帘线钢中Ti夹杂物研究

为完善Ti夹杂去除工艺以控制其生成和尺寸,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测定了80级帘线钢冶炼过程钢水样中Ti含量,发现平均Ti含量在电炉出钢→精炼→连铸工序呈先上升后下降趋势.TiN生成热力学、凝固偏析及长大动力学计算表明:在目前南钢80级帘线钢炼钢和连铸控制条件下,TiN只能在凝固率大于98%的两相区或固相区生成;凝固冷却速率越大,TiN析出尺寸越小;TiN析出尺寸为3～7 μm,与实际金相样观察到的尺寸基本一致.     

稀土处理C-Mn钢显微组织和夹杂物演化

对稀土处理C-Mn钢的夹杂物和显微组织进行分析,统计稀土处理C-Mn钢中针状铁素体形核核心尺寸,并将稀土处理钢在不同温度下淬火,研究稀土夹杂物生成和长大过程. 实验结果表明:C-Mn钢加入少量稀土后钢中夹杂物从MnS﹢硅铝酸盐夹杂转变为La2 O2 S﹢LaAlO3 ﹢MnS﹢硅铝酸盐夹杂,尺寸得到细化,显微组织也从马氏体﹢贝氏体组织变成侧板条铁素体、针状铁素体和块状铁素体组织;稀土处理C-Mn钢中针状铁素体有效形核核心的尺寸集中在1~4μm,主要是在钢液中形成,冷却和凝固过程形成的数量较少;稀土夹杂物在钢液温度和冷却及凝固过程容易碰撞黏合长大,上浮从钢液中去除, MnS能在稀土夹杂物颗粒间析出.     

含Ti复合夹杂物对中碳非调质钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜和能谱仪研究了含Ti复合夹杂物对非调质钢组织细化的影响,测定了含Ti非调质钢的室温拉伸强度和冲击功,并观察了断口形貌.结果表明:Ti的复合夹杂物可以作为晶内铁素体形核核心,细化奥氏体晶粒;加Ti后冲击断口中延性形貌所占面积比例上升,在保持非调质钢强度的条件下使韧性提高约50%.     

Al-Ti-Mg复合脱氧对钢中夹杂物及组织的影响

通过采用Fe-50%Ti、Ni-16.7%Mg和Fe-70.74%Si等合金对工业纯铁脱氧,研究了Al-Ti-Mg复合脱氧低碳钢中夹杂物的类型和尺寸分布规律以及钢的铸态组织.实验结果表明:Ti处理比未加Ti处理试样夹杂物总量增加400mm-2,而且夹杂物明显细化;Ti-Mg复合脱氧,钢中夹杂物的总量相对于Mg单独处理增加200 mm-2;Ti处理后,奥氏体晶粒内出现大量针状铁素体.对比而言,Al-Ti-Mg复合处理钢中针状铁素体分布最为均匀,无块状铁素体出现.     

Ti-- Mg 复合脱氧和硫含量对钢中夹杂物特征及 MnS析出行为的影响

采用扫描电镜/能谱仪表征了管线钢中夹杂物的形貌、尺寸、成分及数量,考察了不同 Ti/ Mg 比的钢中夹杂物特征、硫含量及脱氧产物数量对 MnS 析出行为的影响,并进行了热力学计算.结果表明：Ti- Mg 脱氧钢中夹杂物以 MgO- Al2 O3-Ti2 O3、MgO- Ti2 O3或 MgO 为核心,表面包裹或局部析出 MnS,粒径小于1.3μm,数量为300~450 mm -2,形貌为圆形、多边形和方形;夹杂物中 Ti/ Mg 原子数比为0.05~0.2时,夹杂物细小且近圆形;随硫含量减少,凝固过程中 MnS 析出倾向减小, MnS 在夹杂物表面由包裹析出向局部析出转变,提高氧化物夹杂数量,有利于细小 MnS 的包裹或局部异质形核;Ti- Mg 复合脱氧产物细小、弥散,可作为 MnS 异质形核核心,可同时降低 MnS 及氧化物的危害.     

不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响

为控制钢液中氮含量,实验了两种不同脱氧方式:(Ⅰ)出钢过程加Al进行强脱氧;(Ⅱ)出钢时不加Al,加入Si--Mn合金进行弱脱氧,在LF进站再喂入Al线进行强脱氧.借助气体分析仪和扫描电镜对不同脱氧方式下钢中氧氮含量和夹杂物进行了分析.两种不同脱氧方式得到最终产品的全氧含量几乎一致,但方式(Ⅱ)对控制氮含量更为有利,可以使氮的质量分数降低约5×10-6;两种不同脱氧方式对最终产品中夹杂物的类型和尺寸影响不大,均为球状的CaS和CaO--MgO--Al2O3夹杂物.文中还推断出了采用Si--Mn弱脱氧时钢中夹杂物的生成过程.     

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%.     

IF钢薄板坯中夹杂物

利用电子显微镜、金相显微镜、能谱分析,对IF钢铸坯中夹杂物分布、数量和种类进行详细分析。结果表明：薄板坯内平均显微夹杂数量为46个/mm2,其中粒度小于10μm的显微夹杂物占80%左右。在铸坯中心区域夹杂物形成聚集,铸坯表面层夹杂物含量较少。大型夹杂物含量为39.25 mg/10kg,粒度大于300μm的夹杂物约为50%。夹杂物主要来源于结晶器卷渣,脱氧产物和中包覆盖剂。     

IF钢薄板坯中夹杂物

利用电子显微镜、金相显微镜、能谱分析,对IF钢铸坯中夹杂物分布、数量和种类进行详细分析.结果表明:薄板坯内平均显微夹杂数量为46个/mm2,其中粒度小于10 μm的显微夹杂物占80％左右.在铸坯中心区域夹杂物形成聚集,铸坯表面层夹杂物含量较少.大型夹杂物含量为39.25 mg/10kg,粒度大于300 μm的夹杂物约为50％.夹杂物主要来源于结晶器卷渣,脱氧产物和中包覆盖剂.     

渣洗对45#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究.结果表明:渣洗工艺能够很好的对A12O3夹杂进行变性处理.渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm2、8.705个/mm2、6.563个/mm2、4.373个/mm2,夹杂物去除效果好；非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍；经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72％,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响.     

渣洗对45^#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究。结果表明：渣洗工艺能够很好的对Al2O3夹杂进行变性处理。渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm^2、8.705个/mm^2、6.563个/mm^2、4.373个/mm^2,夹杂物去除效果好;非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍;经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72%,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响。     

减少钢中夹杂物的途径及其变形处理

在了解夹杂物对钢性能的影响基础上，应力求降低夹杂物的含量，对不可能排除而残留在钢中的夹杂物可采用变形处理，改变其存在状态，以减小其对钢性能的危害性。     

铝、镁脱氧钢中夹杂物的动态演变规律

本研究制备了不同氧、硫含量的实验钢,采用SEM-EDX和CSLM探讨了钢中夹杂物类型及高温演变规律.结果表明,脱氧生成的MgO大多为球形,而MgO·Al2O3呈现不规则形状.单独铝脱氧钢中Al2O3夹杂物通过移动、碰撞、聚合的方式形成大型簇团.铝镁复合脱氧钢中夹杂物形貌和动态演变随着［Al］,［Mg］和［S］含量的变化呈现出不同的现象.当［Mg］,［Al］含量满足MgO生成条件时,夹杂物无明显聚合现象,呈弥散分布的特征;当［Mg］,［Al］含量位于MgO·Al2O3生成区域时,未观察到团簇状夹杂物出现,但夹杂物粒径较MgO大;当夹杂物成分同时满足MgO和MgS生成条件时,夹杂物聚合趋势明显,推测是硫化物的形成促进了夹杂物的聚合现象.     

多元体系下镁处理钢中夹杂物研究进展

钢中刚性夹杂物对钢的品质有很大影响,采用镁处理可以对钢中有害夹杂物进行改性。本文总结了镁脱氧反应热力学与镁处理夹杂物动力学,镁处理钢中夹杂物研究进展以及镁加入方法。镁处理可明显改善钢中刚性夹杂物MOx(M=Al,Ti)的形状,将其由不规则形状改质为近似球形,尺寸明显减小,从而减轻了夹杂物在钢中的危害;钢液中加镁的方法主要为镁蒸气加入和镁合金方式加入,在实验室以及工业生产中取得了一定的进展。     

夹杂物对Ti;Zr微合金钢中针状铁素体形成的影响

采用实验室真空感应炉,炼制了3炉35 kg钢锭.利用MMS-300型热模拟机对实验钢进行线能量为100 kJ/cm,峰值温度为1 400℃的大热输入焊接模拟实验.借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和电子探针显微镜(EPMA)对粗晶热影响区(CGHAZ)组织进行观察;研究了热循环后夹杂物的数量、大小、分布和组成对焊接热影响区(HAZ)中针状铁素体形成的影响.结果表明:在粗晶热影响区中针状铁素体的数量随小尺寸氧化物夹杂的数量和面积分数的增加而增加;针状铁素体在Ti,Zr为主的复合夹杂物上形核,这些夹杂物多以Ti,Zr氧化物为核心,表面析出MnS,尺寸在0.5~3...     

稀土元素对于5CrNiMo钢中夹杂物变质的影响

冶炼5CrNiMo钢时,正常出炉后,浇注时分别加入不同含量稀土,并与不加稀土的比较.通过金相显微镜分析发现,加入稀土后的钢中夹杂物完全球化,尺寸均匀,分布较好,并探讨了不同稀土含量的夹杂物的成分和组成元素的分布规律.     

洁净钢中夹杂物快速检测技术

介绍了利用光谱仪分析钢中夹杂物技术的原理. 通过对光谱仪原始脉冲强度的研究,建立了Al2O3光谱强度与化学分析含量的工作曲线,确定了光谱强度与夹杂物粒径的关系,实现了Al2O3含量和粒径分布的快速分析. 与化学分析相比,分析误差平均为3×10-6,夹杂物含量和粒径的分析时间由2～5 d缩短到5 min,为炼钢及精炼过程夹杂物控制提供了有效技术手段.     

夹杂物对超高强度钢应力应变场的影响

非金属夹杂物对钢性能的影响与夹杂物的特征参数密切相关.首先分析拉伸和疲劳载荷下超高强度钢中TiN夹杂物导致裂纹萌生的扫描电镜原位观察结果,采用MSC Marc有限元分析软件对夹杂物及周围基体的应力场进行计算,然后对拉伸载荷下不同特征参数的TiN夹杂物及周围基体的应力应变场进行模拟.结果表明,有限元法能够解释并预测夹杂物及周围基体的力学行为.三角形夹杂物尖角附近的应力集中最严重.矩形夹杂物内部高应力区的位置受夹杂物与外载荷方向夹角的影响.随邻近夹杂物间距的增大,基体内的最大应力由夹杂物外侧移至夹杂物之间.近表面夹杂物使得基体自由表面附近出现高应力区,基体内最大应力的位置受夹杂物与自由表面距离和尺寸的影响.     

易切削钢中夹杂物及锡的形态

研制了一种新型含锡易切削钢.在锡含量小于0.05%(质量分数)时,钢材具有良好的易切削性能,其力学性能也达到了国家标准.在扫描电镜下观察了钢中夹杂物和断口的形貌,利用能谱分析了夹杂物的成分.结果表明,钢中的复合夹杂物主要由氧化物和Mns组成.多数呈球形或纺锤形,在断口及夹杂物的表面上锡明显偏析.