碲对非调质钢中硫化物形态调控的实践

非调质钢中硫化物的形态和分布对产品性能,尤其是磁痕缺陷的产生有重要影响.利用碲改质技术对非调质钢中硫化物的形态进行调控,并将碲改质后的非调钢与国内外产品进行对比,结果表明:在钢中添加碲时,能够有效改善硫化物形态,非调质钢中硫化物长宽比在1～3的硫化物占比达95％ 以上;按照GB/T 10561—2005评级,含碲非调质...     

38MnVS6非调质钢中硫化物碲改质工业实践

分析了未改质和改质后的38MnVS6钢中硫化物形态及评级,研究了碲对钢中硫化物二维及三维形貌的影响;通过对成品棒材力学性能的检测分析,研究了碲对38MnVS6非调质钢力学性能的影响。结果表明：碲改质过后钢中硫化物评级从细系3.0级,粗系2.0级下降为细系2.0级,粗系1.5级,法标评级由F级改质为C级;碲改质后钢中90%左右的硫化物长宽比控制在6以内,50%以上控制在1～3,未改质钢中硫化物大多数为长条状,改质过后以断续状和椭球状为主;改质过后38MnVS6非调质钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等力学性能指标均符合技术要求。     

碲处理改善汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的研究

为研究碲元素对汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的影响,在冶炼过程中喂入70 m的Mn-Te线,加入0.012%Te,通过金相显微镜及扫描电镜对Φ380 mm连铸圆坯及Φ105 mm热轧圆钢的非金属夹杂物进行研究。研究发现,硫化物的形态在连铸坯横向与纵向的形态相同;MnS与MnTe形成共晶化合物,MnTe的存在改变了MnS的析出形态,可以使硫化物形态向短杆甚至椭球态转变,整体长度尺寸变小,平均长度由45μm缩短为15μm;加入0.012%Te后,MnTe与MnS两种夹杂物发生固溶,轧材夹杂物与铸坯相似,而未Te处理的圆钢硫化物随轧制的方向被明显的拉长。     

非调质钢F45MnVS拉伸失效模式分析

利用GX-51型光学显微镜、JSM-6360LV型扫描电镜(SEM)、MH5L型维氏硬度测量仪等对其客户处F45MnVS异常拉伸断裂试样金相组织、断口形貌、截面硬度进行分析.结果 表明:该非调质钢在心部区域硫化物偏析严重,硬度较低,同时表面区域存在明显的加工刀痕,导致异常拉伸断裂.     

微量碲对38MnVS6钢中MnS夹杂物塑性变形的影响

摘要：为探究微量碲改质对钢中硫化物塑性变形的影响机制,对38MnVS6非调质钢中MnS夹杂物进行了微量碲改质工业试验,并探讨了碲对钢中MnS夹杂物的改质机制和塑性变形行为的影响。结果表明,微量碲改质能明显降低试验钢铸坯中硫化物的长宽比,碲改质后不同变形量的轧材中硫化物评级亦有所改善;钢中碲主要固溶于MnS,形成Mn(S,Te)固溶夹杂物,当碲浓度达到析出过饱和度时,以MnTe形式析出于MnS表面并形成MnS MnTe夹杂物;碲良好的硫化物形态调控效果是由于形成显微硬度更高、相对塑性更低的Mn(S,Te)夹杂物;而夹杂物在大变形量轧制条件下的真应变增幅减小导致碲改质后试样中夹杂物的相对塑性反而有所增加;长条状硫化物夹杂在轧制时可能发生先碎化再经历Ostwald熟化的过程。     

汽车用非调质钢38MnVS的研制

汽车用调质钢零件改用非调质钢材制造,具有节能增效等优点,我国正逐渐推广应用。本文将４０ＭｎＢ调质钢与试生产的３８ＭｎＶＳ易切削非调风性能进行比较,介绍了３８ＭｎＶＳ易切削非调质钢中的钒、硫等元素的作用,试生产情况及检测的各种性能。     

非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究

研究了V-Ti微合金非调质钢38MnVS（/%:0.42C、0.76Si、1.33Mn、0.011S、0.013P、0.10V、0.02Ti）的奥氏体动态再结晶过程。通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了变形温度（950～1150℃）和变形速率(0.1～10s^-1)对38MnVS钢奥氏体动态再结晶过程的影响,并建立了Zener-Hollomon参数为变量的方程、动态再结晶尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,发生动态再结晶的临界驱动力越小,动态再结晶越易进行;微合金非调质钢38MnVS动态再结晶激活能为Q_d=275.453 kJ/mol。     

碲对46MnVS非调质钢中硫化物分布的改质规律

以工业生产的含碲46 MnVS非调质钢铸坯中的硫化物为研究对象,结合夹杂物三维腐刻和扫描电镜,观察并分析了铸坯中硫化物等效直径、数量密度和三维形貌的变化规律,总结了碲对硫偏析及硫化物分布的影响规律。研究发现碲改质后的铸坯激冷层到混晶区硫化物等效直径由2.6μm逐渐增大至5.8μm,中心等轴晶区硫化物等效直径先减小再增大,椭球型和八面体型硫化物从边部到中心占比由84.2%逐渐降低至25.7%。相对于未改质铸坯,碲改质后硫偏析指数减小,最大硫偏析指数由1.13降低到1.06;硫化物的等效直径有所降低,铸坯中椭球型和八面体型硫化物占比增加,激冷层中占比提升最大。     

Te对46MnVS非调质钢中硫化物改质的工业实践

在Φ480 mm铸坯轧至Φ38 mm材的46MnVS钢中含0.0059％ Te(Te/S=0.098)钢MnS夹杂物平均等效直径和平均面积分别较未加Te(0Te)钢增大27％和72％,长宽比为1～3的球状或椭球状夹杂物数量增加了21％,硫化物评级由细系3.0级改质为细系2.0级;Te会固溶于MnS中形成(Mn,Te)S...     

硫化物变性处理45MnVS非调质钢的高周疲劳性能

 长条状的硫化物夹杂往往会导致热轧/锻造含硫钢的力学性能呈现出明显的各向异性。为了明确硫化物变性处理铁素体-珠光体型非调质钢的疲劳性能各向异性,采用轴向力控制高频疲劳试验机(应力比R=-1)研究了工业生产的45MnVS非调质钢锻态及调质态的高周疲劳断裂行为。结果表明,试验料纵向样中的MnS夹杂分布较为均匀,多呈短棒状或纺锤形,平均长宽比为3.4±1.7。与未变性处理的含硫非调质钢相比,试验料塑性和韧性的各向异性得到显著降低。锻态与调质态横向样的疲劳性能略低于纵向样,调质态样的疲劳极限比(0.52~0.54)明显高于锻态样(0.46)。在ΔK值大于约35 MPa·m1/2时,横向样的疲劳裂纹扩展速率略大于纵向样。疲劳断口分析表明,2种状态横向样的疲劳裂纹均主要起源于钢中条棒状MnS夹杂,且调质态样受影响的程度更大。上述结果表明,试验钢硫化物变性处理后的疲劳性能各向异性很小,锻态组织的各向异性程度略低于调质态组织,但后者具有更为优异的疲劳性能。     

Ca-Si处理对易切削非调质钢30MnVS中硫化物形态和成分的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和热力学计算,研究了Ca-Si变质处理对30MnVS钢(%:0.30～0.33C、1.40～1.60Mn、0.08～0.14V、0.065～0.090S)硫化物形貌和组成的影响。结果表明,随着Ca含量(0.001 2%、0.002 1%、0.003 5%、0.004 6%)的增加,团簇的杆状硫化物逐渐转变为均匀分散的球状硫化物,并且大多数球形硫化物中含有复合氧化物核心。其成分变化规律为CaO·3(Al₂O₃)·SiO₂-3(CaO)·6(Al₂O₃)·2(SiO₂)-6(CaO)·9(Al₂O₃)·4(SiO₂)-4(CaO)·3(Al₂O₃)·2(SiO₂),计算结果与实验分析结果基本吻合。     

30MnVS非调质钢的开发

 采用100 t电炉→LF精炼炉→VD真空炉→320 mm×480 mm大方坯轻压下连铸-控轧控冷工艺流程,制定了30MnVS钢合理的化学成分,并强化电炉终点控制、LF造白渣脱氧、增氮增硫、夹杂物变性处理和低过热度全保护浇铸等关键生产工艺,开发生产了30MnVS非调质钢,横截面各部位碳质量分数差值（碳偏析）为0.02％,晶粒度为10级,具有优异的强韧性配合和热稳定性,热轧态冲击功大于160 J,在常规锻造加热温度为1 160～1 200 ℃正火后保持细晶,屈服强度大于620 MPa, 冲击值不小于120 J,伸长率大于20%,显著高于国内传统非调质圆钢。     

38MnVS非调质钢的缺口高周疲劳破坏行为

锻件截面尺寸变化及表面加工缺陷所引起的应力集中往往会导致其早期疲劳失效,因而要求钢材具有高的缺口疲劳性能和低的疲劳缺口敏感度。为了明确非调质钢的缺口疲劳破坏行为,采用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种锻造用中碳非调质钢38MnVS在不同应力集中系数Kt(1、2、4)下的高周疲劳破坏行为。结果表明,试验料的光滑和缺口疲劳S-N曲线均存在明显的疲劳极限,Kt对试验料的疲劳极限和疲劳缺口敏感度qf具有显著的影响,当Kt从1(光滑试样)提高到2和4时,疲劳极限分别降低了48%和67%,qf值分别为0.93、0.68,呈现出较高的疲劳缺口敏感性。试验结果及文献数据的拟合分析表明,可采用Kt的幂函数来表征试验料的缺口疲劳极限,并提出了预测铁素体+珠光体型非调质钢在不同Kt下疲劳极限的一种简便高效方法。     

硫化物形貌对非调质钢力学性能各向异性的影响

为了明确硫化物变性处理前后材料力学性能各向异性的变化规律,利用金相显微镜、SEM、拉伸及冲击试验机研究了工业生产的具有不同硫化物形貌特征(硫化物变性与未变性处理)的35MnVS非调质钢锻态力学性能的各向异性。结果表明,经变性处理后硫化物由未经变性处理的细长条状向短棒状或纺锤状转变,硫化物长宽比在1～8范围内的个数比例由未经变性处理的不到40%提高到变性处理后的90%以上,且分布更加均匀,组织有所细化。硫化物变性处理能够明显地降低试验钢塑性和韧性的各向异性,断面收缩率和冲击功的各向异性分别减小了约10%和34%,横向断口形貌由脆性的朽木分层状向韧窝韧性断裂转变。     

镁和镁钙处理对非调质钢中硫化物形态的影响

采用定量金相和能谱仪等手段,研究了镁处理和镁钙复合处理对38MNS6非调质钢中硫化物的形态、尺寸和分布的影响.结果表明:变质处理使铸态硫化物由Ⅱ类向Ⅲ类和Ⅰ类转变,改善了硫化物的分布,但尺寸有所增大.热变形时硫化物的变形度,随硫化物中变质元素含量的降低或硫化物尺寸的增加而增加.镁钙复合处理改善硫化物分布的效果较好.     

镁对非调质钢中组织及硫化物的影响

摘要：为了探究不同镁含量对非调质钢中组织和硫化物形态、尺寸、分布及成分的影响，采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜、小样电解等方法，分析了经高温电阻炉冶炼不同镁添加量的49MnVS3非调质钢。结果表明，由于镁蒸气压较高，在实验室冶炼中大量挥发，导致钢中镁的实际平均收得率仅为310%；镁的质量分数为0～22×10-6时，随着镁的质量分数的增加，钢中硫化物形态由Ⅱ类逐渐向Ⅰ类、Ⅲ类转变；钢中硫化物尺寸增大，硫化物的分布均匀性得到显著改善；钢中复合夹杂物比例明显增加，但MnS的比例出现下降；形成了细小弥散的氧化物，增加了奥氏体形核质点，具有细化组织的趋势。     

38MnVTi非调质钢的研制和应用

鞍钢开发了用平炉冶炼的非调质钢３８ＭｎＶＴｉ，四年多共生产５２０ｔ。用其取代４０Ｃｒ来制造汽车半轴和万向节法兰盘，在使用中均未出现质量问题，取得了简化生产工序，节约能源等社会经济效益。     

碲对303Cu易切削不锈钢切削性能的影响

为进一步提升303Cu易切削不锈钢切削性能,满足高端客户对切削性能更高的需求,开展了向303Cu易切削不锈钢中添加碲元素的工业试验,并对含碲303Cu不锈钢进行易切削相解析,借助测力仪、表面粗糙度仪等开展了量化切削对比试验。试验结果表明,碲的质量分数分别为0(不含碲)、0.003 6%、0.007 0%的303Cu不锈钢盘条,在切削线速度为22.14 m/min、切削深度为0.15 mm、进给量为0.20 mm/r的切削条件下,切削力分别为61.47、51.43、48.51 N,表面粗糙度R_a分别为10.61、8.86、5.91μm,“C型屑”所占比例分别为36%、53%和78%。碲的添加改善了钢中硫化物的形貌及分布,硫化物尺寸变大,长宽比降低,更接近椭球状;增加了材料的断屑性,减少了积屑瘤,进而切削力变小、表面光洁度提升,“C型屑”比例增加;随着钢中碲含量增加,切削性改善更加显著。