焊丝钢ER70S-6氧化铁皮机械剥离性能研究

通过扭转试验和扫描电镜评价了焊丝钢ER70S-6的氧化皮剥离性能。氧化皮和基体之间存在的铁硅氧化物Fe₂SiO₄（2FeO·SiO₂）和FeO为主要成分的富硅层,在机械折弯及砂带打磨过程中难以除净,使焊丝表面镀铜效果及焊接性能恶化。提出了通过提高加热炉加热段温度至985℃、提高均热段温度至1110℃,进而阻碍氧向富硅层的扩散;建立PF线保温墙和保温通廊,进而促进FeO的歧化反应;缩短精轧机换辊时间3h,进而减少氧化铁皮对铁基体的压入;降低吐丝速度至90m/s、提高吐丝温度至930℃进而增加氧化铁皮厚度等方式来改善ER70S-6表面氧化皮剥离性能。工艺优化后,ER70S-6表面氧化铁皮由粉末状脱落变为片层状脱落,粗细拔半成品表面间断性发黑现象消失,镀铜层平均厚度由1.45μm增加至3.6μm,表面光亮度显著提高。     

铬元素添加对热轧低碳钢高温氧化行为的影响

 为了研究铬元素和加热工艺参数(加热温度、保温时间)对热轧低碳钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用,采用热重分析法研究了铬含量对低碳钢在1 100~1 250 ℃空气中氧化行为的影响规律,计算了氧化速率常数,并对比了不同试验条件下氧化铁皮的物相组成、显微结构以及微区元素占比。结果表明,所有氧化过程均呈现两阶段特征,即初期氧化动力学曲线呈线性规律,中后期逐渐转变成抛物线规律,而从线性到抛物线转变所需时间会随着钢中铬含量的升高而缩短;同时,铬元素添加后氧化铁皮的结构由最外侧的Fe₂O₃层、中间的Fe₃O₄层和FeO层以及靠近基体的富铬尖晶石(FeCr₂O₄)层组成,FeCr₂O₄层在氧化过程中通过阻碍铁离子和电子的外扩散,降低了氧化速率,从而显著提高低碳钢的抗高温氧化性能。     

34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大模型验证与应用

通过热处理试验并采用金相法分析研究了加热温度和保温时间对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明，加热温度对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒尺寸的影响尤为显著，随加热温度（900～1 200℃）的升高，晶粒尺寸逐步增大。在初始晶粒尺寸情况下，900℃保温30 min(12.1μm)和950℃保温10 min(15.1μm)都与原始晶粒尺寸级别相差不大，1 050℃保温30 min(37.8μm)时，晶粒尺寸达到原始晶粒尺寸的3.35倍，得到34CrNi3MoV钢晶粒长大的激活能Q=176.6 kJ/mol。随保温时间的延长，加热温度对奥氏体晶粒尺寸的影响越来越弱。950℃保温时，晶粒长大的临界保温时间大约为90 min左右。1 050℃保温时，其临界保温时间大约为30 min。加热温度越高，达到临界保温时间后，晶粒长大就越缓慢。加热温度为850～950℃，保温时间60～180 min，可使34CrNi3MoV钢平均晶粒尺寸控制在22.5～44.9μm（国标8.0～6.0级）而满足要求。     

22SiMn2TiB钢250 mm连铸坯氧化铁皮分析及工艺改进

采用扫描电镜、EDX能谱仪和X射线衍射仪对22SiMn2TiB钢连铸坯的氧化铁皮除不净的原因进行分析。结果表明,在现行加热工艺条件下容易使钢中Si（0.70%～1.00%）氧化,并在连铸坯氧化铁皮中形成Fe₂SiO₄（铁橄榄石）,经高压水除鳞冷却后Fe₂SiO₄形成类似锚状形貌,将FeO层钉扎住,增加了与基体的附着力,致使氧化铁皮很难完全被除掉。通过优化加热工艺,控制连铸坯加热出炉温度为1 250～1 300℃,可使连铸坯经除鳞点后温度控制在1 173℃以上,减小氧化铁皮与基体的结合力,可有效的解决22SiMn2TiB钢连铸坯除鳞不净的问题。     

加热条件与混合气氛对50CrV4钢表面脱碳的影响

试验过程模拟武钢CSP均热炉的加热条件,分别研究加热温度、保温时间、炉内气氛对弹簧钢50CrV4表面脱碳的影响规律。结果表明,50CrV4钢脱碳厚度随保温时间的延长而增加;保温时间为30和60min,加热温度低于1050℃时,脱碳层厚度随温度升高而增加,高于1050℃时,脱碳层由于氧化加剧而减少,1050℃为脱碳敏感温度;O_2+CO_2+H_2O+N_2混合气氛比O_2+CO_2+N_2和H_2O+N_2降低脱碳层厚度更加明显。结合氧化模型和菲克第二定律,建立并修正了脱碳计算模型,利用试验数据验证其可靠性。     

铜渣在中低温下氧化改性的实验研究

根据铜渣的物相分析和铁橄榄石的氧化原理,提出了铜渣在中低温下氧化改性的实验方法,考察了氧气流量、氧化温度、氧化时间等因素对铜渣物相变化的影响。实验结果表明:随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,铁橄榄石逐渐消失,转化为Fe₃O₄和少量Fe₂O₃,且物相粒度趋向均匀;粒度35～50μm级铜渣在氧化温度800℃、氧气流量0.1 L/min、氧化时间60 min条件下,Fe₃O₄的面积分数可达43.39%,氧化效果最佳。该实验为后续改进磁选效果、提高铜渣中铁资源的回收利用率奠定了基础。     

弹簧钢盘条氧化铁皮酸洗残留分析和工艺改进措施

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对Φ14 mm和Φ16 mm弹簧钢盘条(/%:0.58C,1.66Si,0.78Mn,0.006P,0.004S)表面残留氧化铁皮的厚度、结构及成分进行测量和分析。结果表明,弹簧钢中Si与FeO发生共析反应,生成铁橄榄石(2FeO·SiO_2)对氧化铁皮的钉扎效应以及较高的冷却速度、较厚脱碳层,会造成酸浸后氧化铁皮难以去除。通过将加热炉均热温度由原1150℃降至1 050℃,加热时间不大于2 h,控制炉内残氧量≤2%,精轧温度从920℃降至870℃,终轧温度从880℃降至840℃,避免出现全脱碳,减轻和避免生成铁橄榄石(2FeO·SiO_2),除鳞水压≥14 MPa,并平均冷却速度从1.9℃/s降至1.6℃/s,使部分FeO发生转变,产生体积膨胀和氧化铁皮开裂,改善酸洗效果。结果表明工艺改进后氧化铁皮酸洗缺陷率由原2.91%~3.58%降至0.69%~1.65%。     

30CrMo钢表面脱碳试验

 在实验室模拟CSP工艺的加热条件,对30CrMo钢进行试验,用金相法测量脱碳层厚度,用失重法对30CrMo钢的氧化层厚度进行估算,结合氧化烧损研究了加热温度和保温时间对30CrMo钢的实际脱碳层厚度的影响规律。结果表明,在试验气氛为（体积分数,%）CO216.5、O20.8、H2O13、N269.7,加热温度范围为1 000～1 150 ℃时,30CrMo钢的实际脱碳层厚度随着加热时间的增加而增加,低于1 050 ℃时,脱碳层厚度随着温度升高而增加,高于1 050 ℃时,脱碳层由于氧化加剧而减少,1 050 ℃为脱碳敏感温度。     

加热期间弹簧钢55SiCr表面脱碳的影响因素研究

在实验室研究了加热温度、保温时间和加热炉内气氛对弹簧钢55S iCr表面脱碳的影响,并对脱碳反应进行了热力学分析。结果表明：在950℃-1250℃范围随温度升高,弹簧钢完全脱碳层厚度先增加后减小,1200℃时完全脱碳层厚度达到最大值,1250℃时由于氧化速度大于脱碳速度,完全脱碳层消失。弹簧钢完全脱碳层厚度分别随加热时间延长、气氛中CO2含量升高、O2含量升高和H2O（g）含量增加而明显增加。当温度为950℃、气氛中O2含量为1%、加热时间为35 min的条件下,可避免完全脱碳层的形成。     

Fe-Cr钢在空气中的氧化行为

 为了测定不同质量分数的铬元素对钢高温氧化行为的影响,采用热重法对Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在800～1 200 ℃下进行高温氧化研究。建立了两钢种的氧化动力学模型,计算出了两钢种的激活能。利用金相显微镜和X射线衍射对两钢种氧化后的断面形貌和物相进行了分析。结果表明,两钢种的高温氧化动力学曲线遵循抛物线规律,Fe-5Cr钢的激活能小于Fe-10Cr钢。800 ℃下,Fe-5Cr钢生成不连续的氧化铁皮,Fe-10Cr钢氧化铁皮极少部分形核。900～1 200℃下,氧化铁皮结构由外向里依次为Fe₂O₃、Fe₃O₄和Cr₂O₃。由于Cr₂O₃的阻碍作用,氧化铁皮中没有发现FeO。由于高温和高氧分压,Cr₂O₃失效,导致两钢种在1 000～1 200 ℃下具有相似的氧化速率。     

含砷/铜砷C-Mn钢的高温氧化行为

利用热重分析仪、扫描电镜和电子探针研究了含As或者Cu+As的C-Mn钢的高温氧化特性.1050℃氧化初期约500 s内,As钢和Cu-As钢为线性氧化阶段,随后转为抛物线氧化,两种钢的抛物线氧化速率均高于C-Mn钢.因氧化层分离,1150℃氧化增重小于1050℃氧化增重.钢中Cu和As的存在促进了固相Fe₂SiO₄层的生长.由于As在氧化层/基体界面的富集,1050℃氧化时,As钢中存在明显的条带状内部氧化粒子层;C-Mn钢中加入Cu和As后,其氧化层/基体界面变得崎岖不平,内部氧化粒子的数量随着氧化时间及氧化温度的增加而增加.1050℃氧化时氧化层/基体界面处Cu和As的富集程度高于1150℃氧化.      

Nb(C,N)溶解对高铌奥氏体晶粒长大行为的影响

为了定量研究铌对高铌钢加热过程奥氏体晶粒长大的影响，采用化学溶解过滤分离及电感耦合等离子光谱测定不同加热温度两种试验钢固溶铌质量分数，并对比研究了奥氏体晶粒长大行为。结果表明，在低温条件下，低铌钢固溶铌质量分数高于高铌钢；随加热温度升高，高铌钢固溶铌质量分数快速增加，但即使在1 300 ℃时，铌也不能完成固溶，少量铌存在于(Ti,Nb)(N,C)析出相中；奥氏体晶粒快速长大的温度与固溶铌质量分数快速增加的温度有关。随铌质量分数由0.082%增加到0.120%，奥氏体晶粒快速长大的临界温度由1 050升高到1 150 ℃。高铌钢在1 150～1 250 ℃加热温度范围内，奥氏体晶粒尺寸小于100 μm。     

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。     

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...     

Effect of Nb on Microstructure Evolution in Cold Rolled Dual-Phase Steels:Interaction of Recovery,Recrystallization and Phase Transformations

The effects of Nb addition,individually and in combination with Ti,were evaluated over a range of coiling temperatures.Coiling temperature influences the ratio of soluble and precipitated Nb in the hot rolled steel containing 0.08 % C and 2.2 % Mn.Nb bearing precipitates can co-precipitate on TiN and impact the microstructure and mechanical properties of the steel after annealing treatment.Microstructure characterization revealed that recovery and recrystallization processes preceded austenite formation.The effects of Nb on austenite formation in cold rolled steels during heating and isothermal holding and on austenite decomposition during subsequent cooling were investigated using dilatometry.The addition of Nb retarded ferrite recrystallization starting temperature,but had no significant effect on the starting temperature of austenite formation during heating.The Nb addition also accelerated austenite formation once the transformation started,and was beneficial for the formation of a finer and homogeneous microstructure.     

焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变研究

为探究熔融状态下,焙烧铜渣中磁铁矿的物性转变,对铜渣进行了CO/CO₂气氛下熔融氧化焙烧实验。考察了CaO添加量与焙烧温度对于渣中Fe₂SiO₄向Fe₃O₄转变过程和Fe₃O₄迁移并富集的影响。CaO的添加促进了渣中Fe₂SiO₄向Fe₃O₄转变和Fe₃O₄迁移富集,而选择适宜的焙烧温度才能最大程度让Fe₃O₄迁移富集。最后发现在CaO添加量为铜渣质量的25 %,焙烧温度1 300 ℃,保温时间2 h,CO₂和CO体积比为190:10的条件下焙烧铜渣,铜渣中的Fe₂SiO₄基本完成了向Fe₃O₄转化,且Fe₃O₄迁移与富集程度较好。