20CrMnTiH齿轮钢凝固和冷却过程中非金属夹杂物的转变研究

非金属夹杂物的类型、数量、尺寸对齿轮钢的疲劳性能具有重要影响。为了明确20CrMnTiH齿轮钢在凝固和冷却过程中夹杂物的转变和析出行为,通过Aspex自动扫描电镜对齿轮钢连铸过程中非金属夹杂物的类型、数量、尺寸等进行系统分析。研究发现,中间包内钢液中氧化物夹杂的主要类型为Al_2O_3-CaO-MgO和Al_2O_3-CaO-CaS型,铸坯中氧化物夹杂的主要类型转变为Al_2O_3-MgO和Al_2O_3-CaS型。齿轮钢钢液在凝固和冷却过程氧化物夹杂中CaO向CaS转变,夹杂物的数密度降低,平均尺寸略有增加。通过热力学软件FactSage 7.1计算了中间包内钢液在凝固和冷却过程中夹杂物的形成和转变,对齿轮钢在凝固和冷却过程夹杂物的转变提供了理论依据。     

酸溶铝和铌含量对取向硅钢夹杂物特征的影响

摘 要：为了掌握Als（酸溶铝）和Nb含量对取向硅钢中夹杂物特征的影响,借助场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱仪(EDS)和图像分析软件研究了钢中夹杂物类型、数量、尺寸及尺寸分布,结合钢液凝固过程中溶质元素的微观偏析模型,重点分析了Als和Nb含量影响钢中AlN和NbN析出的机制。结果表明,钢中的夹杂物以NbN、AlN和AlN-NbN为主,夹杂物尺寸分布由Als和Nb含量综合影响。Als含量的增加使含氧复合夹杂物中Al2O3含量增加,SiO2含量降低,促进了钢中硅酸盐类氧化物夹杂的去除,但大大增加了AlN和AlN-NbN夹杂的偏析析出。Nb含量的增加使夹杂物的平均尺寸变小,促进了钢中NbN在凝固前沿的提前析出和以氧化物为核心析出。Als主要影响钢中的氧化物和氮化物夹杂,Nb通过影响与Als结合的O和N的活度影响钢中氧化物和氮化物夹杂的析出特性。     

管线钢中氧的影响

<正>钢中氧含量过高,氧化物夹杂以及宏观夹杂增加,严重影响管线钢的洁净度。钢中氧化物夹杂是管线钢产生HIC和SSC的根源之一,危害钢的各种性能,尤其是当夹杂物直径大于50um后,严重恶化钢的各种性能。为了防止钢中出现直径大于50um的氧化物夹杂,减少氧化物夹杂数量,     

钢液中稀土夹杂物沿高度的分布

用放射性同位素示踪法研究了钢中稀土氧化物和稀土硫氧化物夹杂的分布。实验结果表明钢液中稀土氧化物和稀土硫氧化物夹杂沿高度的分布是均匀的,既不上浮,也不沉积。当稀土加入量相同时,钢液保温时间越长,夹杂平均含量越低。     

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。     

用电解法测定碳钢低合金钢中的氧化物夹杂

分析电解法抽取钢中氧化物夹杂的电解电流、电解时间、电解液酸度等电解条件，及钢中氧化物夹杂的测定方法，并利用化学分析方法对氧化物夹杂中各分量进行了测定。     

GCr15轴承钢LF精炼终点MgO·Al2O3夹杂的形成机理

采用ASPEX自动扫描电镜结合生产实际,分析了国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼终点存在的氧化物夹杂类型,并探索了其形成机理.同时,结合分子离子共存理论模型,分析了钢液中Mg质量分数的影响因素.结论如下:精炼终点钢样主要存在两种类型的氧化物夹杂,即CaO-MgO-Al2 O3-(CaS)类复合夹杂和MgO-Al2 O3-(CaS)镁铝尖晶石类夹杂.热力学计算分析结果表明,MgO·Al2 O3的存在区域较宽,本次精炼钢样成分质量分数刚好处于MgO·Al2 O3的稳定区,与精炼终点存在的氧化物夹杂类型相符合.同时,基于分子离子共存理论模型,分析了耐火材料和精炼渣组分对钢液中Al-Mg平衡关系的影响,揭示了轴承钢LF精炼过程中MgO·Al2 O3夹杂的形成机理及影响因素,为Ds类夹杂的控制提供了一定的指导意义.     

低碳高硫易切削钢中氧化物夹杂对可切削性能的影响

 对现场和实验室冶炼的8炉低碳高硫易切削钢进行切削试验,同时对钢中的非金属夹杂物进行评级和SEM及DES能谱分析。结果表明：无论钢中是否含有锡等易切削元素,低碳高硫易切削钢的刀具磨损量均随钢中B+C类氧化物夹杂级别的增高而明显增加;钢中存在的氧化物夹杂主要为硬质Al2O3-MnO和MnO-SiO2、2MnO-SiO2型氧化物,可加剧切削过程的刀具磨损。钢中氧含量和氧化物夹杂级别相对较低时,适当提高氧含量可促使有利形态的MnS生成而使可切削性能得到改善;当氧含量高时,钢中氧化物夹杂级别明显提高,从而导致可切削性能的明显恶化。     

高碳含铜孪生诱发塑性钢中非金属夹杂物的探讨

高碳含铜孪生诱发塑性(TWIP)钢的纯净化制备对充分发挥其优异性能具有重要性。为了提高高碳含铜TWIP钢的洁净度, 实验利用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪等对该TWIP钢经真空感应熔炼、固溶处理后的铸锭和热轧板材中非金属夹杂物进行分析, 找出了钢中夹杂物类型、来源以及不同工序的变化规律。结果表明, TWIP钢中主要存在铁锰氧化物、硅酸盐类夹杂、硫化物和氮化物。在该TWIP钢使用和热加工的温度范围内, 硫化物表现出良好的塑性, 氮化物属硬质脆性夹杂物。硅酸盐类夹杂物和铁锰氧化物变形特性受其成分和温度变化的影响较为明显。     

稀土对低碳低硅钢中夹杂物的影响研究

针对低碳低硅钢的生产工艺情况,在RH处理过程中添加稀土合金,研究稀土对夹杂物的影响。研究表明,当钢中稀土含量为0. 003 2%～0. 004 1%时,与加入稀土前相比钢中大颗粒夹杂物数量减少,小颗粒夹杂物比例增加,钢中的夹杂物的形貌由球形、团簇形、条形等变为球形,夹杂物类型由氧化物变化稀土硫氧复合夹杂物和稀土氧化物。     

氧化物冶金技术应用及进展

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征,分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。     

LF精炼脱氧方式对钢中氧含量和夹杂物演变规律的影响

近年来,用户对钢铁材料的使用性能要求越来越苛刻,提高钢水洁净度、合理控制钢中夹杂物已成为各个钢铁企业的重要任务,而钢中氧化物夹杂过多与脱氧过程密不可分。通过工业试验和X荧光分析仪、扫描电子显微镜等手段系统地研究了不同脱氧方式对70号钢精炼过程钢中总氧含量、夹杂物演变规律和炉渣氧化性的影响。试验结果表明,不同脱氧方式对70号钢中夹杂物的类型和尺寸影响不大。采用分两阶段、每阶段3批次添加Si-Ca脱氧可进一步降低炉渣氧化性和夹杂物水平,铸坯的T.O质量分数和氧化物夹杂数量可分别控制到0.001 3%～0.001 5%和10.2～11.3个/mm~2,研究结果可为高品质制绳级别细钢丝用高碳钢的高洁净化控制提供理论依据和技术指导。     

钙处理对钢中非金属夹杂物变性效果分析

从VD钙处理前后非金属夹杂物的组成及尺寸的变化、钢中氧化物与硫化物夹杂变性效果的角度,对某钢厂管线钢的钙处理效果进行了研究.结果发现:经过VD钙处理后,钢水中的非金属夹杂物的尺寸进一步降低,夹杂物的类型也有所变化,脆性Al2O3夹杂与沿晶界分布的有害的MnS夹杂都得到不同程度的变性,但钢中的氧化物及硫化物夹杂均没有达到完全变性的要求.     

帘线钢连铸坯氧化物夹杂分布规律研究

为了探索帘线钢中氧化物夹杂在连铸坯内的分布规律,对铸坯中氧化物夹杂的尺寸和成分进行了取样分析。结果表明,随着凝固时间的延长,帘线钢连铸坯中氧化物夹杂的尺寸由连铸坯表面到心部不断增大。采取连铸快冷及增强凝固末端电磁搅拌的措施后,夹杂物最大尺寸控制在20μm以下。     

铁道车辆用LZ50车轴钢非金属夹杂物研究

对铁道车辆用LZ50车轴钢中硫化物夹杂、氧化物夹杂的影响因素进行了分析，并据此提出了降低钢中硫化物、氧化物夹杂．确保钢质纯净的措施。     

国内外气门弹簧钢54SiCr6中氧化物夹杂控制分析

通过对国内外钢厂生产的气门弹簧钢54SiCr6中氧化物夹杂的尺寸和成分的对比分析,发现国内A厂在氧化物夹杂尺寸上控制得较好,但塑性与国外钢厂相比,存在一定的差距。其主要原因是氧化物夹杂中Al2O3含量过高,在冶炼过程中采取以一些措施,降低钢水中的AlS含量,可以提高氧化物夹杂的塑性。     

无取向电工钢WG350生产过程中夹杂物的行为与控制

摘要：为了更好地控制WG350无取向电工钢中的夹杂物,采用扫描电子显微镜、Aspex系统分析了精炼、连铸过程和成品板中夹杂物的类型、数量及尺寸的演变规律。结果表明,氩站开始出现大尺寸含P复合夹杂物,该类型夹杂物大部分在RH脱碳后会上浮去除。RH加铝脱氧时生成的Al2O3以团簇状和块状为主,前者尺寸范围为0.5~5μm且大部分被去除,而块状Al2O3会一直遗留至成品中。RH合金化后,钢液中夹杂物数量达到最大,夹杂物类型除Al2O3外,主要还有复合氧化物、复合氧硫化物。成品板中夹杂物种类及数量关系为：氧硫化物＞氧化物＞氮化物＞氮化物+氧化物＞氮化物+硫化物＞氮 氧 硫复合物＞硫化物。钢中氧硫(质量分数)由49×10-6降低至13×10-6时,夹杂物种类及数量均会大幅度减少。     

用酸溶法研究钢中超细氧化物夹杂的三维形貌

 钢中超细氧化物夹杂对提高钢材性能有重大意义。介绍了用稀盐酸溶解铁基体后，利用配有特殊滤膜的专用溶剂过滤器，将钢中某些非金属夹杂物与溶液分离的方法。利用带有EDS(Energy Dispersive Spectrometer)的扫描电镜(SEM)对夹杂物形貌进行了观察。结果表明，该方法可以把耐酸的超细氧化物夹杂从钢基体中提取出来，同时可以得到夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息，是一种研究钢中超细氧化物夹杂的有效方法。     

真空脱气轴承钢的研究

本文对采用真空处理冶炼轴承钢的RH法、VArD法和碱性电炉钢进行了试验研究。结果表明:破坏概率在50％的情况下,采用RH真空处理轴承钢的疲劳寿命是碱性电弧炉钢的1.8倍和1.2倍。采用VArD法真空处理轴承钢的疲劳寿命和电炉钢相近,没有明显提高。经RH法真空处理轴承钢的疲劳寿命之所以得到提高,是因为钢中非金属夹杂物分布弥散,夹杂物为Al和Si氧化物类型组成,并具有硫化物包围氧化物的趋势。而经VArD法真空处理的轴承钢和电炉钢非金属夹杂物分布集中并多为Al和Ca的铝酸钙类型夹杂物组成,而铝酸钙盐所形成的点状夹杂物是降低钢材疲劳寿命的主要原因。钢中非金属夹杂物至工作表面的远近直接影响钢材的疲劳寿命,距工作表面越近其疲劳寿命越低。     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。