连铸板坯中夹杂物的综合测定与分析

利用低倍检测、金相显微镜、大样电解、扫描电镜及图象分析仪对连铸坯中夹杂物进行了综合测定与分析,分析了夹杂物的形态、分布及来源。     

H08A焊丝钢夹杂物演变规律分析

为了提高H08A焊丝钢的拉拔性能和焊接性能,对该钢种全流程进行取样分析,利用扫描电镜观察夹杂物的形貌,统计数密度,利用夹杂物自动分析系统对夹杂物成分变化和成分分布进行分析,利用FactSage热力学软件分析夹杂物低熔点区域分布。结果表明,钢中全氧含量可间接反映出夹杂物数密度水平,若没有LF精炼和中间包保护浇铸,铸坯中全氧很难达到要求的0.005%。夹杂物类型主要是硅锰铝氧化物的复合夹杂物,脱氧合金化后,夹杂物成分趋于稳定,大尺寸夹杂物多为MnO-SiO₂-Al₂O₃,尺寸最大达到70 μm。钙收得率不高,在夹杂物中没有发现典型钙氧化物夹杂物。夹杂物主要是球形,大尺寸夹杂物总量较多,中间包和铸坯中80 μm以下大尺寸夹杂物占比较小,80 μm以上大尺寸夹杂物占比为87.6%~87.9%。     

连铸圆坯中夹杂物的综合测定与分析

为了对钢中夹杂物的来源和性质有一个深入广泛的认识,开展了连铸圆坯夹杂物的检测与分析研究。利用金相显微镜、大样电解、扫描电镜及常规化学分析方法对连铸圆坯生产过程中的夹杂物进行了综合测定与分析,分析了夹杂物的来源、形态及分布。试验结果表明,应该实施增加脱氧用铝量、使用活性石灰、改进中间包保护渣等措施。     

304不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物数量分布

为研究304不锈钢连铸坯中夹杂物的数量分布,用金相检验法对铸坯中的夹杂物数量进行了统计分析.结果显示,铸坯中由外向内非金属夹杂物数量增加.304不锈钢铸坯表层中绝大多数5 μm以上夹杂物为球状或近似球状的硅酸盐夹杂物.但随着凝固的进行,在铸坯内部会新生大量氧化铝、镁铝尖晶石、氮化物等点状夹杂物和不规则夹杂物.铸坯心部10 μm以上的大颗粒夹杂物数量较多.     

IF钢铸坯皮下夹杂物与钩状坯壳的特征分布

铸坯中大尺寸非金属夹杂物是造成 IF钢冷轧薄板表面缺陷的主要原因,因此使用扫描电镜对超低碳 IF钢铸坯中夹杂物的形貌、类型、尺寸、数量分布进行了大面积(58897·3 mm2)的综合检测。结果表明：IF钢稳态铸坯中的大尺寸夹杂物主要有3种类型,大多数为簇群状的氧化铝夹杂物和簇群状的 TiOx-Al2 O3夹杂物,以及少量的“气泡＋Al2 O3”。实验细致分析了不同尺寸的夹杂物在铸坯近表层的数量分布,并探讨了这种数量分布的原因。分析结果表明：直径大于100μm的夹杂物在铸坯近表层的数量分布受钩状坯壳的发达程度影响明显,而直径在20~50μm的夹杂物在铸坯近表层的分布较为均匀,同时由于结晶器中非对称流场,20~50μm 的夹杂物沿铸坯宽度方向上数量分布并不完全对称。     

硅脱氧弹簧钢55SiCr旋转弯曲疲劳断口中外来夹杂物的研究

借助SEM-EDS分析1 950 MPa级汽车用悬架弹簧钢丝硅脱氧55SiCr钢的旋转弯曲疲劳断口中疲劳源宏观夹杂物的尺寸、距表面距离与成分。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧55SiCr盘条内生夹杂物成分分布进行检测统计,对比分析认为疲劳断口宏观夹杂物主要是外来夹杂物。通过采用盘条凝固枝晶显示方法,判断了这些外来夹杂物在连铸坯上的分布特点。研究结果表明:外来夹杂物主要来自于结晶器保护渣卷入、水口耐材和中间包渣线耐材的侵蚀剥落;疲劳断口上的外来夹杂物在铸坯中主要分布在大方坯内弧角部位置。     

钢中硅系夹杂物含量的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对钢中硅系夹杂物的含量进行了分析。结合物理化学相分析、扫描电镜和能谱仪等多种物理化学分析手段,探讨了原位火花光谱中元素硅的异常光谱信号与硅系夹杂物的数量之间的相关性,提出了夹杂硅的原位统计定量分析参数,并建立了夹杂硅含量的原位统计定量模型。同时采用通道合成技术对硅系夹杂物的组成进行了定性分析,并将所得的数学模型应用于多种不同成分的中低合金钢样品中硅系夹杂物的分析,所得结果与扫描电镜分析结果和物理化学相分析测定结果具有较好的一致性。     

20CrMnTi冶炼过程中夹杂物行为研究

采用金相观察、扫描电镜(SEM)、电子探针(EDS)和大样电解等手段,对20CrMnTi钢中非金属夹杂物的分布行为进行研究。结果表明:LF精炼促进非金属夹杂物的去除,但浇注过程存在吸气现象,造成铸坯中T[O]和[N]含量分别为18.53×10-6和46.94×10-6;铸坯中显微夹杂物体积率较高,为0.085%~0.11%;钢液和铸坯中显微夹杂物主要为氧化物、硫化物、硅钙和钙铝酸盐复合夹杂,是典型的脱氧和脱硫产物;中间包钢液和铸坯中大型夹杂物含量分别达到1.011 mg/kg和0.785 mg/kg,主要为S iO2类和硅铝酸盐复合夹杂,这些夹杂物中K2O和Na2O含量较高,是典型的含有结晶器保护渣成分的复合夹杂物。     

Ti-IF钢冷轧缺陷的形成分析

对某钢厂生产的Ti-IF钢冷轧板的表面缺陷进行研究,利用扫描电镜和能谱仪分析其缺陷部位微观形貌及夹杂物成分,在缺陷部位发现大量氧化铝、硅铝酸盐、氧化硅、镁铝尖晶石夹杂物。此外,对夹杂物含量较高的头坯试样进行轧制模拟试验,分析结果进一步证实了由于各类夹杂物的存在导致Ti-IF钢冷轧板的表面缺陷。     

一炼钢镀锡板连铸板坯夹杂物分布试验研究

通过分析一炼钢LD-RH-CC工艺试制镀锡板连铸坯的夹杂物分布、数量及组成情况,了解了冶炼控制技术和相关铸坯质量状况,分析得到铸坯厚度方向夹杂物面积较大的分布区域,1350段面铸坯夹杂物集中在离上表面80 mm左右,950段面铸坯夹杂物集中在离上表面60 mm左右.试验表明夹杂物的平均尺寸小于60μm2,大部分夹杂物为脱氧产物.同时对铸坯宽度方向夹杂物面积大小分布情况也进行了分析.     

铸造黄铜的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪实现了对铸造黄铜ZHPb59-1的大面积扫描,利用原位统计分布分析技术分析了合金中添加元素Zn、P、Mn、Al、Si、Fe、Pb、Ti、B的分布状况,以期能为铜合金行业提供一种快速的表面元素分布分析方法。通过原位扫描技术能快速得到各元素的直观分布图、最大偏析度、最大偏析位置和统计偏析度。研究发现,原位分析得到Zn、P、Mn的分布及对组织影响的结果和金相结果有良好的对应;通过二维成分分布图和三维成分分布图可看出Al、Si、Fe的分布较为均匀。由原位统计分布可推测,Pb存在大量的夹杂相,而P弥散在整个合金中;Ti、B作为主要的变质剂,存在明显的偏析。此外,Cu、P夹杂的原位统计结果与扫描电镜和能谱的结果对应良好。     

帘线钢82A大方坯的原位统计分布分析

采用金属原位分析仪对帘线钢82A大方坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了方坯不同区域中C、Si、Mn、P、S、Al和Ca元素的分布规律,发现C、S、P和Mn在中心存在明显的岛状偏析,中心区域的偏析较边部严重。C、S和Mn元素在方坯边部有明显的负偏析带,而Si的分布较为均匀。帘线钢中的Al基本上都以夹杂物的形式存在,并以Al、Ca的复合夹杂物为主,且中心的夹杂物含量明显比边部多。采用扫描电镜结合能谱分析的方法对不同区域夹杂物的尺寸和成分进行了研究,两种方法所得结果具有较好的一致性。     

帘线钢72A连铸坯的原位统计分布分析

为了更好地了解铸坯中元素偏析、疏松和夹杂物分布规律,采用金属原位分析仪对帘线钢72A连铸坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了铸坯中C、Si、Mn、P、S和Al元素分布规律,发现C、Si、Mn和P元素在铸坯中心都存在明显的偏析,且中心区域的偏析程度比边部严重。Mn元素含量的分布规律与C元素相似,在铸坯边部附近,C、Mn元素有明显的负偏析带,在铸坯中心区域元素出现了明显的正偏析带,整体上,Mn元素成分分布比C元素更均匀;比较这几种元素的成分分布,发现Si元素成分分布较均匀,而P元素成分分布较不均匀。帘线钢中Al、S元素基本上都以夹杂物的形式存在,两种元素分布规律极其相似,且中心夹杂物的含量明显比边部多。由于铸坯中心存在明显的缩孔,导致铸坯表观致密度下降,表观致密度为0.869 0。     

铝硅系铸造铝合金的原位统计分布分析

The element distribution analysis for the Al-Si casting aluminum alloys has been done by metal original position analyzer(OPA). The quantitative distribution analysis results of Si, Fe, Cu, Mn and Ti have been obtained by selecting suitable spectrum reference materials and optimizing the instrumental parameters. The content results of five elements by OPA method have good coincidence with the values determined byspark source atomic emission spectrometer. The scanning analysis results show that the distribution of Si, Cu and Ti is homogeneous and some obvious segregation of Fe and Mn has been found in two real aluminum alloys and the content distributions of two elements are very similar. It can be concluded thatthere are some compound of Fe and Mn in casting aluminum alloys by the result of multi-element spectrum channel combination analysis. The conclusion also has good agreement with the results by scanning electron microscope and energy spectrum analysis.     

12Mn钢连铸圆坯的原位统计分布分析

为获得连铸圆坯横截面内各元素的偏析、疏松和夹杂物分布,采用金属原位分析仪对12Mn无缝钢管连铸圆坯进行了原位成分统计分布分析。通过C、Si、Mn、P的二维成分分布图及线分布图看出,在中心部位处C元素呈明显富集状态,而Si、Mn和P则相反,即含量极低。在整个横截面内,C、Si、P等元素尤其是C元素含量表现为明显偏析状态,Al元素则由于夹杂物的形成而表现为分散的岛状富集分布状态,S则无明显变化,Si、Mn的分布极为相似。此外,通过定量分析和夹杂物粒度分析获得了各元素的含量频次图及Al粒度分布图。通过表观致密度分布图可以获得,圆坯横截面整体表观致密度低至95.60%,这是铸坯中心缩孔导致。     

大梁钢中夹杂物的原位统计分布分析

针对汽车大梁钢轧板,采用原位统计分布分析技术结合化学分析、扫描电镜和能谱分析方法,研究了夹杂物组成元素异常信号的阈值设定方法以及信号频数、强度与夹杂含量和粒度的相关性,详细探讨了大梁钢中Al系夹杂物总量和粒度分布的原位统计分布分析数学模型,并将数学模型应用于大梁钢样品不同部位中Al夹杂物的含量和粒度分布分析,获得了不同粒度区间内不同类型夹杂物的分布百分比,测定结果与扫描电镜和化学分析的结果有较好的一致性。     

原位统计分布分析在焊接结构用大壁厚钢铸件应用性能评价中的应用

大壁厚钢铸件广泛应用于超大型焊接工程结构中,提高大壁厚钢铸件的冶金质量是确保结构安全的重要保证。为加强今后大壁厚钢铸件生产过程中的冶金质量控制,采用金属原位统计分布分析技术和热模拟技术对边长为1000mm的方形铸件进行元素分布测定及热模拟试验,并对铸件的力学性能、金相组织进行了分析,以进行使用性能评价研究。发现距离表面110mm附近存在偏析带,C、Mn、Si、P均有不同程度的富集,而含Al夹杂物较少。铸件四分之一厚度处存在明显的负偏析区。铸件心部则存在较明显的中心疏松和正偏析,同时也存在主要含Al、Ti等元素的夹杂物富集。试验结果表明溶质元素C偏析造成了铸件在不同位置连续转变曲线和拉伸性能的明显差异,并会对焊接性造成影响。金属原位统计分布分析技术可以全面反映铸件的元素偏析情况,从而更有针对性地做好质量控制措施。     

原位统计分布分析在焊接结构用大壁厚钢铸件应用性能评价中的应用

大壁厚钢铸件广泛应用于超大型焊接工程结构中,提高大壁厚钢铸件的冶金质量是确保结构安全的重要保证。为加强今后大壁厚钢铸件生产过程中的冶金质量控制,采用金属原位统计分布分析技术和热模拟技术对边长为1000mm的方形铸件进行元素分布测定及热模拟试验,并对铸件的力学性能、金相组织进行了分析,以进行使用性能评价研究。发现距离表面110mm附近存在偏析带,C、Mn、Si、P均有不同程度的富集,而含Al夹杂物较少。铸件四分之一厚度处存在明显的负偏析区。铸件心部则存在较明显的中心疏松和正偏析,同时也存在主要含Al、Ti等元素的夹杂物富集。试验结果表明溶质元素C偏析造成了铸件在不同位置连续转变曲线和拉伸性能的明显差异,并会对焊接性造成影响。金属原位统计分布分析技术可以全面反映铸件的元素偏析情况,从而更有针对性地做好质量控制措施。     

20MnSi钢连铸方坯的原位统计分布分析

连铸方坯生产过程中由于连铸工艺参数的不合理会出现元素的偏析现象,严重的会导致裂纹或缩孔等缺陷的产生。选取存在明显纵向裂纹的20MnSi钢连铸方坯试样进行原位统计分布分析,实验表明裂纹的存在会导致元素含量的原位统计结果异常,从而影响元素含量统计分布分析。通过OPA-200软件的裁剪功能对异常数据进行处理是一种可行的处理方法。对20MnSi钢连铸方坯整个横截面进行原位统计分布分析, C、Si、Mn、P、S元素含量的二维等高图显示在中心区域以及距横截面边部1/4处元素存在富集的情况,通过统计偏析度定量分析表明,C、P、S元素的偏析情况较为严重,而Si、Mn元素的偏析不太严重。此外,通过在方坯横截面横向中心线位置进行钻孔取样分析C、P、S元素的含量,验证了传统偏析分析方法与原位统计分布分析技术的一致性。     

重轨钢中硫化锰夹杂物粒度的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对重轨钢铸坯中MnS夹杂的粒度分布情况进行了分析研究。通过ASPEX扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)将重轨钢中不同尺寸的MnS夹杂进行统计,建立了原位统计分布分析MnS夹杂的粒度分布曲线,分别对重轨钢铸坯中5~10、10~20、20~50μm的MnS夹杂的分布情况进行了统计分析。结果表明,沿着铸坯的内部到边缘的方向上,5~10μm小颗粒夹杂一直存在,10~20、20~50μm大颗粒MnS夹杂所占比例降低,直到铸坯边缘,几乎没有大颗粒MnS夹杂存在。将该结果与ASPEX扫描电镜-能谱仪得到的结果相比较,两者在反应夹杂物分布趋势上具有一致性,说明原位统计分布分析技术分析铸坯中夹杂物的粒度分布方法的建立具有可靠性。