含稀土钢水口结瘤机理的探讨

应用化学分析,X-射线荧光分析,X-射线结构分析,定量金相图象分析仪、电子探针、离子探针、扫描电镜等测试方法,对大量的高铝水口结瘤实物进行了分析.实验结果表明:钢瘤中有大量的稀土硫氧化物、稀土氧化物以及稀土铝酸盐;水口结瘤主要是由于钢液中这些稀土夹杂物在水口处粘附、烧结而造成的.钢液中稀土与水口耐火材料作用所生成的铝酸稀土与钢液中稀土夹杂物之间的界面能较低,有利于稀土夹杂物在其上粘附和烧结,起着衬底的作用,促进了结瘤.改变水口材质和脱氧剂,均对防止结瘤有较大的影响.     

稀土铈对夹杂物特征的影响

通过试验冶炼稀土钢,采用扫描电镜与能谱仪,结合热力学计算分析稀土钢中夹杂物的成分以及形貌、尺寸分布等特征,研究稀土钢中夹杂物成分演变机理和稀土添加量对夹杂物特征的影响规律,从而实现稀土钢中夹杂物的精确控制。研究结果表明:在1 873 K时,稀土钢中CeAlO_3和Ce_2O_2S夹杂物最为稳定。稀土钢中铈质量分数为0.015%时,冶炼过程中CeAlO_3+Ce_xS_y夹杂物逐渐转变为Ce_2O_3,且夹杂物中Al_2O_3质量分数和Ce_xS_y质量分数降低。稀土钢中铈质量分数为0.028%时,夹杂物主要为Ce_2O_2S。冶炼初期稀土氧化物较多,随着钢液中溶解氧质量分数的降低,过剩的稀土Ce与硫结合,使得稀土硫化物逐渐增多。增加钢液中的铈含量,CeAlO_3夹杂物减少,Ce_2O_2S增多。将铈含量从0.015%增加到0.028%时,夹杂物平均尺寸由2.83μm降低为2.66μm。     

稀土处理钢的偏析和夹杂物偏聚

为了研究钢中稀土夹杂物的分布和元素偏析,解剖了三支钢锭和一些钢坯。结果表明,稀土处理后,钢中 MnS 消失而形成稀土的硫化物和硫氧化物。这些稀土夹杂物与金属晶体一起沉降到钢锭底部形成夹杂物的宏观偏聚区,从而导致锭中稀土、硫及氧的偏析并使硫呈现反常分布。稀土夹杂物分布在铸态晶粒内部因而使枝晶间的组织发生变化,改善了铸态材料的性能。加入稀土金属的方法不同,锭中夹杂物的偏聚和钢中元素偏析状态亦有差别,一种锭模内加入法获得良好的结果。     

X52高频直缝焊管热影响区裂纹原因分析

采用金相显微镜和扫描电镜检验X52试验钢焊管裂纹断口和夹杂物形貌，并对夹杂物进行微区成分分析，确定了钢中存在大量密集分布的稀土硫化物和稀土硫氧化物层带状夹杂是形成裂纹的主要原因，层带状夹杂物在高温和焊接挤压力的作用下内部分离而产生裂纹。     

稀土对低碳低硅钢中夹杂物的影响研究

针对低碳低硅钢的生产工艺情况,在RH处理过程中添加稀土合金,研究稀土对夹杂物的影响。研究表明,当钢中稀土含量为0. 003 2%～0. 004 1%时,与加入稀土前相比钢中大颗粒夹杂物数量减少,小颗粒夹杂物比例增加,钢中的夹杂物的形貌由球形、团簇形、条形等变为球形,夹杂物类型由氧化物变化稀土硫氧复合夹杂物和稀土氧化物。     

钇基稀土处理对E36铸坯夹杂物的影响

为了控制钢液中夹杂物的形态,确定稀土Y和Ce与O、S反应的先后顺序及稀土夹杂物的形成规律,对E36船板钢稀土变性夹杂进行了热力学计算和试验研究,运用扫描电镜及能谱仪观察分析了E36铸坯中典型夹杂物。实践结果表明:Ce与Y相比要优先与O、S反应;稀土夹杂物形成的顺序为Re2O3、Re2O2S、Re2S3;生成的稀土复合夹杂物尺寸以15、50μm为主,相比未加稀土的夹杂物减少了20~55μm,并且呈规则球状。稀土氧化物多位于铸坯上1/4,稀土硫氧化物多位于铸坯的1/2处;稀土能改善夹杂物的形态、尺寸,对改善钢的性能非常有利。     

J55钢套管坯裂纹分析

采用金要等方法,对Ｊ５５钢套管坯上的裂纹进行了分析。结果表明：管坯裂纹是因热轧宽钢带基材中存在大量聚集分布的稀土硫氧化物和氧化铝夹杂所至。     

MnS在Ti-Al复合脱氧氧化物上的析出研究

采用高温电阻炉,通过改变不同冷却条件和不同硫含量,系统研究了Ti-Al复合脱氧夹杂对MnS夹杂物析出量和形貌的影响。试验结果表明:冷却速率对MnS的析出有着重要的影响。当钢液中硫的质量分数从0.001%增加到0.01%时,在炉冷条件下,MnS析出量随着钢液中硫含量的增加而增加。但是在水冷条件下,MnS的析出量不随钢液中硫含量的增加而变化。当钢液中w([S])0.008%时,所有氧化物夹杂表面都会析出MnS夹杂;当0.002%≤w([S])0.008%时,复合氧化物夹杂中MnO+SiO2含量越高,MnS越容易在氧化物上面析出。复合夹杂物中Ti3O5和Al2O3对MnS的析出没有明显影响。当w([S])0.002%时,基本没有MnS夹杂析出。MnS在低熔点氧化物上呈镶嵌状析出,在高熔点上呈包裹状析出。     

变质处理对复相耐磨铸钢硫氧化物夹杂形态的影响

在实验和检验分析的基础上，探讨了变质处理对复相耐磨铸钢中硫氧化物夹杂形态的影响。研究结果表明，复相耐磨钢中硫氧化物形态与钢中残余镁含量、残余稀土含量有直接关系。     

稀土微合金化对BT100H钢基础特性的影响

文章设计了加入稀土和不加稀土两个钢种,研究稀土微合金化对BT100H用钢CCT曲线、淬透性及夹杂物形貌的影响。实验研究表明,稀土微合金化使得BT100H用钢CCT曲线贝氏体区增宽,Ms点上移;稀土微合金化提高BT100H用钢的淬透层深度和淬硬性,稀土的加入使得非金属夹杂物形貌由不规则四边形转变为球形,扫描电镜显示,稀土的加入,使得非金属夹杂物组成由Al、Mg、Ca、S、O构成的复合硫氧化物转变为核心部分是以稀土铝氧化物为主,周围主要由Ca-S-RE夹杂包裹的复合夹杂。     

Ce对A36船板钢显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和室温拉伸等检测技术研究了A36稀土船板钢的组织与力学性能。结果表明,在钢中添加稀土会细化和均匀组织,使铁素体晶粒明显变小,带状珠光体组织更加弥散地分布在铁素体基体中。稀土元素的加入能改善钢的力学性能,使抗拉强度提高了6%,屈服强度提高了8%,断面收缩率和伸长率均有提高。通过拉伸断口的宏观和微观形貌分析,A36稀土钢的断口呈韧性断裂,断口韧窝明显变深变小,在韧窝底部有球状夹杂物出现,经能谱分析,夹杂物主要是稀土硫氧化物和铝酸盐。     

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。     

稀土对等离子束表面冶金涂层组织的影响及热力学分析

 采用直流放电压缩电弧等离子束表面冶金技术,在Q235钢表面制备了添加混合稀土氧化物的铁基合金涂层,研究了稀土对等离子束表面冶金涂层组织的影响。结果表明：添加适量的混合稀土氧化物可有效改善冶金涂层的组织和性能。另外,采用热力学方法,分析了稀土氧化物对冶金层中夹杂物的变质作用。分析结果表明：在冶金熔池中,稀土氧化物(Ce2O3)可以被碳还原为稀土元素,这些稀土元素与氧、硫反应生成稀土硫氧化物,起到脱氧、脱硫和净化熔池的效果,从而抑制冶金层中凝固裂纹的形成。     

稀土处理钢中夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响

分析了稀土处理钢中夹杂物的特征(夹杂物种类、尺寸分布和体积分数)对微观组织中针状铁素体形成的影响.结果表明,钢中夹杂物种类和体积分数对针状铁素体组织的形成非常重要.稀土氧化物(包含稀土氧硫化物)与铁素体具有低至1.9%的错配度降低针状铁素体在夹杂物表面的形核能垒,从而促使它在稀土氧化物上形核.反之,稀土硫化物与铁素体具有高达42.5%的错配度不能诱导生成针状铁素体组织.此外,微观组织中针状铁素体的体积分数随着夹杂物体积分数的增加而增大,当钢中夹杂物体积分数是9.5×10-4时其体积分数达到53%.      

稀土在连铸结晶器内的加入方法及作用规律

采用喂丝法将混合稀土金属丝添加到连铸结晶器内,达到了降低硫、氧含量,净化钢液,控制钢中夹杂物大小、分布及形态,消除中心偏析、改善铸坯质量的效果。使钢材低温冲击韧性和弯曲塑性明显提高。     

La-Ce处理对75Cr1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验

锯片长期在共振、较大侧压力、拉应力以及与冷却介质接触下服役，要求锯片钢具有一定的弹性强度、疲劳强度、冲击韧性和耐蚀性能。钢中非金属夹杂物会打破钢基体的连续性，易引起钢中裂纹的产生，并对钢的耐点蚀性能有着重要的影响。通过对工业试验所生产的不同稀土含量的75Cr1锯片钢进行夹杂物特征分析、电化学极化试验和腐蚀失重试验，研究了稀土处理对75Cr1钢洁净度和耐蚀性的影响。结果表明，适量的稀土处理可以显著脱除钢中氧、硫元素，变质钢中夹杂物，提高钢基体的耐蚀性。未添加稀土的75Cr1钢中总氧质量分数为0.002 0%,总硫质量分数为0.001 2%;钢中典型夹杂物为Mg-Al-O复合氧化物夹杂和CaS+MnS夹杂，夹杂物平均尺寸为2.1μm;钢的点蚀电位和自腐蚀电位分别为-410 mV和-1 000 mV。铈质量分数为0.013 6%和镧质量分数为0.007 2%的75Cr1钢中总氧质量分数和总硫质量分数分别为0.001 1%和0.000 8%;钢中典型夹杂物为RE_xS_y+CaS以及少量的Al₂O₃夹杂，钢中夹...     

添加稀土对钙-铝脱氧钢性能和夹杂的影响

检验了三个20MnCr5级的电弧熔炼箱式渗碳钢钢锭添加不同量的铈镧金属后的效果。为了避免增加夹杂总量,有必要最少量地加入稀土。形成这些夹杂的原因是稀土加入量较少形成的稀土(钙、铝、锰)氧化物的上浮力差的缘故,而随着稀土量的增加,稀土硫化物和氧化物的形成,钢的洁净度得到了改善,钢锭的夹杂特征可以从钢的机械性能上反映出来。钢的热延性,室温抗拉性、冲击性、抗疲劳性能等,根据夹杂参数如:尺寸、形态、分布和成份的差异而发生相应的变化。     

包钢稀土钢的进展及技术方向分析

采用铁水脱硫-复吹转炉-LF精炼-VD脱气/RH处理-CC连铸工艺,加入稀土后收得率与钢种、硫氧含量波动不密切,与工艺类型相关性强。不同钢种,稀土对钢中夹杂物的变性作用不同,但加稀土后,钢中夹杂物尺寸减小,更加弥散化分布,并由此提升疲劳性能与冲击性能。加入稀土通过推迟上贝氏体的形成和抑制焊接过程中奥氏体晶粒的长大,改善钢板的焊接性能。     

苏联用过滤法净化钢液

【据苏联《铸造生产》1986年第6期报导】在生产中研究了用稀土过滤法净化钢液的方法。稀土和氧、硫化合物,存在于凝固前的钢液中,并以非金属夹杂的形式析出。将钢水输入粒状过滤器,能较完全地净化稀土夹杂,从而进一步提高钢的质量。试验研究了20钢(作空气冷却设备盖壳用,0.02％C,0.02％S。比钢采用碱性电弧炉—3M_2冶炼。在溶液中用硅锰、硅铁、硅钙、硅钙合金和部分铝合金     

含铈IF钢中铈夹杂物的热力学分析及实验研究

研究了含铈IF钢中铈夹杂物生成的热力学规律,以及铈对钢液中Al_2O_3夹杂物的变质机理,并采用扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的主要夹杂物,结果表明,铈在氧、硫含量均小于0.0006%的超低氧、硫IF钢中仍能够同时脱氧、脱硫、脱磷,具有净化钢液作用;含铈IF钢中的稀土夹杂物主要为Ce_2O_3、Ce_2O_2S、CeAlO_3夹杂物,各稀土夹杂物呈球状或椭球状,且尺寸均小于2μm,钢中未发现稀土硫化物夹杂;含铈IF钢中的Al_2O_3夹杂物被铈变质为尺寸较小的CeAlO_3夹杂物。