65Mn方坯典型质量缺陷控制工艺研究

针对某钢厂200 mm×200 mm的65Mn铸坯存在脱方、角部凹陷和三角区裂纹等质量问题,通过分析缺陷是由结晶器及二次冷却不均造成的,提出扩大结晶器铜管R角、锥度及增加二冷水量工艺优化方案,扩大结晶器铜管R角及锥度改善结晶器冷却传热,增加二冷水量提高足辊水压,使得二冷段喷淋冷却效果更好,提高铸坯冷却均匀性,铸坯脱方、角部凹陷和三角区裂纹等缺陷明显改善,铸坯质量得到大幅提高。     

220方低碳合金钢铸坯质量提升的实践

为了研究出脱方和表面裂纹对铸坯质量的影响情况,通过理论及生产实践,采用了改善保护渣与钢种的匹配情况、调节结晶器水缝间距和优化二冷工序的方法,并比较了不同大R角铜管对表面裂纹的影响,优化设计了结晶器,从而抑制铸坯脱方和表面裂纹。结果表明,在进行大R角铜管对220方坯表面质量优化实践中,合理控制脱方诱因以及有效控制铸坯表面裂纹可以稳定提升铸坯质量。     

管式结晶器的改进

CB型R6米小方坯连铸机管式结晶器采用了先进的铜管侧面密封方式。但由于设备制造方面的原因,内外水套加工质量没有达到设计要求,造成水缝极不均匀、严重影响了连铸坯质量。经过我们的改进,既保留了铜管的侧面密封方式,把内外水套进出水的分隔密封方式由端面压紧密封改进为侧面密封,让内水套浮动,保证了水缝均匀,大大减少了铸坯的裂纹和脱方,提高了铸坯质量。同时也为设计新的结晶器提供了借鉴。     

连铸方坯脱方和角裂原因分析

裂纹及脱方是连铸坯常见缺陷，通过正交试验，分析研究方坯产生脱方和角裂的主要成因。结果表明：连铸过程中拉速过大是造成脱方和角裂的主要原因；同时，随着结晶器通钢量的增大，结晶器磨损和变形严重加速了脱方的形成；形成角裂的另一原因是钢种成分中的Mn／S偏低。在此基础上，提出了改善铸坯质量的措施，并取得了良好的效果，显著地减少了脱方和角裂废品的产生。     

小方坯高拉速结晶器铜管温度的测量

阐明了小方坯结晶器铜管温度测量试验的方法与过程,通过在铜管内弧、外弧和侧面不同位置埋设的32支热电偶,对浇铸150 mm×150 mm过程中铜管温度进行在线检测,记录了不同工况下铜管温度随浇注时间的变化关系,分析了各种工艺参数对结晶器铜管温度分布的影响。结果表明,生产过程中结晶器铜管温度场是不稳定的,各点温度都在做非周期性、无规律的起伏变动;拉速越快,铜管四面的温度不均匀倾向越大;梅花型铜管各处温度要高于普通铜管,证明其换热效率更高,更适合高拉速的生产。     

专利文献信息

050601铁合金连续铸造用结晶器,02256636.8,2002.10.09,北京科技大学;广西八一铁合金集团有限责任公司本实用新型由下法兰、紧固螺杆、弹簧垫圈、螺母、上法兰、结晶器铜管密封圈、铜管、结晶器冷却水套密封圈、结晶器冷却水套构成,其特征在于结晶器采用了内衬石墨套管,套管与铜管紧密结合成为一体,配合相应的工艺参数,生产的连铸产品组织致密、均匀性好,质量高,连续铸造的铸坯断面小、冷却速度大、树枝晶间距小、偏析程度较轻,尤其是沿铸坯长度方向化学成分均匀、消除了模铸时产生的磷、硫严重偏聚现象。采用水刀、雾刀或冷却气体等方法实…     

小方坯连铸结晶器锥度优化设计

随着连铸技术的进步和对产品质量要求的提高,结晶器锥度的优化设计已被越来越多的学者和生产者所关注。采用有限元方法对150 mm×150 mm方坯连铸结晶器铜管的锥度进行了优化,首先建立二维非稳态热力耦合模型,模拟计算铸坯在结晶器中的凝固收缩;通过建立三维的结晶器热力耦合模型,计算出结晶器铜管的变形,并在此基础上设计了结晶器的最佳锥度。结果表明,对于150 mm×150 mm方坯,在拉速为2.50 m/min时,应采用三锥度结晶器,并且结晶器铜管的锥度设计必须考虑铸坯的收缩和铜管的变形。     

40Cr连铸坯内部角裂机理研究与控制

针对某厂用氧气顶吹转炉—LF精炼—连铸生产的40Cr连铸坯内部角裂,通过对生产工艺流程、连铸机设备分析,采用热酸侵低倍试验、金相法和探针能谱分析对缺陷进行研究,发现缺陷不存在组织异常和质点沉淀现象。通过运用ANSYS软件对连铸结晶器凝固过程进行热模拟,发现角裂形成于结晶器内的凝固过程,根本原因是铸坯在结晶器凝固过程的传热特性产生明显热节区甚至在铜管使用后期伴随出现鼓肚,从而诱导产生应力使铸坯近角部热节区成为裂纹易发区。确定缺陷涉及钢水成分、连铸工艺参数及铜管圆角不适,最终通过对生产工艺参数的严格控制和结晶器铜管圆角半径的优化设计,使1.0级以下内部角裂的控制在89.68%以内。     

结晶器铜管在使用中存在的问题及分析

对结晶器铜管在使用中的一些问题进行论述,分析了结晶器铜管的正常使用与工艺、设备的关系.     

国外动态

安钢第一炼轧厂方坯结晶器铜管过钢量超万t安阳钢铁股份公司第一炼轧厂组织技术力量对方坯连铸机结晶器进行了革新改造,取得明显成效。2006年一季度,结晶器铜管平均过钢量比去年提高3530t/支,最高达10866t/支。该厂方坯连铸机结晶器原由ABB公司专为结晶器电磁搅拌器配套使用。随着生产节奏加快,受设计限制,结晶器平均连拉3000t左右就需更换铜管,成为制约作业率和连拉炉数的主要因素。为发挥铸机生产潜力,对结晶器总成结构进行大胆改造;对进、回水箱容积进行优化,扩大回水箱容积和进、回水管径,提高了结晶器冷却水流量和流速。在水套法兰上…     

锅炉水冷壁管开裂原因分析

针对某火电厂锅炉水冷壁管开裂情况,通过宏观形貌、材质分析、硬度检测、显微组织检测、扫描电镜、能谱分析和XRD等手段,对水冷壁开裂管进行取样分析。结果表明水冷壁管开裂的原因是氢腐蚀;主裂纹内部和氧化层缝隙存在大量铜,氧化层导热性能差,恶化局部传热,局部热负荷超过一定极限时,大大加速铜在主裂纹处富集,富集的铜元素又加速了裂纹的扩展。     

三辊行星轧制过程中ACR紫铜管的组织和性能演变

采用金相显微镜、布氏硬度仪以及激光热导仪对三辊行星轧制过程中紫铜管的组织和性能进行研究。结果表明:在三辊行星轧制过程中,先后存在着加工硬化和动态再结晶软化两个过程,急剧大变形使粗大的铜晶粒破碎、滑移并产生大量热量,致使变形区温度急剧上升,最终获得了动态再结晶组织;与组织转变相对应,硬度值表现为随变形量的增大而增加,因加工硬化和动态再结晶的共同作用保持稳定,再结晶完成时硬度值下降;由于空洞等缺陷在变形过程中被抵消,材料的热导率增大,再结晶开始后,晶粒变得细小,热导率下降。     

Cu含量对Al—Mg—Si合金析出及烤漆硬化行为的影响

采用DSC、硬度测试及TEM研究A16016铝合金中Cu含量对淬火及淬火预时效样品的人工时效析出和硬化行为的影响。结果表明,微量Cu有利于形成较大且稳定性较好的GPI,能在随后的人工时效过程中进一步向GPII转化,从而提高合金的烤漆硬化能力。但是,当Cu含量为0．3％时,烤漆硬化能力没有得到显著增加。对于含Cu合金,预时效热处理也能有效地抑制合金的自然时效行为。     

Testing of PTA automatic braze-welding technology for producing absorber joints of solar collectors

The article presents research aimed at developing a PTA braze-welding technology for producing absorber connections between tubes and copper foil with EcoBraz 38102 self-fusible brazing solder in the form of wire 1 mm in diameter. Braze-welding process was carried out by means of two techniques of braze welding of flat copper foil to a tube, while the foil had a 0–1.5 mm wide gap: a connection with a butt joint made by braze welding with simultaneous stamping of a semi-circular channel in the copper foil (the channel diameter equal to the tube diameter); and a connection with two braze-welded fillet joints. Metallographic tests, hardness measurement, static tensile test and thermal conduction efficiency test were performed to determine the properties of prepared connections. It was demonstrated that there exists a field of PTA braze-welding parameters which assures high quality of absorber connections between tubes and copper foil.     

低活化钢双壁管的热等静压扩散连接

双壁管可控制裂纹扩展路径,防止裂纹沿管径向扩展,显著提高了管的使用安全性,被认为是聚变堆包层增殖区冷却管的理想选择.针对双壁管复合焊接难题,从钢/铜/钢和钢/镍/钢平板复合结构开展了工艺优化试验.?结果表明,热等静压温度高于1100?℃时,钢/铜/钢复合界面处发生晶界扩散,焊接接头室温抗拉强度达601?MPa,界面纳米...     

Producing Thin-Walled Tube of Pure Copper by Severe Plastic Deformation of Shear Extrusion

剪挤(SE)成形方法作为一种剧烈塑性变形方法被提出来用于成形薄壁管件,为评估该方法的细晶能力和强化效果,以纯铜管件为研究对象,对其进行4道次的SE成形。金相观察发现剪挤成形的组织得到很好的细化,同时伴随晶粒取向的增大现象。TEM研究表明,纯铜SE细化主要是由剪应变引起的位错细化机制为主,以应变局部化动态再结晶为辅的复合细化机制。此外,成形后材料的HV硬度1070 MPa较成形前材料的硬度400 MPa有很大的提高,该变化主要是位错强化引起的     

Properties of welded joints made of Weldox 1100 steel

This study evaluated both the joint strength of copper wire on a copper substrate with tin plating and the joint reliability of copper wire bonding after heat treatment. The suitable tin thickness and bonding conditions, which are stage temperature, wire bonding power and bonding time, were chosen by the peel test after copper wire bonding. Tin thickness of 10 m showed a high bonding rate under the conditions of stage temperature 373 K, bonding power 500–700 mW and bonding time 30 50 ms. Before heat treatment, the peel strength of the copper wire on the copper substrate with tin plating conditions was weaker than that of gold wire on a gold substrate. After heat treatment for more than 70 h at 298 K, the peel strength of the copper wire became higher than that of the gold wire and twice as high as the initial bonding strength. The tin layer remained between the copper wire and copper substrate before heat treatment. When the samples were held at 298 K, tin reacted with copper and turned into a Cu–Sn intermetallic compound. Upon completion of this reaction at 298 K for over 70 h, the soft tin layer between the copper wire and copper substrate disappeared. Therefore, the peel strength of copper wire after heat treatment increased. These results were observed by scanning electron microscope images of the interface between the copper wire and copper substrate before and after heat treatment.     

Microstructure and Properties of Copper Tube During Three-Roll Planetary Rolling

During three-roll planetary rolling, the microstructure of copper tube with initial columnar grains develops into an equiaxed grain structure due to the large rolling deformation and high rolling temperature. The microstructure of copper tubes significantly influences formability and properties due to the three-roll planetary rolling operation. It is very important to understand the microstructural evolution for such special processing. It was found that dynamic recrystallization occurred at the concentrating deformation zone, followed by rapid grain expansion that gradually stabilized. Corresponding with the transformation of microstructure, the hardness of the tube billet reduced gradually away from the roller’s concentrating deformation zone. The changing of roller velocity is responsible for the extreme evolution of the microstructure in the concentrating deformation zone. Therefore, the properties of copper tubes can be controlled by concentrating the deformation zone. This research can facilitate the application of planetary rolling to the manufacture of tubes for low formability materials.     

几种阴极铜微观组织及力学性能对比

为了获得高品质的阴极铜,对国内四家公司传统电解法生产的阴极铜进行了微观组织及力学性能对比研究。通过XRD、OM、SEM对阴极铜微观形貌、晶粒尺寸、晶面取向及断口形貌进行分析,通过万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪对电解铜板的力学性能进行分析。结果表明：四家公司传统电解法生产的阴极铜表面均在(220)晶面表现出强择优取向,织构的均匀化对晶粒细化有一定的作用,同时晶粒尺寸与力学性能之间存在一定的联系,表现为晶粒尺寸越小,材料强度、硬度、韧性越高,但晶粒的细化影响了材料的塑性变形能力,延伸率降低。另外,四家公司阴极铜均呈现出典型韧性断裂所具有的特征,在拉伸过程中出现的异常断裂现象表明结瘤等缺陷的存在会对阴极铜的性能造成巨大的影响。     

金基电刷材料再结晶过程组织性能变化的研究

金银镍铜合金是一种优良的电刷材料,采用真空感应熔炼方法制备金银镍铜铸锭,通过轧制并配以中间热处理,使铸锭发生塑性变形,通过硬度检测、电阻率检测、扫描电镜对微观组织进行观察,研究金银镍铜合金在不同热处理条件、不同变形量下的力学性能变化。结果表明,金银镍铜合金塑性变形过程加工硬化现象明显,可通过加大变形量提高强度及电阻率。