GX4CrNi13-4铸钢非金属夹杂物的消除及其对性能的影响

研究了非金属夹杂物对核电机组用铸钢GX4CrNi13-4材料冲击性能的影响。扫描电镜(SEM)观察和能谱分析(EDS)结果表明:GX4CrNi13-4铸钢中主要夹杂物为角状不规则的Al_2O_3和硫化物,其中单个Al_2O_3夹杂物的尺寸在5~20μm,数量较多。Al_2O_3夹杂物与硫化物形成复合夹杂并且聚集生长,分布范围为100μm左右。通过真空脱气、减少含铝脱氧剂的使用和脱渣处理,有效改善了铸件的夹杂物水平,使钢中Al_2O_3夹杂物数量下降,尺寸减小为5μm左右,GX4CrNi13-4铸钢冲击韧性由23.67 J/cm~2提高到128.33 J/cm~2,超出国家标准,为实现第三代AP1000 MW核电汽轮机大型核心铸钢件的国产化奠定了坚实的基础。     

低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度以及探明夹杂物的演变规律,在不影响连铸可浇性前提下,以2205不锈钢"70 t EAF-70 t TSR-LF-CC"工艺流程中的"TSR还原期-LF二次精炼"部分为研究背景,尝试低铝脱氧工艺,将成品铝的质量分数控制在0.004 5%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。通过对钢液中其气体含量以及夹杂物成分进行统计分析,试验结果表明:精炼结束后钢液全氧的质量分数为18×10-6,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;精炼阶段夹杂物按"MgO·Al_2O_3→MgO/MgO·Al_2O_3→CaO-MgO-Al_2O_3"的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物在结构组成存在差异:核心为纯MgO,中间层MgO·Al_2O_3,外层3CaO·Al_2O_3。     

含钛超纯铁素体不锈钢水口结瘤机制研究

针对含钛超纯铁素体不锈钢连铸浸入式水口结瘤问题,分别对Ti质量分数为0.17%的不锈钢和Ti质量分数为0.39%的不锈钢水口结瘤物进行取样,使用扫描电镜和能谱仪对水口堵塞物进行分析,对比研究了不同钛质量分数超纯铁素体不锈钢中水口结瘤机理特点。研究发现:钛质量分数为0.17%的水口堵塞物靠近耐材侧存在冷钢层,冷钢层中存在较多数量的氧化铝夹杂物,同时在内层堵塞物中主要为Al_2O_3-MgO夹杂物,以及少量CaO-TiO_2类夹杂物;在钛质量分数为0.39%的水口堵塞物主要为Al_2O_3-MgO-CaO-TiO_2复合型夹杂物,以及树枝状的CaO-TiO_2夹杂物。高钛质量分数不锈钢钢液中容易形成氧化钛类复合夹杂物,同时在连铸降温过程中,会促进钙钛矿类夹杂物的进一步形成。     

轴承钢Ca-Mg-Al-Si-O体系中夹杂物生成的热力学研究

通过使用热力学软件FactSage系统地研究了轴承钢Ca-Al-Si-O、Ca-Mg-Si-O和Mg-Al-Si-O四元体系热力学平衡规律。结果表明,Ca-Al-Si-O四元体中,随着钢液中Al、Ca含量增加,钢液中夹杂物由Al_2O_3、2CaO·SiO_2和CaO·Al_2O_3·2SiO_2向2CaO·Al_2O_3·SiO_2、3CaO·Al_2O_3转变。当Ca含量较高时,会有极少量的CaO产生。在Ca-Mg-Si-O体系中,随着钢液中Ca、Mg含量增加,钢液中夹杂物主要有CaO·MgO·SiO_2、2MgO·SiO_2和3CaO·MgO·2SiO_2,钢液中Mg含量较高时,主要以钙镁的复合夹杂物和MgO为主。在Mg-Al-Si-O体系钢液中,通过提高钢液镁含量,可使GCr15钢液中Al_2O_3转变为MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂物;镁含量过高时,可生成MgO夹杂物。     

Al及Ca处理对低合金钢在上甲板环境中锈层的影响

采用模拟油船货油舱上甲板腐蚀试验装置,研究了Al元素及Ca处理对低合金钢在模拟上甲板环境中腐蚀行为的影响。试验结果显示,钢中添加Al并进行Ca处理后,有效改善了钢在上甲板环境下内锈层的致密性。Al元素促进钢内锈层中Al_2O_3层的形成,而Ca处理后钢中的夹杂物以球化的CaS-Al_2O_3-MnS复合杂物为主。在添加Al元素和CaS-Al_2O_3-MnS复合夹杂物的共同作用下,在耐蚀钢基体的表面形成了Al和Ca的富集的致密内锈层,其中Al主要以致密的块状Al_2O_3的形式存在,而Ca元素主要以CaO、CaS和CaCO_3的形式存在。     

H13钢退火材心部微裂纹缺陷成因分析

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等检测手段对H13热作模具钢低倍检验缺陷进行了分析。结果表明:退火材心部裂纹长度约650μm,且在该裂纹内部,以(V,Ti)C为主的共晶碳化物面积约3500μm~2。从夹杂物尺寸角度分析,退火材裂纹处12μm的夹杂物比例高达28.94%;从夹杂物类型的角度分析,脆性夹杂物Al_2O_3比例高达30.36%,Mn S-Al_2O_3复合夹杂比例为19.35%。试验钢钢锭凝固过程中形成严重的组织偏析,偏析带中大量的脆性Al_2O_3、Al_2O_3-Mn S复合夹杂物、粗大块状的共晶碳化物偏聚产生内应力,是造成试验钢退火材心部产生微裂纹的原因。     

CB2耐热铸钢非金属夹杂物研究

利用扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析研究了非金属夹杂物对620℃等级超超临界汽轮机用CB2耐热铸钢冲击性能的影响。结果表明,CB2铸钢的冲击吸收能量平均值为36.0 J,冲击断口为典型的脆性断口。钢中的夹杂物主要为角状的Al_2O_3、不规则的氮化物-氧化物复合夹杂和白色的铬钼相。Al_2O_3夹杂物和氮化物-氧化物的尺寸在5~10μm,数量较多,铬钼相单个尺寸在10μm左右,聚集分布并呈链状。通过改进CB2铸钢的冶炼工艺,改善了铸钢中非金属夹杂物的水平,使冲击吸收能量提高到了59.3 J,从而提升了CB2铸钢件在超超临界汽轮机中的使用性能,为实现CB2铸钢的自主生产提供了参考。     

防止铁道车轮疲劳辋裂技术探讨

导致车轮辋裂的主要冶金因素包括存在棱角分明的Al_2O_3夹杂、在浇钢砖表面蓄积而成的大型夹杂物、浇注耐材熔损脱落产物。采用"球状MnS包裹点状氧化物"技术,可降低Al_2O_3夹杂的危害。采用高铝质浇钢砖及"恒通钢量"浇注技术后,减少了浇钢砖表面蓄积形成的大型夹杂物以及耐材熔损脱落产物,模铸车轮轮辋不大于?2mm"超声探伤合格率由92%提升到99%。采用连铸工艺后,车轮轮辋小于?1mm"超声探伤合格率达到99.7%。     

50Cr5MoV锻钢轧辊表面点状缺陷分析及探讨

采用SEM及EDS等检测手段对某机械设备厂EBT-LF-VD-VC-MSD工艺生产的50Cr5MoV支承辊辊身表面的点状缺陷的特点及其成因进行了分析研究。分析发现,支承辊钢表面的点缺陷由大量的Al_2O_3夹杂物造成,而且越靠近冒口的辊身表面上夹杂物来源越多,成分也越复杂。通过对夹杂物的化学成分和来源分析,认为夹杂物的产生主要来自于Al脱氧过程,浇铸过程中保护渣对夹杂物的去除能力有限,因此,应该在炼钢工艺过程有针对性地进行优化,来减少脱氧产物Al_2O_3进入钢中带来的内生夹杂,并提出了相应的改进措施。     

差压铸造铝合金汽车转向节的夹杂物分析

对差压铸造生产的A356铝合金转向节铸件进行了疲劳性能测试、疲劳断口扫描、XRF观察、金相组织观察与夹杂物统计、电解萃取夹杂物、XRD和EDS等试验。结果表明,铸件中夹杂物主要是氧化夹杂物,还包括少量的氮化物、碳化物和金属杂质等,而且铸件上部的夹杂物多于下部,右侧中Al_2O_3和SiO_2夹杂物的含量略高于左侧的铸件。     

稀土改善轴承钢性能的试验

为了减少和消除Al_2O_3和CaO·Al_2O_3等类型夹杂物对轴承钢性能的有害影响,采用稀土部分地取代Al,在脱氧后形成RE夹杂物,以期改善轴承钢的接触疲劳性能。为了比较,以完全按普通轴承钢生产的工艺(Ⅰ)作为参照。试验分别采用终脱氧插Al0.5和0.25kg/t钢并在盛钢桶中加入RE0.08wt-％(Ⅱ,Ⅲ),以及终脱氧插RE     

16MnDR容器钢120t LF-RH-CC过程的洁净度研究

通过LF、RH精炼和连铸过程对钢水和炉渣取样,对两炉16MnDR钢冶炼各阶段的T[O]含量和显微夹杂物的数量、尺寸及类型的变化进行了系统研究。结果表明:从LF进站→LF出站→RH破真空→钙处理→软吹→中间包浇注→轧材,两炉16MnDR钢中T[O]含量总体呈降低的趋势,其轧材中w (T[O])分别为0. 001 4%、0. 002 3%,达到其控制要求(w(T[O])≤0. 003 0%)。造成16MnDR轧材中夹杂物评级超标的大颗粒夹杂物主要为链状12CaO·7Al_2O_3夹杂、近球形MgO·Al_2O_3尖晶石和不规则Al_2O_3夹杂,其中12CaO·7Al_2O_3夹杂为钙处理产物,MgO·Al_2O_3夹杂主要为钢中酸溶铝和耐火材料中MgO的置换反应产物,不规则Al_2O_3夹杂主要来源于浸入式水口部位的耐火材料。     

薄带连铸低碳钢表面夹渣的形成机制

通过SEM、EDS、CSLM等手段考察了薄带连铸低碳钢表面夹渣的形貌、组成、含量、来源及熔点特性,探讨了表面夹渣缺陷的形成机制。结果表明,表面夹渣主要由3部分组成:ZrO_2、MgAl_2O_4、Al_2O_3-SiO_2-MnO三元复合氧化物,其各自占比分别为3.8%、7.3%、88.7%;通过CSLM高温加热的方法,可以观察到高熔点夹渣和低熔点夹渣分离的现象,证实了表面夹渣中Al_2O_3-SiO_2-MnO三元复合氧化物未能全部控制在低熔点区域。在薄带连铸浇铸硅锰脱氧低碳钢时,低熔点的Al_2O_3-SiO_2-MnO液态氧化物成为高熔点夹杂物颗粒之间的"液桥",该液体连接桥会对高熔点夹杂物颗粒形成聚集力和聚集效应,从而使夹杂物颗粒聚集长大,这是薄带连铸低碳钢形成表面夹渣缺陷的主要内因。     

A NOTE ON IMPROVEMENT OF CONTACT FATIGUE LIFE OF BEARING STEEL BY RARE EARTH

<正> 为了减少和消除Al_2O_3和CaO·Al_2O_3等类型夹杂物对轴承钢性能的有害影响,采用稀土部分地取代Al,在脱氧后形成RE夹杂物,以期改善轴承钢的接触疲劳性能。 为了比较,以完全按普通轴承钢生产的工艺(Ⅰ)作为参照。试验分别采用终脱氧插Al0.5和0.25kg/t钢并在盛钢桶中加入RE0.08wt-％(Ⅱ,Ⅲ),以及终脱氧插RE     

等离子喷涂氧化铝复合涂层的研究进展

等离子喷涂Al_2O_3复合涂层由于优异的耐磨、耐热、耐腐蚀等特性得到了广泛应用。从Al_2O_3复合涂层等离子喷涂制备方法、Al_2O_3复合粉末材料、Al_2O_3梯度涂层、等离子喷涂Al_2O_3复合涂层的工艺等几个方面探讨了等离子喷涂Al_2O_3复合涂层的研究现状,并对该涂层的研究进行了展望。     

Ce对SUS434铁素体不锈钢凝固组织的影响

研究了稀土Ce对SUS434型铁素体不锈钢凝固组织的影响,结果表明:当稀土Ce含量在0.02%以下时,对其凝固组织的改善效果明显,并且随着稀土Ce添加量的增加,凝固组织中等轴晶的尺寸减小,比例增大,添加稀土Ce之后,铁素体不锈钢中形成了大量Ce_2O_3包裹着Si O_2的复合夹杂物,尺寸约为2μm,错配度计算表明,SUS434型铁素体不锈钢中铁素体基体的{110}面与Ce_2O_3的{1120}面之间的错配度仅为4.0%,所以,此夹杂物可以作为有效的非均质形核的核心,细化其凝固组织;当稀土Ce的添加量为0.03%时,形成了大尺寸的团聚态稀土复合夹杂物,无法改善其凝固组织。     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响

通过人工植入夹杂物的方法,制备含不同尺寸Al_2O_3和SiO_2夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量研究了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了低周疲劳寿命与夹杂物特性的关系。结果表明,应变幅为0.8%时,疲劳源区以内部夹杂物为主;当应变幅为0.9%时,疲劳源区内部夹杂物占比降低,而表面夹杂物和不含夹杂物的试样表面的占比增大;当应变幅为1.0%和1.2%时,疲劳源区全部为不含夹杂物试样表面;随应变幅自0.8%增至1.2%,源区位置逐渐由内部夹杂物向表面夹杂物、不含夹杂物的试样表面转移。在较低应变幅下,随夹杂物面积的增大,低周疲劳寿命降低。在一定夹杂物尺寸范围内,SiO_2夹杂物比Al_2O_3夹杂物对低周疲劳寿命危害更大,其原因在于SiO_2夹杂物周围由于γ'相贫化区的存在而产生的粗大晶粒降低了合金的低周疲劳寿命。当不考虑夹杂物面积时,夹杂物距试样表面距离对低周疲劳寿命的影响无明显规律;当夹杂物面积相同时,低周疲劳寿命随夹杂物距试样表面距离的增大而线性增大。其影响相对较小。     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

12Cr2Mo1V加氢钢表面缺陷分析

233 t 12Cr2Mo1V加氢钢锭超声检测时,发现水口端有?3～4 mm密集缺陷,解剖缺陷部位后采用扫描电镜能谱分析手段,确定了该缺陷主要为高熔点的MgO·Al_2O_3、CaO·MgO·Al_2O_3夹杂物。分析夹杂物来源,确定了钢锭无损检测不合格的主要原因,为冶炼生产高质量加氢钢锭提供依据。     

超声处理对钢液中夹杂物去除和细化的实验室研究

研究了超声波处理去除钢液中夹杂物的可能性,以及超声波对钢中夹杂物细化的影响。实验结果表明,超声波单独处理可以去除钢液中Al_2O_3夹杂物,但去除率较低,在5%～12%之间,同时超声波对夹杂物产生细化效果,夹杂物平均直径减小,尺寸较小的夹杂物数量有所增加。