高碳钢82B微镁处理工艺研究

以生产钢绞线用高碳钢82B为研究对象,研究了镁处理对于高碳钢中夹杂物的改性效果。研究表明,高碳钢82B经过镁处理后,钢中的非金属夹杂物成分和尺寸均发生明显变化。夹杂物由镁处理前的CaO-SiO_2-Al_2O_3系复合夹杂物转变为CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系,夹杂物中SiO_2含量明显降低。随着钢中Mg含量的增加,盘条中小于3μm的夹杂物数量显著增加,大于5μm的夹杂物数量显著降低。镁处理后盘条的抗拉强度提高了17%左右。热力学计算表明,夹杂物中MgO含量增加可扩大夹杂物液相区面积,但MgO质量分数不宜高于22%。因此,依靠镁处理工艺来细化钢中的夹杂物,可以显著降低高碳钢盘条拉拔过程中非金属夹杂物的危害,生产出高质量的钢绞线产品。     

子午轮胎帘线用钢72A/82A的冶炼开发

通过对子午轮胎帘线用钢72A/82A生产研发,对各工序进行分析,优化基本生产工艺,找出帘线用钢72A/82A控制难点:对终点[C]的控制、脆性夹杂物Al2O3、TiN的控制、造CaO-SiO2系酸性渣、合理的精炼后的转吹工艺,能有效提高钢水纯净度、控制夹杂;优化连铸工艺参数,铸坯内部组织控制等要点加以改进,有效改善帘线钢坯内部组织等。满足子午轮胎钢帘线用钢72A/82A的质量要求。     

82B硬线钢夹杂物控制研究与轧制工艺优化

通过金相分析、图像处理仪等分析了宣钢所生产的硬线钢82B中非金属夹杂物并对硬线盘条的影响,同时对成品力学性能进行了检测。分析结果发现,钢中脆性氧化铝夹杂危害最大,成品延伸率不高,平均为8.1%。通过对夹杂物控制工艺及轧钢工艺进行优化调整,钢中脆性夹杂物数量及尺寸大大降低,因夹杂物造成的盘条拉拔断裂现象显著减少。钢材索氏体比率达到85%～90%,延伸率达到平均11.6%。     

不同钢种炉外精炼钙处理工艺的选择

 为了优化不同钢种的LF精炼钙处理工艺，研究了高强结构钢、低碳结构钢、焊瓶钢、耐磨钢、高碳钢在LF精炼及钙处理过程中夹杂物的演变机理。结果表明,渣 钢反应时间越长，钙处理前的夹杂物变性越彻底。钙处理前焊瓶钢夹杂物以Al2O3为主，高强结构钢、低碳结构钢夹杂物以MgO Al2O3 CaO复合夹杂为主；高碳钢、耐磨钢夹杂物以低熔点的Al2O3 CaO夹杂为主。钙处理工艺会增加钢液中夹杂物数量及尺寸。控制Al2O3 SiO2 MnO复合夹杂物的关键是避免LF精炼中后期进行硅锰合金化。综合考虑各方面因素，建议焊瓶钢增加当前的钙线喂入量，高强结构钢、低碳结构钢使用轻钙处理工艺，高碳钢、耐磨钢取消钙处理工艺。     

40tT型6流中间包结构优化对高碳钢中夹杂物的影响

通过几何相似1:3的水模型对原中间包和优化的增设挡墙中间包进行去除夹杂物的模拟试验,根据水模拟试验结果,优化了40 t钢包结构并进行高碳钢82A和72A的生产试验。结果表明,增设挡墙优化结构后,中间包内滞止时间和实际停留时间延长,活塞区比例提高,而死区比例减小;中间包结构优化后去除夹杂物的效果明显提高,采用优化的增设挡墙中间包生产的高碳钢Φ5.5 mm盘条中夹杂物数量由原来的2.06~2.52个/mm~2降至0.20~1.06个/mm~2,最大夹杂物尺寸由原来的(9.87~13.37)μm×(6.29~9.44)μm降至(4.01~8.33)μm×(3.41~7.62)μm;铸坯中大型夹杂物数量和尺寸也相应降低。     

6流非对称40t中间包挡墙和挡坝对帘线钢盘条夹杂物的影响

通过工业试验研究了6流非对称40t中间包不加挡墙、加挡墙和同时加挡墙挡坝对82A帘线钢Φ5.5 mm盘条夹杂物数量和尺寸的影响。金相检验和电解夹杂物分析结果表明,中间包不加挡墙,近流盘条中夹杂物数量多且尺寸大;加挡墙后,近流盘条中夹杂物数量明显减少且尺寸减小,但远流盘条中夹杂物数量增多且尺寸较大;当加挡墙和挡坝,远流和近流盘条中夹杂物数量和尺寸均明显下降。     

H13钢中碳化物及非金属夹杂物扫描电镜自动统计的影响因素探讨

以H13钢为研究对象,利用扫描电镜(SEM)对钢中碳化物及夹杂物进行自动统计,讨论了放大倍数、图像分辨率、束流大小、工作距离、检测面积、灰度阈值对分析结果的影响,进而确定利用扫描电镜同时测量夹杂物和碳化物的测试方法。研究结果表明,随放大倍数的增大,碳化物数量增加量明显大于夹杂物数量增加量,H13钢中夹杂物及碳化物(1μm以上),放大倍数建议设置在200倍左右。图像分辨率与放大倍数对于最小颗粒尺寸的识别具有一致性,H13钢建议选取512×512以上分辨率。H13钢中碳化物及夹杂物数量密度随束流增大均呈现出先增大后减小的趋势,这与电镜最大束流达到最佳分辨率有关。工作距离对颗粒类型、数量、尺寸影响不大,主要影响能谱计数率。检测面积越大,所用检测时间越长,实际测试中H13钢检测面积应保证在20 mm²以上,才能确保结果的有效性。对H13钢中碳化物及夹杂物测试应采用双阈值设置。     

宝钢高速线材硬线钢夹杂物处理技术探讨

概述了高碳硬线钢夹杂物处理的几种工艺情况,通过从钢坯取样,对夹杂物尺寸,组成和形态及钢坯中夹杂物总量进行分析测定,并对几种工艺处理夹杂物效果进行评价,其结果表明：常规真空处理及喷吹高碱度粉剂可满足一般要求高碳钢丝的生产要求,采用RH和Ca处理工艺,可提高高碳钢丝的疲劳寿命,对高碳钢丝中夹杂物进行无害化处理,可满足高品质的钢丝生产要求。     

国内外油井管钢中非金属夹杂物的对比分析

 为了提高国内油井管钢质量,采用扫描电镜对比了日本和国内油井管钢中夹杂物成分和形貌,统计了夹杂物尺寸分布、夹杂物间距和夹杂物分布等参数,基于FactSage热力学软件平衡凝固模型分析了冷却过程中夹杂物的演变过程,基于夹杂物碰撞数量平衡模型,讨论了油井管钢中夹杂物碰撞率。结果表明,日本油井管钢中夹杂物主要为CaS包裹的镁铝尖晶石,国内油井管钢中夹杂物主要为钙铝酸盐包裹的镁铝尖晶石夹杂物和纯镁铝尖晶石夹杂物。日本油井管钢夹杂物比国内油井管钢夹杂物数量少、尺寸小、分布更均匀。日本油井管钢中夹杂物数量密度达到7.5个/mm2,国内油井管钢中夹杂物数量密度达到28.3个/mm2。日本油井管钢中夹杂物最大尺寸不超过5 μm,国内油井管钢中夹杂物最大尺寸达到20 μm。FactSage计算冷却过程中夹杂物演变结果与试验结果吻合。国内油井管钢中夹杂物碰撞率比日本油井管钢中夹杂物的碰撞率高2个数量级。     

总氧含量对齿轮钢中非金属夹杂物的影响

为了保证齿轮钢中非金属夹杂物的控制,并确定齿轮钢经济合理的总氧含量控制目标,开展了总氧含量对齿轮钢中非金属夹杂物的影响研究。以三种不同总氧含量的Mn–Cr系齿轮钢为研究对象,利用Aspex扫描电镜、极值法、疲劳测试等不同方法研究了齿轮钢中非金属夹杂物数量、分布、尺寸等,获得了夹杂物与齿轮钢总氧含量的对应关系。在本文实验条件下,随着总氧含量的降低,钢中氧化物夹杂数量不断减小,其中5～10 μm的小尺寸夹杂物减小最明显,而10 μm以上的大尺寸夹杂物数量变化规律不明显。另外,极值法和疲劳试验结果表明,总氧含量高时（质量分数为0.0013%）,钢中最大氧化物夹杂尺寸也较大,比总氧质量分数为0.0010%和0.0005%的实验钢的最大夹杂物尺寸高10 μm以上,且当总氧含量比较低时（质量分数≤0.0010%）,实验钢总氧质量分数变化（0.0010%、0.0005%）对钢中最大夹杂物尺寸影响不大。      

自动统计在夹杂物分析过程中的应用

摘要：为了探明夹杂物自动分析设备在夹杂物统计过程中的准确性，利用夹杂物自动分析和手工统计分析的方法对夹杂物的尺寸、数量和种类进行统计表征，对比分析了2种分析方法在稀土钛处理钢中结果的差异。研究结果表明：夹杂物自动分析不适用于含稀土钢中夹杂物数量和尺寸的统计分析，但对于夹杂物中不同成分组元的含量和面积分数的统计，夹杂物自动分析的结果是准确的。原因主要是自动分析会将一个夹杂物内部成分差异较大的不同区块认定为2个或多个小夹杂物，导致统计得到的夹杂物数量偏高，尺寸偏小，复合夹杂物数量偏少。     

82B钢精炼处理后软吹时间对夹杂物行为的影响

为了满足82B钢质量要求,通过对精炼处理后软吹过程中的钢水进行取样,并对钢样中的夹杂物进行全面检验分析,研究了不同软吹时间条件下钢中夹杂物数量及尺寸的变化情况。结果表明:综合考虑夹杂物的去除效果和软吹过程的温降等因素,认为软吹时间控制在25~35min较为合理。生产统计数据表明,改善软吹工艺后,钢水的洁净度有了大幅提高。     

优质管线钢非金属夹杂物控制研究

从出钢预脱氧、造渣制度、钙处理工艺和吹氩制度等方面,对夹杂物的控制进行了工艺优化研究,利用大样电解、扫描电镜(SEM)等手段,对管线钢工艺优化前后铸坯、钢板中夹杂物的数量、尺寸、形貌等进行了对比分析。结果表明,工艺优化后夹杂物含量及形态得到了很好控制。     

扫描电镜夹杂物自动分析功能在钢材上的应用

非金属夹杂物是影响钢材质量性能的主要因素之一,扫描电镜夹杂物自动分析是检验钢中夹杂物的常用手段,具有操作自动化程度高、检测结果数据量丰富的优势。实验利用该功能检验了铝、硅、锰复合脱氧的某低碳低合金钢中间包钢水样品和盘条样品,以案例方式介绍了检验结果中主要数据的利用：用元素含量断定夹杂物的成分和类型,实验中为MnS和各种氧化物;当量直径(ECD)可用于分析尺寸,再综合数量信息,可评价钢质洁净度水平以及指导优化夹杂物控制技术,实验中中间包钢水样品和盘条样品上夹杂物ECD平均值分别为1.89μm和1.14μm,前者远大于后者,而前者夹杂物密度则小于后者;按类型,硅酸盐和硅铝酸盐型夹杂物是实验中最主要的两类氧化物夹杂,其中前者尺寸略小,ECD平均约1.005μm,后者数量最多,盘条样上占比超50%;依据检验结果还可定位夹杂物位置,实验中两类样品上各类型夹杂物均随机分布;轧制过程中夹杂物随尺寸增大而变形增大,随着其分布位置由基体边部到心部,变形先增大后减小,硫化物长宽比大于氧化物,钙改质的氧化物大于未改质前。     

不同牌号无取向硅钢夹杂物定性定量分析

无取向硅钢中夹杂物的存在会抑止晶粒生长,使基体的均匀连续性中断,其在钢中的形态、含量及分布情况都不同程度影响着硅钢的性能,尤其是对磁性能起关键的作用。因此,全尺度分布考察夹杂物对无取向硅钢夹杂物的研究极为重要。本实验确定了适用于不同牌号无取向硅钢夹杂物全尺度分布的分析方法：样品制备—小样电解—过滤喷金—根据不同牌号的要求选择合适的放大倍率扫描观测—夹杂物颗粒的分类统计。通过统计的结果,结合电解的失重量可以得到不同尺度的体积分布数据。实验分析了不同牌号和工艺无取向硅钢夹杂物的种类、形貌、大小和尺度分布,并初步考查了夹杂物与磁性能的关系,对无取向硅钢的工艺研究具有一定参考价值。     

汽车钢DC03夹杂物产生原因分析及改进措施

通过采用扫描电镜、金相分析等手段,结合现场实际生产过程探讨了邯宝炼钢厂生产汽车钢DC03产生夹杂的原因分析,并针对其原因提出了改进措施。研究结果表明：DC03钢板产生的夹杂有两类：一类是钙铝酸盐夹杂,主要原因是来源于炼钢过程中大颗粒耐火材料脱落物或中间包卷渣;另一类是伴有钠、氟元素氧化铝夹杂,主要原因是保护渣卷入。为此,采取了优化保护渣成分、增加浇次开浇中间包质量、改进中间包包盖的吹氩管路、优化中间包覆盖剂成分和中间包吹氩量等措施,取得了良好的效果,低碳钢平均夹杂率由改进前的0.47%减少至0.32%。     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

摘要：为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法，通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型，同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢，失效夹杂物以高铝夹杂物为主，尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法，但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化，为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验，可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

夹杂物及组织对FB780高扩孔钢扩孔性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)技术对FB780高扩孔钢热轧卷头尾部扩孔样品进行断口形貌观察及成分分析。结果表明,夹杂物作为显微空穴的优先形核点,将对材料的扩孔性能产生不利影响;采用INCA Feature夹杂物自动分析方法对两样品截面夹杂物成分、尺寸、面积进行统计,结果表明,由于浇注过程的差异,头部样品在夹杂物尺寸、面积分数上均高于尾部样品,这些夹杂物将在扩孔过程中作为裂纹萌生源而影响材料的扩孔性能;采用电子背散射衍射(EBSD)技术对两样品中铁素体相及贝氏体相进行相分布统计,结果表明,由于尾部样品具有更高的铁素体含量,且组织分布更为均匀,从而改善了材料的塑性、韧性及扩孔性能。     

纳米尺度析出相透射电镜的统计分析技术探讨

纳米级析出相在钢中起到析出强化作用或者作为晶粒生长的抑制剂，来获得特定取向的织构，因此，对析出相进行系统分析非常重要。目前通过扫描电镜和透射电镜很难实现纳米尺度尤其是50 nm以下析出相的统计分析工作。实验通过将扫描电镜夹杂物统计的Feature软件包应用到透射电镜的能谱控制软件中，从而实现了透射电镜直接对钢中纳米尺度析出相的统计。同时对透射电镜进行析出相统计中的主要影响因素如样品制备方法、采集参数、分类方法和大面积统计方法等进行了深入研究。结果表明，实验最佳条件为采用新的复型方法制样，能谱单点采集时间为5 s,图像分辨率为2 048,连续采图统计，终止条件为析出相统计数量过100个，确定了析出相制定分类规则的具体实现方法。结合无取相电工钢W800和WH470的实验统计结果可知，其析出相种类有CuS₂和MnS+CuS₂的核壳复合析出，且实验方法能够统计分析的析出相最小尺寸为10 nm。