稀土对L360管线钢低温冲击性能的影响

工业化生产L360RE管线钢,研究了微量稀土对L360钢中夹杂物变质以及热轧组织和低温冲击性能的影响。结果表明,L360管线钢中添加0.0062%的稀土,可使O、S含量显著降低,钢液的洁净度显著提高;夹杂物种类由MnS夹杂物和Al₂O₃-CaO复合夹杂物转变成含稀土的RE₂O₂S夹杂物,且大尺寸的长条状或不规则形状的夹杂物转变为小尺寸的球状夹杂物;晶粒尺寸减小,显微组织细化;室温至-60℃的横向冲击能量均增加。-60℃下,L360RE管线钢的横向冲击吸收能量较L360管线钢提高了19.2%。     

钇基稀土对高强船板钢夹杂物及低温冲击性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析方法,研究了钇基稀土含量对EH36高强船板钢夹杂物和低温冲击性能的影响。结果表明,EH36钢中添加适量稀土能够显著提高钢材的低温冲击性能。钢中稀土含量为0.018%(质量分数)时,-40 ℃横向冲击性能提高了59.4%,-60 ℃横向冲击性能提高了65.7%。低温冲击断口形貌由无稀土钢样的解理断面转变为韧窝断口,韧窝底部的细小球状稀土复合夹杂物对裂纹扩展起到缓冲作用,阻碍了裂纹的扩展。同时,稀土可以将EH36钢中长条状Al₂O₃-CaO-MnS夹杂物变质为细小的类球状稀土夹杂物,夹杂物粒径从约5 μm细化到3 μm以内。     

稀土Y对TWIP钢力学性能的影响机理

利用GNT系万能试验机和Sigma 300场发射扫描电镜研究了稀土Y对TWIP钢(22Mn-1.5Al-0.6C)力学性能及夹杂物的影响。结果表明,添加稀土Y后,试验TWIP钢的强度和韧性均有提高,抗拉强度由725 MPa提高到752 MPa,屈服强度由290 MPa提高到312 MPa,冲击吸收能量由178.9 J提高到207.7 J,而硬度和断后伸长率则小幅降低。稀土Y细化了TWIP钢晶粒,且钢中MnS、Al₂O₃以及MnS+AlN复合夹杂改性成Y₂S₃、Y₂S₃+Y₂O₃、AlN+Y₂S₃夹杂。夹杂物分析结果显示,大部分夹杂物的数量和尺寸都有明显的减小,有利于试验钢综合力学性能的提高。     

稀土对A572 Gr.65钢电化学腐蚀行为的影响

目的提高A572 Gr.65钢的耐蚀性能。方法通过向A572 Gr.65钢中添加La和Ce的混合稀土,得到不同稀土含量的A572 Gr.65钢。以3.5%NaCl溶液为腐蚀介质,借助电化学工作站、XRD和SEM等手段分析表征了不同稀土含量的A572 Gr.65钢的电化学腐蚀行为。结果稀土能使A572 Gr.65钢腐蚀电位正移,腐蚀电流减小。当稀土质量分数为0.0047%时,腐蚀电位最正,为-0.50V,腐蚀电流密度最小,为2.77×10-6 A/cm2,极化曲线的阳极部分存在明显的活化-钝化过渡区,有明显的钝化过程。不同稀土含量的A572Gr.65钢的阻抗谱均由单一的容抗弧组成,容抗弧半径代表着对电荷传输的阻碍能力,稀土质量分数为0.0047%时,容抗弧半径最大,对电荷传输的阻碍能力最大。稀土可以使钢中的夹杂物变性,使夹杂物由Ca S和Al2O3-Ca O变为稀土的氧硫化物,夹杂物尺寸由5μm变为2μm,减小腐蚀发生的活性区。此外,稀土离子可以提高阴极极化率,使腐蚀产物中不稳定的γ-Fe OOH含量减少,增强锈层的稳定性、致密性和附着能力,增大电荷转移的阻力,有效阻碍侵蚀性Cl-的侵入。结论稀土的添加能有效提高A572Gr.65钢的耐蚀性,稀土质量分数为0.0047%时,试验钢的耐蚀性最好。腐蚀过程中,由点蚀逐渐转变为均匀腐蚀,活性点的形成和阳极溶解速度为整个腐蚀过程中的限制性环节。     

Mg对X80管线钢夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响

在实验室条件下,对X80钢进行了镁处理和热处理试验,分析了镁对钢中夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,镁处理后,钢中钙铝酸盐类夹杂物含量减少,MgO·Al₂O₃夹杂物含量增加。Mg含量进一步增加,钢中会形成MgO夹杂物,导致MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物含量减少。镁处理对钢中硫化物、碳化物和氮化物的类型和含量影响不大。镁处理可使钢中小尺寸夹杂物数量增加,夹杂物尺寸平均值减小。镁处理X80钢热处理后,钢中夹杂物主要为尺寸小于1 μm的MgO·Al₂O₃,具有钉扎晶界的作用,从而使镁处理后试样的奥氏体晶粒尺寸明显减小。     

铈对S32750超级双相不锈钢低温冲击性能的影响

通过夏比冲击和示波冲击方法分析了两种Ce含量S32750超级双相不锈钢在20~－100 ℃范围内的冲击吸收能量及能量构成差异,利用Aspex自动扫描电镜分析仪、SEM、EDS研究了Ce对钢中夹杂物的改性行为及冲击断裂行为的影响。结果表明:高Ce试验钢的抗低温冲击断裂性能明显优于低Ce试验钢,前者韧脆转变温度相较后者下降16 ℃;Ce的添加使得试验钢－80 ℃冲击吸收能量提高45 J,其主要源于裂纹扩展能W_p的提升(76%)。冲击断口形貌观察和夹杂物分析结果显示,低Ce试验钢在－80 ℃冲击断口表现为完全解理断裂;相较于低Ce试验钢,高Ce试验钢中Al₂O₃夹杂显著减少,多为改性后的铈铝氧复合夹杂;硬脆Al₂O₃夹杂数量的减少有效改善了钢的冲击性能。     

保温时间对U75V重轨钢中夹杂物的影响

通过真空感应炉冶炼U75V重轨钢,在箱式电阻炉中将试样加热到1100 ℃,分别保温30、60、90 min,使用扫描电镜对夹杂物进行分析。结果表明,未经热处理的试验钢中,夹杂物类型主要有3种,分别为MnS、Al₂O₃及MnS-Al₂O₃夹杂物。长条状MnS夹杂物随保温时间的延长有分裂趋势,保温90 min时,MnS夹杂物平均圆形度为1.86,与未经热处理的试样相比,圆形度降低了1.52。Al₂O₃夹杂物在保温30、60 min时,形态、大小变化不大,但数量减少,保温90 min时,部分Al₂O₃夹杂物尖锐棱角发生钝化,圆形度略微减小。试样经1100 ℃均热处理后,复合夹杂物增多,随着保温时间的延长,MnS-Al₂O₃夹杂物中MnS和Al₂O₃成分分布发生变化,外层的Al₂O₃有向内部运动的趋势,保温90 min时,夹杂物内部Al₂O₃富集,外包裹层中Al₂O₃含量极低,MnS-Al₂O₃夹杂物逐渐形成以Al₂O₃为核心,MnS外层包裹的复合型夹杂物,从而减小了对钢基体的损伤。     

铝脱氧含硫钢结瘤现象的分析

对某厂铝脱氧含硫QC40钢的结瘤现象进行了分析研究,取样分析了浸入式水口内壁的结瘤物,并对棒材夹杂物进行了分析。经扫描电镜及能谱分析发现结瘤物分为两层结构,靠近水口内壁层的结瘤物主要是MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和低熔点CaO-Al₂O₃;第二层的结瘤物主要是MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和CaS。棒材中的夹杂物主要为MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和CaS夹杂物。分析认为出现这种结瘤现象的原因是CaS属于高熔点夹杂物,但其和钢水的润湿角为87°（小于90°）,属于和钢水润湿性较好的夹杂物,而MgO·Al₂O₃和高熔点CaO- Al₂O₃与钢水的接触角均大于90°,属于高熔点且与钢水润湿性差的夹杂物,因此出现了CaS夹杂物仅能在第二层结瘤的现象。利用FactSage软件对铝脱氧含硫钢的钙处理工艺进行了理论优化,认为通过优化钙处理工艺,减少二次氧化等措施,能够减少乃至杜绝浸入式水口的结瘤行为。     

稀土处理HRB400E钢洁净度研究

为了研究稀土对HRB400E螺纹钢中夹杂物成分和形貌的影响,对稀土处理后螺纹钢中可能存在的夹杂物进行热力学计算,并通过扫描电镜及能谱仪对稀土处理前后 HRB400E钢中夹杂物进行了表征和分析。结果表明,稀土可在现场冶炼时加入到螺纹钢中并且质量分数达到0.003 2%;稀土有净化钢液的作用,使钢中S质量分数从0.018%降低到0.004%,降低了77.78%;热力学计算表明,稀土质量分数为0.003 2%时,夹杂物生成的可能性由高到低为REAlO₃、RE₂O₂S、Al₂O₃。稀土对HRB400E钢中硫、氧化夹杂物有良好的改质效果,将夹杂物变质为RE₂O₂S和REAlO₃,稀土元素与S结合使钢中MnS夹杂的析出减少,有利于钢材综合性能的提升。     

10B21微合金钢生产工艺全流程洁净度分析

为了探究影响10B21钢生产稳定性的因素,提高钢材的质量,满足客户需求,对全流程洁净钢夹杂物进行取样分析。结果表明,全流程各工位的夹杂物的类型主要为7种类型,分别为CaO-Al₂O₃-MgO-CaS-TiN、CaO-Al₂O₃-MgO-CaS、Al₂O₃、MnS、MnS-Al₂O₃、Al₂O₃-TiN和MnS-TiN,除了转炉工位的样品夹杂物类型相对复杂,其余工位夹杂物主要是CaS-Al₂O₃-MgO-CaO-TiN,不同炉次氧氮含量波动较大,尤其是转炉终点氧含量控制不稳定,LF精炼过程中夹杂物变化幅度大,且软吹操作后生成尺寸为80～100μm的大型球状夹杂物,其主要成分是CaO-Al₂O₃-MgO-CaS-TiN,即以氧化钙氧化铝为形核中心外部伴生有氧化镁并被硫化钙以及氮化钛包裹的...     

纳米氧化物合金化对低合金高强钢熔敷金属组织和性能的影响

针对新型钢铁材料焊缝熔敷金属的韧化问题,采用直接氧化物合金化这一新型方法,通过焊接材料实现了纳米氧化物颗粒向液态熔池中的过渡,研究了纳米氧化物对低合金高强钢焊缝熔敷金属组织性能的影响. 结果表明,纳米Al₂O₃,TiO₂和稀土氧化物的添加使焊缝中生成了大量弥散分布、尺寸为0.2～0.8 μm的细小球形复合夹杂物,有效提高了针状铁素体的形核能力,形成了大量板条束尺寸约1～2 μm、且均匀分布的针状铁素体. 纳米氧化物的添加使熔敷金属的冲击韧性显著提高,尤其是添加二氧化钛和稀土氧化物的焊缝,其-20℃冲击韧性达到了150 J/cm2以上,比无氧化物添加的焊缝冲击韧性提高67%.     

精炼渣成分对42CrMo钢洁净度的影响

为了研究不同精炼渣对42CrMo钢中洁净度和夹杂物数量、尺寸的影响,采用渣-钢平衡试验和FactSage热力学理论研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元渣系对42CrMo钢中洁净度和夹杂物控制的影响规律。结果表明,当初渣碱度(CaO/SiO₂的质量比)和钙铝比(CaO/Al₂O₃的质量比)分别为5和1.8时,能将钢中T.[O]质量分数降至7.5×10^-6,同时夹杂物尺寸控制良好,均小于8μm,在该渣系条件下,42CrMo钢的精炼效果最好;研究还表明,钢中夹杂物成分受渣系影响较大,特别是钢中夹杂物Al₂O₃含量受渣中Al₂O₃活度影响较大,Al₂O₃活度高的精炼渣渣系去除夹杂物Al₂O₃的能力弱,导致此精炼渣系下钢中夹杂物Al₂O     

Effects of Modified Inclusions and Precipitates Alloyed by Rare Earth Element on Corrosion and Impact Properties in Low Alloy Steel

This study has focused on the morphology and distribution of inclusions and precipitates modified by rare earth (RE) elements, which has a decisive influence on microstructure, corrosion properties and impact behaviors in Q355 low alloy steel. Characterized by the method of electrolytic extraction and ASPEX-scanning electron microscopy (ASPEX-SEM), small-sized spherical RE inclusions have been modified to replace elongated MnS and large-sized Al₂O₃. Q355RE steel after RE alloying has lower corrosion rate and higher value of α/γ, due to the formation of stable and dense rust layers. Q355RE steel also exhibits better resistance to fracture at low temperature, owing to the presence of RE modification to inclusions and its effects on reducing crack initiation and propagation. Nano-scale RE precipitates containing sulfur and phosphorus is observed along grain boundaries by transmission electron microscopy (TEM). The purification of grain boundaries by RE is beneficial to the improvement of corrosion and impact properties.