无损伤提取分析钢中非金属夹杂物的实验研究

介绍了用金相法研究钢中夹杂物所存在的问题 ,以及用酸性电解液电解分离钢中夹杂物所存在的问题。在实验的基础上 ,提出了一种新的研究方法 ,采用非水溶液电解法可以无损伤的提取钢中夹杂物     

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。     

电炉与转炉流程50Mn环件非金属夹杂物的对比分析

利用ASPEX夹杂物分析仪分别对转炉与电炉冶炼环件进行了夹杂物定量分析,从夹杂物数量、种类和尺寸等方面对两种冶炼方式下的夹杂物情况进行了对比分析,结果表明,环件用钢的夹杂物主要有MnS类、氧化物+TiN类以及MnS+氧化物类三种,且氧硫复合型夹杂物占绝大多数,转炉钢中的硫化物比例较高,而电炉钢中的氮氧化物类夹杂物比例较高;电炉钢环件中的大尺寸夹杂物数量明显少于转炉钢环件,但是电炉钢环件中氮氧化物这类脆性夹杂物所占大尺寸夹杂物比例显著升高。     

脱氧剂对M50NiL钢中非金属夹杂物的影响

在航空发动机用轴承钢M50NiL的真空冶炼过程中使用不同脱氧剂进行脱氧，重点研究了不同脱氧剂类型对钢中夹杂物形貌、类型、尺寸及数量密度的影响。结果表明，未添加脱氧剂时，钢中夹杂物主要为Al₂O₃和铝镁尖晶石；使用Al-RE作为脱氧剂后，钢中夹杂物的主要类型为稀土夹杂物；而使用Al-RE-Si-Mn作为脱氧剂后，钢中夹杂物类型、尺寸及分布特征与Al-RE脱氧剂基本相当。稀土元素的加入能明显改善钢中夹杂物的类型及形貌，使主要夹杂物类型由带有棱角且形状不规则的富Al₂O₃型夹杂物转变为近球形的稀土夹杂物，同时降低了钢中夹杂物的最大尺寸,以及大尺寸的Al₂O₃夹杂物数量，但过量的稀土使得钢中出现了稀土夹杂物的团聚。     

轮辋用钢B类非金属夹杂物控制研究

以转炉炼钢—LF精炼-RH精炼-控轧控冷工艺生产的轮辋用钢为研究对象,利用扫描电镜对轮辋用钢中非金属夹杂物超标问题进行分析。结果表明,钢中大尺寸B类非金属夹杂物主要成分为12CaO·7Al_2O_3等低熔点钙铝酸盐。在冶炼过程中不同熔点的钙铝酸盐夹杂物在钢液中运动状态不同,固态夹杂物比液态夹杂物更容易被去除。采取的工艺优化措施为降低Ca含量以及调整精炼LF炉脱S模式,优化后提高了钙铝酸盐夹杂物熔点,使其在冶炼过程中更容易被去除,提高了热轧板卷非金属夹杂物检验合格率。     

含硫齿轮钢凝固冷却过程中非金属夹杂物的转变研究

钢中非金属夹杂物对钢的性能有很大的影响。在连铸过程中,随着温度的降低,钢液冷却凝固,钢与夹杂物之间的热力学平衡发生移动,从而导致夹杂物平均成分的转变。因此,研究钢液凝固和冷却过程中夹杂物的转变是有意义的。以20CrMnTiH含硫齿轮钢为研究对象,用热力学和工厂试验研究了钢液凝固和冷却过程中夹杂物的演变。结果表明,中间包钢样和连铸坯中夹杂物都以Al_2O_3-Ti_2O_3-MgO-CaO-CaS型夹杂物为主,但连铸坯中夹杂物中CaO含量明显低于CaS含量。这与凝固冷却过程的热力学计算得出的CaO夹杂物的转变规律一致。但由于热力学和动力学条件的不足,计算得出的夹杂物平均成分与实际检测值仍存在一定差异。     

钙处理钻具用钢中CaS夹杂物分析

分析了钙处理油井钻具用钢37CrMnMo中夹杂物的特征,通过适当的钙处理,钢中主要形成细小的CaO-Al2O3-CaS复合夹杂物颗粒,夹杂物球化效果较好,但个别炉次中出现了大颗粒的不连续点状CaS夹杂。通过数据统计与热力学分析论述了钢中Al、Ca、O、S对CaS夹杂物的影响机理,并提出通过严格控制铝脱氧剂的加入量,可以有效控制夹杂物。     

含Zr低合金高强度钢中夹杂物的特性

用电子探针研究了含Zr低合金高强度钢中夹杂物的形貌、大小及分布等特性。结果表明 ,钢样中的夹杂物为圆形 ,呈分散分布 ,其组成系含ZrO2 的复合夹杂物 ,而且MnS依附此复合夹杂物成核和长大。钢中添加少量Zr可明显改善夹杂物形态和分布 ,从而改善钢的强度和韧性     

钙铝脱氧对奥氏体锰钢非金属夹杂物形成的热力学分析

采用钙系合金强化脱氧,改善钢中非金属夹杂物类型及形态,提高钢的清洁度是提高奥氏体中锰钢质量和性能的有效途径。用热力学方法分析钢液中钙、硫、铝的浓度和钢液温度对形成非金属夹杂物反应自由焓变化(△G)值的影响,研究钢中主要夹杂物形成的热力学规律,可为控制夹杂物形成的类型、制定钢的较佳化学成分范围提供依     

钢中夹杂物的系统分析技术

 钢中夹杂物的检测分析与控制技术是钢洁净度研究的重点。只有能正确全面地分析钢中的夹杂物才能更清晰地明确夹杂物的来源和生成机制,从而确定相应减少和控制钢中夹杂物的方法。从试样检测体积、获得的夹杂物信息类别、分析的时间长短以及各自优缺点等方面详细论述了钢中夹杂物的系统分析方法,包括传统的二维检测方法、无损检测方法、夹杂物无损提取方法、夹杂物浓缩方法等,并列举了几组应用结果。通过钢中夹杂物系统分析的方法能够全面地获取钢中的夹杂物信息,并追踪钢最终产品中夹杂物缺陷的遗传信息,对洁净钢的生产有很好的指导作用。     

纯镍中非金属夹杂物的电解萃取

试验以纯镍N6为对象,采用电解萃取试验将N6中的非金属夹杂物分离并提取。通过试验,确定合理的电解液配比为0.1% Cr₂(SO₄)₃、0.2%～0.4% 柠檬酸钠、0.1%～1% FeSO₄、0.1%～1% NiSO₄、1% NaCl。最佳电解工艺为:电流密度60～80 mA/cm²,电解时间24 h,实验温度为(20±5) ℃,电解液pH值为5～6。在此最佳电解工艺参数下可完成对纯镍N6中非金属夹杂物的电解萃取。借助扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射仪等设备分析非金属夹杂物,结果表明,不同纯镍N6试样中均存在非金属夹杂物,但不同试样中的夹杂物数量与尺寸有所不同;非金属夹杂物主要由硅、铝、钙、镁、铁、氧等元素构成,主要夹杂物包括氧化铝类、硅酸盐、铝酸盐、复相夹杂物以及氮化物类。本研究对金属冶炼和浇注工艺有一定指导意义。     

扫描电镜和电解萃取法用于超洁净钢中夹杂物的表征

非金属夹杂物对轴承钢性能有较大危害,全面掌握钢中夹杂物的信息对提高轴承钢质量至关重要。实验采用ASPEX扫描电镜检测和水溶液电解萃取相结合的方法检测了超洁净轴承钢中夹杂物颗粒的尺寸、分布、类型、原始三维形貌等信息,并且对比了两种检测方法。结果表明,两种方法都检测出该超洁净钢中夹杂物类型包括硫化物、氧化物、硫化物和氧化物的复合型夹杂物以及钛的化合物,其中大部分夹杂物是硫化物,其次是氧化物和硫化物的复合类夹杂物,颗粒尺寸多小于5μm。这两种方法在检测夹杂物类型和尺寸方面的结果是一致的,且均可靠。在大尺寸夹杂物检测方面,两种方法都检测到大尺寸的CaO夹杂物,而电解萃取的方法进一步检测到约18μm的SiO_2·Al_2O_3复合氧化物夹杂,因此电解萃取法对于数量稀少的大尺寸夹杂物的检测更为有效和可靠。     

Effect of alloy addition on inclusion evolution in stainless steels

The number, morphology, size and composition of inclusions after deoxidation and alloying in Ti-stabilised stainless steel were investigated. This was carried out by electrolytic extraction of inclusions from steel matrix, followed by microscopic examination. It was found that after the addition of ferrosilicon and manganese, and later aluminium, the composition of inclusions changed from manganese silicate-rich inclusions to alumina-rich inclusions. After tapping and titanium wire feeding, three types of TiN inclusion morphologies were observed, single, twinned and clusters. Both the turbulence and Stokes' collision mechanisms play a considerable role in the formation of TiN clusters.     

Research on determination of the rare-earth content in metal phases of steel

The behavior of the rare-earth dissolved in a-Fe, of the iron-cerium intermetallic compounds and of the rare-earth inclusions in electrolytic separation process has been studied by means of counting measurements of radioactivity, the electron probe, and X-ray analysis. The experimental results show that the rare-earth sulfide and the rare-earth oxide are stable completely in the electrolytic separation process, when the composition of the electrolytic solution is 1 pct 4-methyl ammonium chloride, 5 pct triethanolamine, 5 pct glycerin, and 89 pct methyl alcohol, and the controlling anode current density is ≤100 mA/cm². But Fe-Ce intermetallic compounds and the rare-earth dissolved in a-Fe enter into electrolytic solution as ions. When the cerium ion concentration in electrolytic solution is >7.87 X 10^-5 mol/liter electrolyte, precipitates of cerium hydroxide will be formed. When the inclusions are separated quantitatively, the electrolytic solution must be filtered by using a funnel with filter paper pulp thick up to 6 mm, and not be filtered directly with single filter paper. Samples without rare-earth were remelted and a radioactive isotope¹⁴¹Ce was added to the steel. Inclusions were separated by the electrolytic method in the nonaqueous solution. The counting of 14lCe in the electrolytic solution was measured. Thus the rare-earth content in the metal phases can be calculated. Experimental results show that the rare-earth content in the metal phases increases with the total rare-earth content in steel. The rare-earth content in the metal phases of the steel was also found to increase as the aluminum content in steel was increased. This method for determining the rare-earth content in the metal phases of steel is very sensitive. The sensitivity is 10^-6 pct.     

粉末冶金高钒冷作模具钢中稳定

模具钢中的夹杂对性能有重要影响,本文用电解方法提取粉末冶金高钒冷作模具钢中的稳定氧化物夹杂,用X射线衍射、扫描电镜及能谱对夹杂物进行定性分析,用ICP AES测量夹杂物中氧化物形成元素的含量,进而得到各稳定氧化物夹杂的定量描述。结果表明粉末冶金高钒冷作模具钢中的氧化物夹杂主要有四种：Al2O3、硅酸盐、镁尖晶石（MgAl2O4）和SiO2。其中Al2O3含量最多,占到了稳定氧化物夹杂总量的9151%。用惰性气体 脉冲加热法测定了该合金中的氧含量,以此来验证夹杂物提取方法的准确性,定量分析表明合金中稳定氧化物夹杂的质量分数为0026 5%。     

镁处理对海底管线钢氢致开裂敏感性和氢捕获效率影响

摘要：通过NACE TM 0284 2016标准试验和Davanathan Stachurski双电解池氢渗透试验,评估和分析了不同镁添加量X70级别海底管线试验钢的氢致开裂（HIC）敏感性和氢捕获效率。结果表明,镁处理可以细化钢中夹杂物,形成以Ti2O3为主要成分的复合夹杂物。随着镁添加量的增加,试验钢的晶粒依次细化,虽然钢中夹杂物总数增多,但大尺寸夹杂物数量减少。镁处理是通过改变夹杂物数量、成分和尺寸分布从而改善其抗HIC敏感性的。在本试验范围内,镁添加量为0.003%（质量分数）的试验钢抗HIC性能最佳。     

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。     

Evolution of Non-metallic Inclusions and Precipitates in Oriented Silicon Steel

The evolution of inclusions in oriented silicon steel during the manufacturing process was carried out by chemical composition analysis, non-aqueous electrolytic corrosion, and thermodynamic calculation. The morphology, composition, and size of inclusions were analyzed introducing field emission scanning electron microscope. The oxides were mainly formed during the secondary refining, and the nitrides, sulfides, and compounds were formed during the solidification and cooling of steel in the processes of continuous casting and hot rolling.     

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。