超临界机组T91钢管蒸汽侧氧化膜特征和脱落机制的分析

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对超临界机组571.5℃蒸汽服役28 800 h的T91钢（/%:0.10C,0.35Si,0.43Mn,7.85Cr,0.81Mo,0.24V）Φ90 mm×10 mm管材氧化膜的成分、相组成、形貌和脱落机制进行了分析和研究。结果表明,T91钢氧化膜厚度约为307.3μm,呈现多层复杂结构,扩散层为Cr₂O₃和基体晶粒的混合物,内氧化层为FeCr₂O₄,中间氧化层为FeCr₂O₄和Fe₂O₄的混合物,外氧化层为Fe₃O₄和Fe₂O₃。FeCr₂O₄和Fe₃O₄的界面处存在大量孔洞,在热应力作用下,外氧化层极易开裂和脱落。     

氧化时间对FeSiAl合金粉末组织与电磁性能的影响

以FeSiA合金粉末为原料，研究空气中500℃下不同氧化时间对FeSiAl合金粉末微观组织和电磁性能的影响。结果表明：随着氧化时间的延长，FeSiAl合金粉末颜色由深灰色向土黄色转变，表面微观形貌无明显改变。氧化5 h后，粉末表面出现Fe₃O₄，随着氧化时间进一步增加至10 h,Fe₃O₄逐渐转变为Fe₂O₃。FeSiAl合金粉末表面氧化层主要包含Fe₂O₃、SiO₂和Al₂O₃。粉末介电常数和磁导率的实部随着氧化时间的增加呈上升趋势，介电常数的虚部和磁导率虚部无明显变化。     

Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料组织结构和吸波性能的影响

研究了Co掺杂对还原氧化石墨烯(RGO)/Fe₃O₄复合材料结构、形貌和吸波性能的影响规律.采用一步水热法分别制备RGO/Fe₃O₄和Co掺杂的RGO/Fe₃O₄复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析Co掺杂对复合材料的微观形貌、相组成及表面元素价态的影响;利用矢量网络分析仪测定两种复合材料在2~18 GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,模拟计算了Co掺杂对RGO/Fe₃O₄复合吸波性能的影响规律.结果表明:部分Co参与了水热反应生成了CoCO₃、Co₃O₄和Co₂O₃,还有部分Co以单质形式存在,其通过正负电荷吸引机制,影响Fe3+在氧化石墨烯(GO)表面的配位,使得负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面的Fe₃O₄纳米颗粒部分迁移至RGO片层间;Co掺杂改善了复合材料的导电能力和磁损耗能力,使复合材料的吸波能力显著增强.反射率模拟结果表明:掺杂后与掺杂前相比,当匹配厚度d=2.00 mm时,最大反射损耗提高3.44 dB,有效吸收频带拓宽2.88 GHz;当匹配厚度d=2.50 mm时,最大反射损耗提高8.45 dB,有效吸收频带拓宽2.73 GHz.Co掺杂对RGO/Fe₃O₄复合材料的结构和形貌有显著影响,并有效改善复合材料的吸波性能.      

Fe-Ni-O体系中Fe/Ni的还原行为

取电阻炉实验和热重分析等手段,探讨了Fe-Ni-O体系中不同条件下的产物组成及Fe/Ni的还原行为.结果表明:五种样品的还原难度由低到高依次为NiO2O₃+Ni2O₃+NiO2O₄2O₃;Ni元素能够促进铁氧化物还原,其促进作用由Ni元素的初始状态决定,单质Ni>氧化物NiO>NiFe₂O₄中的Ni;NiFe₂O₄的还原过程中各产物由低温到高温依次出现的次序为Fe₃O₄、Ni、(Fe,Ni)、Fe和Fe_0.64Ni_0.36.根据实验结果,对五种氧化物体系的还原过程进行了探讨,并获得了活化能、控速环节等重要参数及相关反应机理.      

静电复印用载体铁粉氧化膜的微观研究

用金相、X光、扫描电子显微镜和俄歇谱仪(AGUER)等对静电复印机用载体铁粉的氧化膜进行了微观分析和研究。结果表明:当载体铁粉氧含量为2%左右时,在其颗粒表面形成的Fe₃O₄膜层,厚度约2μm:当氧含量超过5%时,则载体铁粉中有一部分颗粒的氧化膜层显著加厚,甚至可达5-8μm,这种厚的氧化膜已不再是单一的Fe₃O₄膜,而是在Fe₃O₄膜与α-Fe基体之间出现的厚度不均匀的低价氧化铁(FeO)层。FeO的出现将降低载体铁粉的性能和使用寿命。     

基于热轧全流程氧化铁皮控制的耐蚀性工艺

 针对热轧生产流程实际工况,系统研究了热轧、卷取阶段的三次氧化铁皮演变规律,旨在不增加生产成本的前提下,通过调整热轧生产工艺控制氧化铁皮结构,利用热轧后生成的氧化铁皮作为防护屏障,提高钢材耐蚀性能。结果表明,在不同轧制温度下,三次氧化铁皮结构从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO,由于FeO中的阳离子空位密度大,导致其比例最大,并且随着轧制温度增加,氧化铁皮中的FeO层厚度逐渐增厚,并且其比例也逐渐增加。通过模拟连续冷却试验发现氧化铁皮结构转变关系呈现出“C”曲线的形式。在450～550 ℃温度范围内卷取时,FeO发生共析反应程度达到峰值,同时可以看出在高温下卷取可以有效抑制共析转变的发生。通过大量的试验研究表明,获得以先共析Fe₃O₄为主的完整氧化铁皮的结构类型,是有效提高热轧钢材耐蚀性的主要控制方向。因此在国内某钢厂热连轧生产线进行了基于氧化铁皮控制的耐蚀性工艺试轧试验和盐雾试验,结果表明,氧化铁皮完整致密,并且其结构类型主要为先共析Fe₃O₄,因此利用轧制工艺调整改变钢板表面氧化皮结构,钢材耐蚀性能得到显著提高。     

铝对铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

 为了探究不同铝含量对X10CrAlSi18铁素体耐热不锈钢高温氧化行为的影响,采用恒温氧化方法对0.63%Al 和1.06%Al(质量分数)两组钢在700 ℃空气下进行高温氧化研究,测定和计算了氧化增重和平均氧化速率,观察分析了氧化形貌与氧化物相组成。结果表明,两组钢均达到了完全抗氧化级别,但1.06%Al钢的氧化增重和氧化速率均小于0.63%Al钢,表现出较好的抗高温氧化性;两组钢氧化膜均由3层组成,内层为Al₂O₃和SiO₂,中间层为Cr₂O₃和Fe₂O₃,外层则为MnCr₂O₄和FeMn₂O₄;随着铝含量的增加,氧化膜较为连续、致密,且与基体之间附着性较好,同时内氧化明显减少。     

在线盐浴热处理生产高性能Fe-C-Mn-Si高碳钢线材

为满足制丝行业对大规格高强高塑性线材原料的需求，研发了青钢高速线材轧机多功能在线盐浴热处理(QMIT)工艺，并研究了QMIT工艺参数对Fe-C-Mn-Si高碳钢显微组织、力学性能和氧化铁皮的影响规律。与传统风冷工艺相比，QMIT大幅降低了粗大珠光体、先共析渗碳体、游离铁素体、离异珠光体和芯部马氏体等异常组织的产生概率。大规格高强度高塑性YL82B线材抗拉强度为1 215～1 325 MPa,断面收缩率为40%～48%,抗拉强度通圈差小于35 MPa。QMIT盘条氧化铁皮分为2层，白亮的外层为Fe₃O₄,灰色的内层为FeO,内层FeO层上有球状或者岛状的Fe₃O₄。随着盐浴温度的升高，氧化铁皮的厚度基本一致，但内层FeO中分布的岛状先共析Fe₃O₄的尺寸和数量明显增大。综合来看，采用较低的盐浴温度既能获得良好的显微组织和力学性能，又能获得适于机械剥壳的氧化铁皮。     

低铬钢水蒸气气氛下的氧化行为

 为探究低铬元素钢材在水蒸气条件下的氧化行为,针对5Cr和10Cr钢在水蒸气氛围下的氧化过程,采用热重分析仪(TGA)进行高温氧化试验。利用金相显微镜和XRD对试样氧化后的断面形貌和物相进行检验分析,研究了低铬含量钢在水蒸气氛围下表层氧化的机理。研究结果表明,由于基体表面氧化铁皮会因为水蒸气存在而产生孔洞和裂纹,成为了水蒸气向内扩散的有利通道。随着铬含量提高,其氧化规律由线性规律向抛物线规律转化的所需温度变得越高。试样氧化铁皮层由外氧化层和内氧化层组成,外氧化层主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄,内氧化层含有大量铬氧化物。氧化温度在1 000 ℃以上时,两个试样增重接近,主要是钢中铬元素被氧化形成Cr₂(OH)₂和Cr(OH)₃,致使内层抗氧化性失效。     

帘线钢线材表面质量分析

试验了国内外不同厂家生产的φ5.5 mm 0.72%～0.82%C帘线钢线材的表面质量。结果表明,多数 厂家的帘线钢线材表面无脱碳层,平均氧化层厚度≤7.7 μm,厚度波动≤1.13 μm,氧化层中Fe₃O₄,与FcO的含量相当,有利于去除氧化层;个别厂家线材脱碳层为0.05~0.10 mm,平均氧化层12.47 μm,厚度波动≤1.84 μm。     

热轧结构钢氧化铁皮结构及其对酸洗质量的影响

为研究热轧结构钢氧化铁皮厚度、结构及其对酸洗质量的影响,设计了"高温、低冷速"和"低温、高冷速"两种热轧工艺,并进行了热轧结构钢的生产制备.利用光学显微镜、扫描电镜分析了带钢宽度方向上氧化铁皮的厚度分布、结构特点和带钢酸洗后的表面形貌;基于不同热轧工艺下氧化铁皮厚度、结构差异,对带钢的酸洗效果以及酸洗色差缺陷的产生机理...     

700 MPa级别热轧高强钢氧化铁皮结构转变规律

选取700 L作为试验用典型钢种，利用高温同步热分析仪（TGA）研究了热轧过程中不同卷取温度和冷却速率条件对氧化铁皮结构转变的影响规律。实验结果表明，450～500 ℃为700 L共析转变的“鼻温”区间，此时共析转变的孕育期最短，容易发生共析转变，生成大量的共析组织（Fe+Fe₃O₄）。相较于其他成分钢种的氧化铁皮共析组织转变规律，700 L中添加的Mn、Nb、Ti元素会使晶粒细化，进而使参与反应的离子的扩散通道增加，并最终使共析转变速率发生一定的延迟，共析“C”曲线整体出现向左偏移。      

S32101双相不锈钢热轧中厚板氧化铁皮显微分析

摘要：采用EPMA、WDS和XRD对S32101双相不锈钢中厚板表面氧化铁皮显微结构进行研究，同时采用称重法测定出氧化增重曲线。结果表明：S32101双相不锈钢氧化铁皮厚度分布不均匀，氧化增重的平方值与氧化时间基本成直线关系。氧化铁皮外层物相为Fe2O3和Fe3O4，内层物相主要为FeCr2O4，局部区域存在MnCr2O4和NiCr2O4。结合热力学计算，得出了S32101双相不锈钢氧化铁皮形成的过程。     

硅钢高温氧化铁皮的显微结构表征

利用电子探针面分析、状态分析及电子背散射衍射相分析技术研究硅钢高温氧化铁皮的显微结构。电子探针面分析可以直观的看出元素的分布状态,初步判断氧化铁皮的结构,而状态分析可以准确表征常规氧化铁皮中铁元素的状态,对于合金元素富集区域则通过电子背散射衍射相分析技术来标定。结果表明,高温氧化铁皮的结构主要有4层,即最外层为厚度约为10 μm的Fe₂O₃相,次外层为Fe₃O₄相,中间层为FeO相上分布有颗粒状的Fe₃O₄相,最内层为FeO相和Si元素富集的Fe₂SiO₄相。其中Fe₂SiO₄层的分布特征与加热温度密切相关:1 100 ℃时,Fe₂SiO₄相呈颗粒状,弥散分布在FeO层;1 200 ℃时,Fe₂SiO₄相呈液态,侵入基体和疏松的FeO层,且沿着FeO晶界呈网状分布。     

HRB400螺纹钢的高温氧化行为及动力学

为了优化HRB400螺纹钢氧化皮结构,以提高耐蚀性能,采用热重法研究了试验钢空气条件下在800、850、900、950、1000和1050℃温度下的氧化行为,建立了氧化动力学模型,计算出试验钢的氧化激活能,借助扫描电镜(SEM)分析和确定氧化皮结构和组成.结合螺纹钢的实际生产情况讨论了螺纹钢氧化皮形成规律,建立了螺纹钢...     

电子探针分析钢表面氧化铁皮的状态

利用电子探针(EPMA)对标准样品及待测钢板分别进行了状态分析试验,结果表明:电子探针可有效判定钢表面氧化铁皮中Fe元素存在的不同价态,其中Fe元素L_β/L_α峰强比对照法最为实用,即通过电子探针测试获得待测试样的Fe元素Lβ/Lα峰强比,然后将该比值与标准样品的Fe元素Lβ/Lα峰强比进行对照,即可判断待测试样氧化铁皮层内不同位置铁的价态,从而鉴定物相为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO或单质Fe。经多次测试,Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、单质Fe 4种相的Fe元素Lβ/Lα峰强比分别为0.36、0.41、0.47、0.08,最大统计不确定度为0.02。依据Fe元素Lβ/Lα峰强比的差异,电子探针可对截面试样氧化铁皮的不同灰度区域进行物相鉴定,此外,还可对表面试样的氧化铁皮缺陷进行状态分析。     

斯太尔摩工艺参数对72A钢盘条氧化铁皮剥离性能的影响

用扫描电镜和弯曲试验研究了吐丝温度和斯太尔摩风冷线Ⅰ～Ⅲ段冷却速度对72A钢盘条（/%:0.70～0.75C,0.15～0.35Si,0.35～0.60Mn,≤0.025P,≤0.025S）氧化铁皮层厚、组成结构和剥离性的影响。结果表明,氧化铁皮的剥离性主要与铁皮厚度有关,10～20μm厚的氧化铁皮具有较好的机械剥离性。FeO层与氧化铁皮的剥离性呈正相关关系,FeO层达到9μm以上具有较好的剥离性,Fe₃O₄层与氧化铁皮剥离性呈负相关关系;FeO层厚比随冷却速度的提高而增加,当吐丝温度到910℃,提高斯太尔摩风冷线各段冷却速度,Ⅰ段为6～7.5℃/s,Ⅱ段为12～20℃/s,高碳钢盘条的机械剥离性得到了有效改善。     

CSP产线下汽车结构用热轧酸洗板中的夹杂物

 为了提高CSP产线热轧酸洗板的洁净度与综合性能,研究了CSP工艺下QSTE500TM(汽车结构用热轧酸洗板)冶炼过程和热轧卷中的夹杂物。冶炼过程中夹杂物的变化路线是Al₂O₃-SiO₂-MnO→Al₂O₃→MgO-Al₂O₃-CaO-CaS→Al₂O₃-CaO-CaS。LF钙处理前到中间包阶段,钢液中夹杂物总量基本不变,约为200 μm2/mm2。热轧卷中夹杂物总量约是钢液中的2倍,组成主要是较大尺寸的MgO-Al₂O₃-CaO-CaS、小尺寸的TiN析出物以及中等尺寸的Al₂O₃-CaO-TiN复合夹杂。随着氮含量的增加,热轧卷中夹杂物总量增加、小尺寸夹杂物分布均匀,10 μm以上的夹杂物在卷宽1/4处分布最多。由于选分结晶的作用,复合夹杂中TiN的质量分数在10%～100%之间变化,随着TiN含量的升高,夹杂物尺寸逐渐变小。CSP工艺下热轧卷中第二相析出物更均匀,有利于产品最终的力学性能。综合考虑过程控制能力和产品性能需求,建议CSP热轧酸洗板严格控制连铸保护浇铸,氮质量分数小于0.006 0%。