钢中残余元素对CSP产品质量的影响

简要论述了钢中残余元素对CSP产品质量和性能的影响及相关控制措施,包括钢中残余元素的来源和含量,板材中残余元素Cu等含量与边裂的关系;板材中残余元素的偏析;残余元素过多可导致冷轧板卷酸洗不净、表面发暗等现象;残余元素对板卷性能如抗腐蚀性能的影响等。提出了钢铁业要做大做强．必须提高钢水的纯净度和合理控制钢中残余元素含量的措施。     

加热工艺对含磷高强钢氧化行为的影响

 含磷高强钢具有良好的成形性能和较高的强度,被广泛用于汽车零件冲压成形。除了磷元素,含磷高强钢中通常还含有锰、硅等合金元素进行固溶强化,这些合金元素在退火过程中容易发生选择性氧化。采用镀锌模拟器研究了加热过程的露点温度对含磷高强钢在加热过程中的氧化行为。采用扫描电镜、辉光放电光谱仪以及光电子能谱仪分别分析了含磷高强钢的表面微观形貌、元素深度分布以及表面化合物种类。结果表明,加热过程的露点温度对合金元素在表面的氧化行为有显著影响,较高的加热过程露点温度可以显著抑制锰元素和硅元素在表面的选择性氧化行为,但是会加速磷元素在表面的偏析。进一步研究表明,磷元素在样品表面以磷酸盐形式存在。     

钢中主要杂质元素的特性及影响

炼钢过程中,常将炼钢原料中大量的杂质元素带入钢液中,其中部分最终残留在钢中成为残余元素,对钢材性能产生有害影响,成为造成钢材质量不稳定的主要因素。文中分析了钢中常见的杂质元素及残余元素的来源和分类,对国内外钢铁产品的杂质残余元素进行了比较,总结了残余元素对钢使用性能及加工工艺性能的影响。     

钢中元素偏聚的研究现状及其发展趋势

 固溶状态下，钢中合金元素会在晶界、缺陷等处优先出现偏聚现象，对钢材的组织和性能产生显著影响。由于元素在钢中的偏聚量小，不易观察，而且影响偏聚的因素很多，导致钢中元素偏聚的理论研究进展缓慢。为了揭示不同元素在钢中的偏聚机理，充分发挥钢中元素偏聚的积极作用，从偏聚类型出发，总结分析了元素偏聚的影响因素和控制手段，重点介绍了几种常见元素的偏聚现象，深入分析其偏聚量及位置对钢材性能的影响，同时还介绍了几种观察元素偏聚的手段。期望能为揭示钢中偏聚行为、发挥其作用提供参考，也为后续偏聚行为的研究提供一些参考。     

ND钢连铸坯两相区内的微观偏析模型

通过构建ND钢连铸坯凝固两相区内溶质的微观偏析模型, 不仅研究了C、S和P元素对固液两相区内钢的高温力学参数以及溶质再分配的影响, 还对P元素偏析比随冷却速率(C_R) 的变化规律进行了探究.通过分析模型结果表明: 初始C的质量分数在0.075%~0.125%之间时, 随着初始C含量的增加, P、S元素的偏析加剧, 凝固末端温度下降幅度变大, 导致脆性温度区间增大; 增加P和S元素的初始含量, P、S元素的偏析比降低, 但会加剧其在枝晶间残余液相中的富集, 直接导致零塑性温度(ZDT) 下降; ND钢中的Cu含量低于显著提高裂纹敏感性的临界含量, 且凝固过程中Cu元素的偏析比较低, 因此在ND钢凝固过程中Cu元素不能主导裂纹的诱发; 在一定的冷却速率波动范围内, P元素的偏析比随着冷却速率(C_R)的提高略有下降.      

钢中低熔点元素的危害及含锡钢的发展研究

在钢铁工业中,锡一直被作为钢中的有害杂质元素,它影响钢材质量,尤其是连铸坯质量,使钢铁材料产生热脆性、回火脆性,产生裂纹和断裂,影响钢的焊接性能,是钢铁"五害"之一。然而锡在易切削钢、电工钢、铸铁及不锈钢中都具有很重要的作用,近年来开发出的含锡低铬铁素体不锈钢,可大幅度提高不锈钢的耐腐蚀性能和加工性能。综述了锡的研究现状,包括产生热脆现象的机制,偏析模型的研究以及含锡不锈钢的发展前景。     

α-Fe一次再结晶中溶质铌和钼偏析的三维分析

1 前言 众所周知,钢中的微合金元素不管是作为杂质存在还是为达到某种目的而添加,都会在材料加工过程中产生偏析而造成晶格缺陷.在这些缺陷中,晶界和相界面是典型的偏析位置.元素在这些位置上偏析,既可以通过对晶界的弱化或强化直接影响钢的力学性能,也可以通过显微组织的演变(例如延迟再结晶、晶粒生长和相变)间接影响钢的力学性能.因此,弄清溶质元素偏析行为及其对冶金现象的影响是非常重要的.     

B在钢中的偏析及SS400含硼钢的重熔现象

为了研究B在钢中的偏析及重熔特性,采用金属原位分析仪、二次离子质谱仪以及微观偏析模型研究了B在SS400含硼钢中的偏析行为,并利用高温激光共聚焦显微镜观察了SS400含硼钢连铸坯裂纹处的重熔现象。偏析模型计算结果表明,当凝固率达到0.96时,B元素的偏析比达到16以上;金属原位分析仪测试结果表明,所取的4个试样中B元素的最大偏析比分别为32.37、18.01、18.40、12.96,试验结果和模型计算都表明B在钢中具有很强的偏析性,也表明尽管SS400含硼钢中B的质量分数仅为0.001 3%,但是由于B在钢中的偏析,局部区域中B的质量分数可能超过0.015%。二次离子质谱仪分析表明,B在裂纹区域存在明显的偏析现象。高温激光共聚焦显微镜观察结果表明,SS400含硼钢裂纹处在1 008.4~1 150.9℃、1 294.8~1 304.9℃、1 325.8~1 342.8℃、1 379.8~1 420.6℃均存在重熔现象。     

高强度油井管用钢带状偏析及其条带型混晶现象研究

摘要：带状偏析组织是影响高强钢服役过程抗腐蚀性能的重要缺陷之一。为了深入揭示轧材中常见的碳化物带状缺陷组织特征,以C110级高强度油井管钢为对象,针对源于铸坯点状偏析的管材带状组织,利用OM、SEM、EDS、EPMA等手段,研究了其热轧材及其调质处理过程不同环节下的晶粒大小分布行为。发现了一种与碳化物带状缺陷相关联的条带型混晶组织。其组织中基体区域晶粒明显粗大,偏析带区域晶粒则相对细小,呈现出与带状组织相似的粗细晶粒相间结构。基于EPMA分析,揭示了带状组织中元素偏析程度与其晶粒尺度的关联性,并利用溶质拖曳理论与第二相粒子钉扎作用解释了合金元素对晶粒生长的影响。     

高强度油井管用钢带状偏析及其条带型混晶现象研究

带状偏析组织是影响高强钢服役过程抗腐蚀性能的重要缺陷之一。为了深入揭示轧材中常见的碳化物带状缺陷组织特征,以C110级高强度油井管钢为对象,针对源于铸坯点状偏析的管材带状组织,利用OM、SEM、EDS、EPMA等手段,研究了其热轧材及其调质处理过程不同环节下的晶粒大小分布行为。发现了一种与碳化物带状缺陷相关联的条带型混晶组织。其组织中基体区域晶粒明显粗大,偏析带区域晶粒则相对细小,呈现出与带状组织相似的粗细晶粒相间结构。基于EPMA分析,揭示了带状组织中元素偏析程度与其晶粒尺度的关联性,并利用溶质拖曳理论与第二相粒子钉扎作用解释了合金元素对晶粒生长的影响。     

RE对铸造H13钢凝固组织及冲击韧性的影响

研究了ＲＥ变质剂对铸态Ｈ１３钢凝固组织各冲击韧性的影响。结果表明,变质处理使铸态Ｈ１３钢的合金元素偏析现象明显减弱,白亮带（碳及合金元素高浓度区）由网状分布转变为少量孤岛状分布。与未变质Ｈ１３钢相比,经过淬火、回火２后的变质Ｈ１３钢中无晶界碳化物析出,冲击韧性大幅度提高。     

低合金钢残余元素Cu-As-Sn的晶界偏析对晶间脆性断裂的影响

用Gleeble-1500热模拟机、扫描电镜和俄歇能谱仪研究了0.10Cu-0.07As-0.05Sn对低合金钢(%:0.15C、0.36Si、1.40Mn、0.003S、0.019P)高温延塑性的影响,凝固过程中的偏析和热处理过程的晶界偏析。结果表明,Cu-As-Sn在晶界的偏析明显加剧第Ⅲ脆性凹槽区的深度和宽度,提高该区上限临界温度;连铸坯不存在明显的Cu-As-Sn晶界偏析,850℃拉伸至屈服的试样和热轧板试样存在明显的Cu-As-Sn晶界偏析,说明热变形加剧残余元素的晶界偏析。     

Influence of Residual Elements on Mechanical Properties of Two Carbon Steel Grades

Experiments were carried out to study the influence of residual elements on microstructure and mechanical properties of two carbon steel grades (i.e. 0.04% C and 0.20% C). The effect of residuals on the microstructure of the carbon steels was mainly to decrease ferrite grain sizes. The effect of residuals on tensile properties was mainly to increase yield and tensile strengths and to slightly decrease ductility, which reflected a combination of solid solution hardening by residuals and grain refinement. The 40 J notch toughness transition temperature (TT) was determined by fitting Charpy absorbed energies to a hyperbolic function and by finding the temperature corresponding to 40 J in the fitted curve; a statistical analysis was performed to ensure the repeatability of TTs defined by this procedure. After the step‐cooling heat treatment to maximize segregation, the 40 J TT of a 0.04% C steel with high Mn and Si contents increased by 28K and the 40 J TT of 0.20 % C steels with the highest residual level (0.085% Sn, 0.4% Cu and 0.4% Ni) increased by 24K, indicating that the upward shift of TT is small even for high levels of residuals. Grain boundary segregation was semi‐quantitatively analysed by Auger electron spectroscopy. Small amounts of Sn segregation were observed, most notably in the low‐C grade.     

高压锅炉管钢的质量控制

分析了有害元素如S,P，N，H，O，Cu，As，Sn等对高压锅炉管钢质量的影响。介绍了攀成钢公司采用在92吨超高功率电弧炉-LF炉-VD真空处理工艺，经浇铸工序生产高压锅炉管钢的工艺实践，并采取相应的质量控制技术措施。实践证明，此工艺路线能成功地生产高压锅炉管钢。     

X120管线钢回火过程中断口分离问题研究

针对一种高强度X120管线钢高温回火条件下出现的夏比冲击试样断口分离现象。利用扫描电镜、透射电镜及冲击试验机等,从磷、硼、锰等元素的偏析,晶界处第二相如碳化物、合金析出物等的析出及长大角度进行讨论分析。研究结果表明：随回火温度升高,断口分离加剧,分离平均长度及数量增加。夏比冲击功降幅达60％;断口分离先于主断口形成,导致试验钢表面能增加,刚度、主断口裂纹形成功及裂纹扩展功下降;磷、硼、锰等元素在晶界偏聚引起的回火脆性导致分离裂纹产生,夹杂物对分离起促进作用,尺寸较大的第二相弱化了晶界强度。     

Grain boundary segregation in austenitic stainless steels and its effect on intergranular corrosion and stress corrosion cracking

This paper reports a study of grain boundary segregation, intergranular corrosion, and intergranular stress corrosion cracking in austenitic stainless steels. The results show that phosphorus, nitrogen, and sulfur all segregate to grain boundaries in these materials and that they can affect one another's segregation through site compctition. In particular, the results demonstrate that phosphorus segregation can be lowered by the presence of nitrogen and sulfur in the steel. Also, if manganese is present in the steel, sulfur segregation will be greatly decreased as a result of formation of manganese sulfides. Phosphorus, sulfur, and nitrogen will not initiate intergranular corrosion in the modified Strauss test, although if corrosion is initiated by chromium depletion, these elements might enhance the corrosion process. Phosphorus segregation does enhance corrosion in the Huey test, even in steels that have not undergone grain boundary chromium depletion, although there does not appear to be a precise correlation between the depth of corrosion penetration and phosphorus segregation. Intergranular stress corrosion cracking in 288 °C water at a pH of 2.5 and electrochemical potential of OV_SHE can occur in these steels even in the absence of chromium depletion if sulfur is present on the grain boundaries. Phosphorus segregation appears to have very little effect.     

Effects of impurities in steels on mechanical properties and corrosion behaviour

In steels produced and utilized in the Fed. Rep. of Germany the elements P and Sn may occur as impurities. Both these elements tend to enrich (segregate) at grain boundaries. The equilibria of grain boundary segregation in iron and the effects of alloying elements have been studied for P and Sn by Auger-electron-spectroscopy and were thermodynamically described. For a 3.5% NiCrMoV-turbine steel the grain boundary segregation of P and its effect on ductility have been studied in detail, with the results that the long-term embrittlement of this steel during application at temperatures around 400°C can be predicted and the maximum bulk concentration of P can be given. The effect of Sn on the creep of a 1% CrMoNiV steel at 550°C has been investigated, Sn favours cavity nucleation and growth, therefore tertiary creep starts earlier and premature failure occurs with increasing Sn content. Therefore, the Sn content should be kept as low as possible in heat resistant steels. Since carbon also segregates to grain boundaries and can displace P and Sn if there is enough free C in a steel, plain carbon steels are not subjected to embrittlement by P and Sn. The susceptibility to intergranular stress corrosion cracking in nitrates and other electrolytes is somewhat enhanced by P, however, only in a restricted range of potentials. In the range of maximum susceptibility the impurities have no effect, all carbon steels are susceptible to IGSCC, independently of their purity. So stress corrosion cracking cannot be suppressed by diminishing the content of phosphorus – only by avoiding the critical corrosion conditions concerning electrolyte and potential.     

合金元素对Cr-Mo钢第二类回火脆性影响研究综述

 对于一些长期在中温条件下服役的Cr-Mo钢(2.25Cr1Mo),由于钢中P、S等有害杂质元素在服役过程中不断向晶界偏聚,降低了晶界结合力,致使该类钢出现第二类回火脆性这一关键问题。为了探寻降低这类Cr-Mo钢第二类回火脆性倾向的有效方法,提高材料安全服役可靠性,从溶质元素偏聚机制出发,总结分析了合金元素晶界偏聚及改善钢第二类回火脆性的内在本质,重点归纳了几种常见元素的晶界偏聚行为及其对钢回火脆性的影响,同时还客观分析了理论计算和试验研究在阐释合金元素对晶界脆性影响存在差异的主要原因,期望能为中温用钢长期服役过程中存在的回火脆性提供一些有效控制方法,也为合金元素晶界偏聚行为的研究提供一些参考。