P92大规格钢锭锻制管坯穿管断裂致因分析

某钢厂生产的P92大规格钢锭锻制管坯常出现穿管后产生裂纹的现象,为了探究裂纹产生的原因,在断裂管坯裂纹及附近区域取样,使用金相显微镜与扫描电镜分析裂纹宏观形貌和成分,并进行夹杂物评级与成分分布分析,对无裂纹产品进行高温拉伸试验,考察热制度是否合理。结果表明:穿管断裂样品均存在夹杂物评级超标的问题,未能在精炼过程上浮去除的脱氧产物与卷渣形成的大型夹杂物在穿管过程中引起应力集中,导致裂纹萌生、扩展。针对脱氧产物未被去除的问题,对钙质脱氧剂和铝脱氧剂的加入量进行调整,并延长RH处理结束的弱搅拌时间。针对卷渣带入的夹杂物,对保护渣成分进行优化,选用低熔点保护渣。结果表明这些措施较好地解决了裂纹萌生的问题,产品夹杂物评级合格,大尺寸夹杂物数量大为减少。     

P92无缝钢管内表面裂纹分析及工艺优化

采用斜轧穿孔工艺生产大口径P92铁素体耐热无缝钢管过程中,钢管内表面易产生细小裂纹。通过金相分析、高温相变计算和高温加热试验等研究表明,内表面裂纹产生的主要原因是：中心有通孔的P92管坯在坯料加热过程中,由于加热温度过高和在炉时间过长(即表面氧化脱碳加重),导致管坯通孔近内壁产生大量的高温δ-铁素体相,管坯在随后的斜轧穿孔中,裂纹在塑性较差的高温δ-铁素体处产生和扩展。根据内表面裂纹的产生机制,通过对P92钢管化学成分的铬当量、镍当量按Cr_eq<13%、Ni_eq>4%进行控制,坯料保温温度由原工艺的1220～1250℃降为1190～1220℃,对穿孔机轧辊转速、辊距和顶伸量参数优化等工艺改进措施,有效地解决了大口径P92无缝钢管内表面易产生裂纹的问题,提高了P92无缝钢管的成材率和生产效率。     

二辊斜轧延伸大口径P92厚壁管分层缺陷倾向性研究

为研究不同轧辊转速、送进角、轧辊人口锥角等工艺参数对大VI径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程分层缺陷形成倾向性的影响,借助于商用有限元软件MSC．SuperForm,对不同工艺条件下大口径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程进行了三维热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析了轧件损伤场及钢管分层缺陷的倾向性。研究结果表明：钢管内表邻近顶头接触区存在破裂高危带,轧件最大损伤特征值随轧辊转速的降低、送进角和轧辊入口锥角的增大而减小,发生分层缺陷的倾向性降低。此研究为揭示钢管分层缺陷形成机制,确定缺陷发生的敏感工况,制定防止或减轻分层缺陷的有效措施提供科学依据。     

P92耐热钢物理化学相分析

采用物理化学相分析方法研究了P92耐热钢的回火及时效后碳化物和金属间化合物的析出行为,并通过实验确定了P92钢中析出相的萃取和分离方法、钢中析出相的类型、含量及组成结构式等。研究结果表明,回火态试样中含有M₂₃C₆与M(CN)两种析出相,时效100 h后,X-ray分析结果出现Laves相。随着时效时间的增加,Laves相也明显增加,且W、Mo含量高的试样在时效后Laves相析出量增加较多, M₂₃C₆的析出量增加较少, M(CN)析出相含量变化不大。P92钢在短时间内析出的 Laves相有显著的强化效果,在1 000 h内增加Laves相析出量能有效提高P92钢室温及600 ℃下强度。     

Effect of electromagnetic stirring on inclusions in 304 stainless steel electroslag ingot

Based the self designed electroslag remelting furnace with electromagnetic stirring, the effect of external magnetic field on the number, size and type of inclusions in 304 stainless steel electroslag ingot was analyzed in detail. The content of oxygen and nitrogen in electroslag ingot was analyzed by ONH analyzer, and the morphology and element distribution of inclusions were observed by SEM. Finally, the ASPEX was used to analyse the size, number and type of inclusions. The results show that the oxygen content in electroslag ingot increases from 23.7×10-6 in consumable electrode to 64.70×10-6 whether magnetic field is applied or not, and the oxygen content increases to 67.4×10-6 at most from 23.7×10-6 in the electrode. But the nitrogen content in electroslag ingot decreased slightly to 659.3×10-6 from 675.5×10-6 in the electrode. The magnetic field has almost no effect on the type of inclusions, which mainly includes Al2O3, MnS-Al2O3, Al-Si-O, Al-Ca-O, Al-Si-Ca-O, Al-Mg-O and other inclusions. After the magnetic field is applied, the amount of large inclusions in electroslag ingot decreases, but the total number of inclusions increases when the magnetic induction intensity is small. When the magnetic induction intensity is 10 mT, the number of inclusions increases by 42.60%, but the maximum size of the inclusions decreases.     

电磁搅拌对304不锈钢电渣锭夹杂物的影响

摘要：通过自行设计的带电磁搅拌的电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢为研究对象,详细分析外加磁场对电渣锭夹杂物数量、大小以及类型的影响。采用氧氮氢分析仪检测氧、氮气体含量,采用扫描电镜观察夹杂物的形貌、组成,并采用ASPEX分析夹杂物的尺寸变化。结果表明,无论是否外加磁场,电渣锭中的氧含量都有所增加,从自耗电极中氧质量分数由23.7×10-6最高增至64.70×10-6;而相比于自耗电极,氮含量略微降低,其质量分数从675.5×10-6降低至659.33×10-6;无论是否加入磁场,电渣锭中的夹杂物种类并无变化,主要由Al2O3、MnS-Al2O3、Al-Si-O、Al-Ca-O、Al-Si-Ca-O、Al-Mg-O及其他夹杂物组成;在施加磁场后,电渣锭中的大颗粒夹杂物数量有所减少。外加磁场强度较小时并不能有效去除夹杂物,反而会增加夹杂物的数量,当磁感应强度为10mT时,夹杂物数量相比于未加磁场时增加了4260%,但是最大尺寸有所减小。     

SWRH 92A帘线钢中异相形核TiN复合夹杂析出机制

摘要：高碳帘线钢中析出的非金属夹杂物如钛夹杂,对钢材疲劳强度影响巨大。系统分析过共析帘线钢中钛夹杂的析出行为对控制夹杂物形成及产品质量提升尤为重要。结合形核理论以及热力学耦合模型,对SWRH 92A帘线钢盘条存在的Al2O3 TiN复合夹杂物的形成机制进行了研究。结果表明：TiN夹杂在钢液凝固进程凝固分数约为0.866(温度为1457K)时开始析出;凝固前期Ti、N偏析比基本相当,然而当凝固接近结束时Ti的偏析比明显大于N,分别为6.059和2.367×10-6。TiN夹杂物形成过程中,其异相形核功小于均相形核功,异相形核半径大于均相形核半径,并且形核功与形核半径变化曲线在1457K时均达峰值。呈球形形态的Al2O3夹杂在TiN析出之前就已经析出,并且尺寸较小的Al2O3将被推动至凝固前沿被TiN捕获并以此为核心析出长大最终形成Al2O3 TiN复合夹杂。     

中锰钢高温热塑性研究

采用真空感应炉熔炼中锰钢,经铸铁模冷却至室温铸锭内部存在大量的微观裂纹,实验表明中锰钢高温热塑性极差。而采用铸铁模冷却至700℃后,置于700℃马弗炉随炉冷却至室温铸锭内部微观裂纹消失。将试样经过热轧锻造后,中锰钢的热塑性较为良好。研究表明铸锭中柱状晶发达以及凝固过程产生的微观裂纹是造成热塑性极差的主要原因,铸铁模快冷引起的热应力和铸锭完全凝固700℃以后相变应力是造成铸坯内部裂纹的主要因素。生产过程推荐采用结晶器、二冷段相对弱冷工艺措施降低铸坯产生裂纹风险性。     

含钛中碳钢中钛氧化物析出热力学分析

以含钛中碳钢为研究对象,从热力学的角度分析了含钛中碳钢中钛氧化物析出行为,结果表明:浇注温度为(1535±10)℃且钢中溶解氧含量大于0.003％(质量分数,余同)时,低钛中碳钢中的溶解Ti可与钢中的溶解氧反应生成Ti3O5、Ti2O3,生成TiO2、TiO夹杂的可能性较小;高钛中碳钢中的溶解Ti可与钢中的溶解氧反应生...     

1215MS高硫钢连铸坯中硫化物三维形貌的解析

摘要：1215MS是典型的高硫易切削钢,硫化锰的形貌及空间分布对钢的性能具有重要影响。借助OM、SEM、EDS、夹杂物三维腐刻技术对1215MS铸坯中硫化物夹杂进行解析,结果表明：1215MS铸坯激冷层中硫化物尺寸细小,等效直径不大于15μm;柱状晶区硫化物尺寸逐步增大,到距铸坯表面1/4位置处等效直径达到最大6μm左右;中心等轴晶区的硫化物尺寸向内逐渐减少,铸坯中心处等效直径约46μm,硫化物增加至每平方毫米1000个左右。从激冷层到铸坯中心硫化物的形貌主要包括椭球状、短棒状、长条状,硫化物由激冷层的晶内及晶界分布,逐步变为沿晶界分布。     

Three dimensional morphology analysis of sulfide in 1215MS high sulfur steel billet

1215MS is a typical high sulfur free cutting steel. The morphology and spatial distribution of manganese sulfide have an important influence on the properties of the steel. The sulfide inclusions in the 1215MS cast slab were analyzed by OM, SEM, EDS, and three dimensional inclusion etching technology. The results show that the sulfide size in the chilled layer of 1215MS cast billet is small, with the mean equivalent diameter of less than 15μm. However, in the columnar grain zone the sulfide size gradually increases, and the number density of sulfides decreases. At the 1/4 of the surface of billet, the equivalent diameter of sulfide is maximum about 6μm. In the central equiaxed grain region, the sulfide sizes gradually decrease, while their number densities increase. The equivalent diameter at the center of the billet is reduced to about 46μm, while the number density of sulfide is increased to 1000mm-2. The sulfide morphology from the chilled layer to the center of the cast slab mainly includes ellipsoid, short rod, and long strips. The sulfide is uniformly distributed from the intragranular and grain boundaries of the chilled layer to gradually distributed along the grain boundary.     

GH4706大尺寸电渣锭铝钛烧损控制的热力学模型

为减少大型铁镍基合金锭电渣重熔过程产生的铸锭头尾Al和Ti元素分布不均现象.基于分子-离子共存理论建立了GH4706合金电渣重熔过程中Al和Ti元素烧损的热力学模型.根据理论计算分析,使用Wagner公式中一阶活度相互作用系数可以计算铁镍基合金熔液中Al和Ti元素活度.将Fe和Ni视为基体,不考虑Ni元素对合金中其他组...     

Al对锻态中锰钢组织与性能的影响

摘要：对比研究了锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在室温下和750℃准静态拉伸条件下的力学性能,并对微观组织利用SEM和EBSD进行表征。研究结果表明,Al的加入引起了室温下的微观组织结构的不同,含铝钢在室温下的组织中存在很少量铁素体,导致含铝钢强度低;锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在750℃下分别获得了90.5%和101%的伸长率;经750℃拉伸变形后0.15C5Mn钢获得马氏体组织,Al元素的添加扩大了双相区,使0.15C5Mn2Al钢在双相区拉伸变形,最终得到铁素体+马氏体双相组织,双相区变形使0.15C5Mn2Al钢具有较高的伸长率,降低了抗拉强度。