring Steel Production

Theoxideinclusionsinspringsteelcomemainlyfromtheproductsofdeoxidizationofmoltensteel .Ifthemoltensteelisalloyedwithferrosiliconandfinal lydeoxidizedwithaluminum ,thepropertiesofde oxidization productsarenotdeterminedbythechemicalcompositionofmoltensteel,butbythepropertiesofalloysanddynamicconditionsofdeoxi dization .Forspringsteel ,theoriginaldeoxidizationproductsfoundinfinishedproductsaretridymite ,a luminumsilicateandalumina[1] .Inordertoreducetheamountandthesizeofinclusionswhichdeterio rate…     

Research progress on non- metallic inclusion in tire cord steel for radial tire

With the development of automobile lightweight, the requirements of steel cord for radial tire on inclusions are becoming more stringent. According to the demands of steel cord wire rod on inclusions, the smelting technology at home and abroad and the research progress on the inclusions in the steel cord at present were summarized, and some views on the control direction in future were put forward. With the 90 grade ultra high strength tire cord steel becoming the mainstream product, the Al2O3- rich type inclusion and titanium inclusion remains a difficult point of control. In addition to further strengthening the plasticity control of the inclusions in the process of smelting, the attention also should be paid on the properties and behaviors of the inclusions in each link such as rolling and drawing process, so as to better realize the whole- process control.     

用酸溶法研究钢中超细氧化物夹杂的三维形貌

 钢中超细氧化物夹杂对提高钢材性能有重大意义。介绍了用稀盐酸溶解铁基体后，利用配有特殊滤膜的专用溶剂过滤器，将钢中某些非金属夹杂物与溶液分离的方法。利用带有EDS(Energy Dispersive Spectrometer)的扫描电镜(SEM)对夹杂物形貌进行了观察。结果表明，该方法可以把耐酸的超细氧化物夹杂从钢基体中提取出来，同时可以得到夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息，是一种研究钢中超细氧化物夹杂的有效方法。     

硫化物改质对20MnCr5齿轮钢夹杂物和切削性能的影响

 齿轮钢广泛应用于汽车、机械等传动系统,易切削化是提高齿轮加工效率、降低制造成本的主要途径之一。提高钢中硫元素含量是改善齿轮钢切削性能的有效方式,然而过多的硫元素在轧制时会形成条带状MnS,增大钢的各向异性,因此需要对硫化物进行改制处理。分别采用Ca处理和Mg处理两种方式对20MnCr5齿轮钢进行硫化物改质,通过对力学性能、组织形态、夹杂物分布以及切削性能等表征,对比分析不同改制方式对材料的影响。结果表明,Ca处理和Mg处理后试验钢的强度和塑性保持一致,而Mg处理试样的晶粒尺寸较小,因而韧性较高。Ca处理试验钢中MnS夹杂物数量较多,长条状夹杂物比例相对较高;而采用Mg处理可以有效降低钢中夹杂物的数量,夹杂物平均尺寸有所增大,同时小长径比夹杂物数量增多,但是复合氧化物型夹杂物的数量也有所增加。在240~280 m/min条件下进行了干切削试验,结果表明两种试验钢均出现前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损,其中Ca处理试样的刀具磨损较为严重,同时在较高切削速度下出现了积屑瘤和崩角现象,而Mg处理试样则具有更长的刀具使用寿命,对切削速度的敏感性也较低。分析可知,Mg处理后钢中存在较多的大尺寸球状硫化物夹杂物,提高了应力集中效应,更有利于改善切削性能,因而改制效果更好。