Mg对X80管线钢夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响

在实验室条件下,对X80钢进行了镁处理和热处理试验,分析了镁对钢中夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,镁处理后,钢中钙铝酸盐类夹杂物含量减少,MgO·Al₂O₃夹杂物含量增加。Mg含量进一步增加,钢中会形成MgO夹杂物,导致MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物含量减少。镁处理对钢中硫化物、碳化物和氮化物的类型和含量影响不大。镁处理可使钢中小尺寸夹杂物数量增加,夹杂物尺寸平均值减小。镁处理X80钢热处理后,钢中夹杂物主要为尺寸小于1 μm的MgO·Al₂O₃,具有钉扎晶界的作用,从而使镁处理后试样的奥氏体晶粒尺寸明显减小。     

铝脱氧含硫钢结瘤现象的分析

对某厂铝脱氧含硫QC40钢的结瘤现象进行了分析研究,取样分析了浸入式水口内壁的结瘤物,并对棒材夹杂物进行了分析。经扫描电镜及能谱分析发现结瘤物分为两层结构,靠近水口内壁层的结瘤物主要是MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和低熔点CaO-Al₂O₃;第二层的结瘤物主要是MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和CaS。棒材中的夹杂物主要为MgO·Al₂O₃、高熔点CaO-Al₂O₃和CaS夹杂物。分析认为出现这种结瘤现象的原因是CaS属于高熔点夹杂物,但其和钢水的润湿角为87°（小于90°）,属于和钢水润湿性较好的夹杂物,而MgO·Al₂O₃和高熔点CaO- Al₂O₃与钢水的接触角均大于90°,属于高熔点且与钢水润湿性差的夹杂物,因此出现了CaS夹杂物仅能在第二层结瘤的现象。利用FactSage软件对铝脱氧含硫钢的钙处理工艺进行了理论优化,认为通过优化钙处理工艺,减少二次氧化等措施,能够减少乃至杜绝浸入式水口的结瘤行为。     

NiCrMoV型转子钢焊接接头组织与高周疲劳性能研究

采用应力比R=-1的拉压高周疲劳实验,研究了汽轮机焊接模拟转子试样的高周疲劳裂纹的萌生与扩展过程,并通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）观察与分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分。结果表明:疲劳裂纹常在夹杂物和气孔等缺陷处萌生,进而以此为裂纹源,逐渐发生扩展,直至材料最终断裂失效。对于30Cr2Ni4MoV转子钢,夹杂物性质主要为氧化物（如CaO、SiO₂、Al₂O₃和MgO等）,因此应严格控制钢中O、Al、Si、Mg、Ca等元素的含量。     

SWRH82B���м������̽�������

通过试验对SWRH82B盘条拉拔脆断问题进行研究,发现夹杂物是造成脆断的主要原因。用蔡司扫描电子显微镜观测到夹杂物最大尺寸为230.5μm,用能谱分析仪测定出夹杂物各成分含量。结果表明,夹杂物主要为A1₂O₃、CaO和SiO等复合而成的脆性夹杂物,源于内生夹杂物与外生夹杂物。通过控制合适的Ca与S、Ca与A1含量比值,以及钢液中O的含量和渣碱度量,改善夹杂物的性能与尺寸,把夹杂物对SWRH82B的影响降低到最小。     

结晶器电磁搅拌电流对铝镇静钢中夹杂物去除的影响

针对超低碳铝镇静钢的不同处理阶段,即从精炼、中间包、结晶器到铸坯不同位置进行在线取样。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析试样中夹杂物的类型及尺寸,结合钢包顶渣变化及连铸生产情况分析夹杂物的来源。对比分析了结晶器电磁搅拌的电流（400和500 A）对铝镇静钢中夹杂物去除的影响。研究表明：精炼处理后夹杂物以脱氧产物Al₂O₃为主,并伴有CaO夹杂,CaO来源于钢包顶渣与钢液中[Al]_sol的反应。中间包内夹杂物仍以Al₂O₃为主,复合少量MgO,后者源自中间包衬的侵蚀。与400 A搅拌电流相比,500 A搅拌电流下弯月面卷渣较多,但大尺寸的Al₂O₃夹杂物减少。     

保温时间对U75V重轨钢中夹杂物的影响

通过真空感应炉冶炼U75V重轨钢,在箱式电阻炉中将试样加热到1100 ℃,分别保温30、60、90 min,使用扫描电镜对夹杂物进行分析。结果表明,未经热处理的试验钢中,夹杂物类型主要有3种,分别为MnS、Al₂O₃及MnS-Al₂O₃夹杂物。长条状MnS夹杂物随保温时间的延长有分裂趋势,保温90 min时,MnS夹杂物平均圆形度为1.86,与未经热处理的试样相比,圆形度降低了1.52。Al₂O₃夹杂物在保温30、60 min时,形态、大小变化不大,但数量减少,保温90 min时,部分Al₂O₃夹杂物尖锐棱角发生钝化,圆形度略微减小。试样经1100 ℃均热处理后,复合夹杂物增多,随着保温时间的延长,MnS-Al₂O₃夹杂物中MnS和Al₂O₃成分分布发生变化,外层的Al₂O₃有向内部运动的趋势,保温90 min时,夹杂物内部Al₂O₃富集,外包裹层中Al₂O₃含量极低,MnS-Al₂O₃夹杂物逐渐形成以Al₂O₃为核心,MnS外层包裹的复合型夹杂物,从而减小了对钢基体的损伤。     

10B21微合金钢生产工艺全流程洁净度分析

为了探究影响10B21钢生产稳定性的因素,提高钢材的质量,满足客户需求,对全流程洁净钢夹杂物进行取样分析。结果表明,全流程各工位的夹杂物的类型主要为7种类型,分别为CaO-Al₂O₃-MgO-CaS-TiN、CaO-Al₂O₃-MgO-CaS、Al₂O₃、MnS、MnS-Al₂O₃、Al₂O₃-TiN和MnS-TiN,除了转炉工位的样品夹杂物类型相对复杂,其余工位夹杂物主要是CaS-Al₂O₃-MgO-CaO-TiN,不同炉次氧氮含量波动较大,尤其是转炉终点氧含量控制不稳定,LF精炼过程中夹杂物变化幅度大,且软吹操作后生成尺寸为80~100 μm的大型球状夹杂物,其主要成分是CaO-Al₂O₃-MgO-CaS-TiN,即以氧化钙氧化铝为形核中心外部伴生有氧化镁并被硫化钙以及氮化钛包裹的形式存在,该成分的夹杂物在LF精炼喂钙线后开始生成,由于精炼渣流动性低,对钢液覆盖效果差,易发生二次氧化,使得夹杂物在软吹阶段明显聚集长大。     

应用极值分析法推测车轮钢中最大夹杂物尺寸

随着钢纯净度的提高,钢中大尺寸脆性非金属夹杂物出现概率逐渐降低,常规的夹杂物检测方法很难捕捉到,但这些大尺寸脆性夹杂物对其疲劳寿命有重要影响。介绍了一种钢中最大夹杂物尺寸的分析方法——极值分析法,采用该方法推测车轮钢中的最大脆性夹杂物尺寸,并用能谱仪分析了大尺寸脆性夹杂物的元素成分。结果表明：基于Gumbel分布函数的极值分析法可以作为估计车轮钢中最大夹杂物尺寸的一种方法;当该方法用在实际大生产检验中,应注意累积分布概率F(x)的选取,即样本总量对评估结果影响较大;车轮钢中大尺寸B类夹杂物的化学成分一般为CaO+Al₂O₃。     

应用极值分析法推测车轮钢中最大夹杂物尺寸

随着钢纯净度的提高，钢中大尺寸脆性非金属夹杂物出现概率逐渐降低，常规的夹杂物检测方法很难捕捉到，但这些大尺寸脆性夹杂物对其疲劳寿命有重要影响。介绍了一种钢中最大夹杂物尺寸的分析方法--极值分析法，采用该方法推测车轮钢中的最大脆性夹杂物尺寸，并用能谱仪分析了大尺寸脆性夹杂物的元素成分。结果表明：基于Gumbel分布函数的极值分析法可以作为估计车轮钢中最大夹杂物尺寸的一种方法；当该方法用在实际大生产检验中，应注意累积分布概率F(x)的选取，即样本总量对评估结果影响较大；车轮钢中大尺寸B类夹杂物的化学成分一般为CaO+Al₂O₃。     

精炼渣成分对42CrMo钢洁净度的影响

为了研究不同精炼渣对42CrMo钢中洁净度和夹杂物数量、尺寸的影响,采用渣-钢平衡试验和FactSage热力学理论研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO四元渣系对42CrMo钢中洁净度和夹杂物控制的影响规律。结果表明,当初渣碱度(CaO/SiO₂的质量比)和钙铝比(CaO/Al₂O₃的质量比)分别为5和1.8时,能将钢中T.[O]质量分数降至7.5×10-6,同时夹杂物尺寸控制良好,均小于8 μm,在该渣系条件下,42CrMo钢的精炼效果最好;研究还表明,钢中夹杂物成分受渣系影响较大,特别是钢中夹杂物Al₂O₃含量受渣中Al₂O₃活度影响较大,Al₂O₃活度高的精炼渣渣系去除夹杂物Al₂O₃的能力弱,导致此精炼渣系下钢中夹杂物Al₂O₃含量高。     

409L连铸坯夹杂物的实验研究与热力学分析

采用金相、扫描电镜对409L连铸坯的夹杂物数量、分布、类型进行实验研究,热力学分析连铸坯中夹杂物形成机理。结果表明：连铸坯上表面夹杂物数量较多,连铸坯边部三角区域的堆状复合夹杂物数量较多;夹杂物类型以TiN、TiN包裹MgO·Al2O3的复合夹杂物为主;当钢中[N]质量分数0.01%、钢液温度1 580～1 600 ℃,生成TiN夹杂所需要平衡[Ti]质量分数为0.124%～0.154%;钢中[Al]质量分数为0.01%,若钢中[Mg]质量分数不小于7.5×10-5%,则钢液中易生成MgO·A12O3,当[Mg]质量分数不小于0.000 7%后,MgO·A12O3转变为MgO。     

42CrMoA钢主轴内部夹杂缺陷分析与控制

42CrMoA钢主轴在锻造后无损检测时发现内部有缺陷。采用宏观分析、扫描电镜观察、能谱分析、金相分析、化学成分分析、力学性能分析等方法对主轴缺陷的性质、成因和对主轴的影响进行了分析。结果表明：主轴内部缺陷为外来夹杂物，主要包含Al、Si、Ti、Ca、Mg、Na、K等元素的氧化物，主要为钢液或渣液冲刷熔蚀脱落的耐火材料形成的复合夹杂物，以及少量保护渣、炉渣，这些外来夹杂物集中分布在主轴的心部，其他位置的化学成分、内生夹杂物、金相组织、力学性能检测结果正常。通过优化浇铸工艺、挡渣设计等措施可以减少外来夹杂物。     

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 以45#钢为考察对象,通过对钢液中非金属夹杂物去除的理论分析,研究12CaO•7Al2O3精炼渣去除夹杂的性能。结果表明：12CaO•7Al2O3精炼渣不仅能够吸收大量的铝脱氧产物-Al2O3,而且增大了夹杂物的半径,对钢液夹杂物的排除有很好的效果。     

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通过采用新型脱氧工艺和优化精炼渣系方法进行了帘线钢生产的工业试验。实现了对帘线钢生产过程中夹杂物的塑性化控制。结果表明:夹杂物中的镁主要来源于钢包耐火材料;夹杂物中的铝主要来自于精炼过程中所加入的合金和脱氧剂。采用新型脱氧工艺,并将精炼渣碱度控制在适当的范围内,可以将夹杂物控制在塑性区域内。     

镁合金对16MnR钢液的脱氧作用

用镁合金脱氧剂在内衬为MgO质坩锅的真空感应炉中对16MnR钢液的脱氧行为进行研究;选取FeAl、AlMg、SiCa和SiCaMg合金,对比考察脱氧后钢水的总氧和硫含量以及脱氧后夹杂物的变化。研究结果表明:镁合金在对钢水脱氧的同时具有较强的脱硫能力;残余在钢中的镁含量为0.000 7%～0.005 0%时,微量镁对钢材的强度没有明显的影响,但钢材塑性明显提高;钢水脱氧后夹杂物大多转化为复合夹杂物,其中Al2O3夹杂物主要转变为MgO.Al2O3等,FeS和MnS等硫化物夹杂转变成MnS、CaS和MgS等复合硫化物夹杂。     

Effect of feeding Ca–Mg–RE–Zr composite cored wire during refining of liquid steel on weldability of ultrahigh strength wear resistant steels

The weldability and mechanical properties of an ultrahigh strength wear resistant steel were substantially improved by the addition of a small amount of Ca–Mg–RE–Zr composite (1·5 kg t^?1) to the molten steel during the refining stage. Based on optical and electron microscopy examinations, the observed improvements were attributed to the enhanced pining effect of inclusions on the original austenite grain boundaries within the coarse grained heat affected zone, as well as the inclusion induced acicular ferrite formation within the fine grained heat affected zone.     

钢液采用甲烷脱氧效率及脱氧后夹杂物形貌探究

在1 873 K的实验室条件下,利用CH4对增氧后的纯铁液进行脱氧实验,研究了CH4对钢液氧含量的去除效果。研究结果表明：利用CH4对钢液进行脱氧是完全可行的。通气前8 min,钢液氧含量降低明显,通气后8 min,钢液氧含量降低较为缓慢,脱氧速度和CH4利用率逐渐降低。相同时间内,钢液氧含量随脱氧气体流量的增大而减少,相比于纯CH4气体,氩气和CH4的混合气体对降低钢液氧含量更为显著。与Al相比,采用CH4脱氧能明显降低钢中Al2O3夹杂物的含量,在一定程度上提高了钢液的洁净度,对开发无污染的脱氧技术提供参考。     

Investigation of micro-electrochemical activities of oxide inclusions and microphases in duplex stainless steel and the implication on pitting corrosion

In this study, the oxide inclusions contained in the 2205 duplex stainless steel were characterized, and the pitting corrosion initiated at the inclusions was statistically analyzed. The micro-electrochemical behavior was measured by a home-designed capillary microelectrode technique. Results show that three types of oxide inclusions are contained in the steel, namely, Al–Mg–O (inclusion A), Al–Si–Ca–O (inclusion B), and Al–Mg–Si–Ca–O (inclusion C) inclusions. Inclusion A possesses higher electrochemical stability than the steel substrate, and there is no corrosion pit initiated on the inclusion. Inclusions B and C are more electrochemically active than the steel, and pitting corrosion occurs on both inclusions. The α phase has higher electrochemical activity and lower corrosion resistance than the γ phase. Pitting corrosion is more likely to occur at the inclusion/α phase interface, rather than the inclusion/γ phase interface. When the inclusion is located at the α/γ interface, the pit initiation is dominated by the α phase on the coexisting dual phases.     

厚规格调质高强度船板心部冲击不合格原因分析

为找出厚规格调质高强度船板心部冲击不合格的原因,通过光谱仪、显微镜、SEM EDS能谱仪等仪器,对心部试样的成分、组织进行分析,结果表明：心部冲击不合格的原因是中心偏析带上存在大尺寸MnS夹杂与Nb、Ti的夹杂物,以及较多Al2O3夹杂和Mg、Ca等外来夹杂物。分析认为,通过提高钢水洁净度,避免钢水二次氧化污染,控制钢包炉(LF)精炼周期与操作,降低钢水过热度,优化电磁搅拌和轻压下工艺,采用堆垛缓冷等措施,可以提高铸坯内部质量,减少中心偏析和夹杂,同时通过适当优化铸坯加热、轧制及热处理工艺,可以有效提高心部冲击韧性。     

钢中非金属夹杂物控制技术发展现状及展望

钢中夹杂物的数量、尺寸、分布规律对钢产品质量有较大影响,因此,控制钢中非金属夹杂物是冶炼高品质洁净钢、提升产品品质的关键。通过对钢中非金属夹杂物性质、来源入手,分析了夹杂物碰撞、聚合长大、上浮及去除机理,同时对气泡吸附、电磁净化、过滤分离等夹杂物控制技术进行了对比分析,并对氧化物冶金技术发展现状进行了介绍。研究表明,气泡法与过滤法是以气泡和过滤器为媒介对钢水中夹杂进行吸附、捕捉并促进其进入渣相;电磁净化法借助电磁场离心力增加夹杂物碰撞、聚集长大的几率,但设备较为复杂,其应用受电力资源供给限制;夹杂物改性技术是将高熔点夹杂变性生成低熔点夹杂,促进夹杂物上浮,其操作简单,但容易造成钢水的二次污染。氧化物冶金技术通过改变夹杂物大小、形状和分布来钉扎和抑制高温下奥氏体晶粒的长大,避免粗大晶粒的形成,从而实现细化组织、提高钢的强度和韧性的目的。氧化物冶金技术为夹杂物的控制提供了新思路,具有重要的应用前景。