铸钢件裂纹与钢中夹杂物关系及减少措施

钢中夹杂物是铸钢裂纹产生的主要原因,同时对钢的质量和力学性能等有很大影响,必须严格控制.外来夹杂物可以根据其来源采取相应措施加以去除,而内生夹杂物却需通过脱氧工艺及钙处理工艺新技术加以控制.在冶炼过程中,要加强时脱氧、脱硫、去夹杂物、去气体等冶炼操作,并在炉后钢包内采取必要的措施,如加稀土进行变质处理等来改变夹杂物的形状,减少夹杂物,以降低铸钢裂纹倾向.     

Ti-Al复合对中碳钢非金属夹杂物及组织的影响

采用Si、Mn预脱氧,Ti、Al复合终脱氧的脱氧制度,控制中碳钢凝固过程中非金属夹杂物的形态、组成、尺寸和类型,并研究了非金属夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响。研究表明:加入Ti、Al后,钢中的夹杂物类型有很大改变,绝大多数为含Ti的氧化物夹杂。Ti、Al、O、S、Mn的复合夹杂和Ti2O3夹杂具有很好地促进晶内针状铁素体形核的能力。     

高碳硅锰铸钢中夹杂物的形成与控制

对高碳硅锰铸钢中夹杂物的主要类型进行了详细研究,发现高碳硅锰铸钢中除了常见的硫化物夹杂外,还存在含硅夹杂物、含铝夹杂物、含钙夹杂物和稀土夹杂物等。采用钢液高温出炉、吹氩处理以及吹氩后静置处理等工艺措施,可以明显减少高碳硅锰铸钢中的夹杂物,夹杂物含量可以控制在0.1%以下。高碳硅锰铸钢经吹氩去夹杂物处理后,韧性明显改善,尤其是冲击韧性提高21.2%,达到16.6J/cm2。     

铸钢轧辊熔炼夹杂物控制技术

对电炉一精炼一浇注轧辊生产工艺进行系统分析,并对各工序产生夹杂物的原理及其危害进行研究,提出铸钢轧辊夹杂物控制措施。通过合理控制初炼炉的终点碳含量,选用合适的脱氧剂提高脱氧能力或使夹杂物变性优化,提高精炼渣吸收夹杂物的能力,优化熔炼工艺,减少大尺寸夹杂物并改善其在钢中的分布,实施LF、VD精炼技术,提高了轧辊的纯洁度和使用性能。     

稀土和钙对铸钢中非金属夹杂物的变质作用

探讨了稀土和钙对碳素铸钢、低合金铸钢和低碳微合金铸钢中非金属夹杂物的变质作用。用扫描电镜形貌、电子探针对经变质处理后的钢中非金属夹杂进行了微区成分及定量金相分析。还讨论了变质剂和变质处理方法对非金属夹杂物的形态影响和控制效果等。     

金属铁熔融过程中镁脱氧产物的特性

在高温钼丝炉内向铁液中分别加入NiMg和SiMg合金进行脱氧,分析过程中溶解氧、全氧、残镁量及夹杂物随时间的变化,并与铝脱氧进行对比。结果表明:加入0.05%的SiMg合金处理后,铁液中溶解氧含量(质量分数)为1.5×10-6,全氧含量为1.9×10-5;经SiMg与NiMg合金处理的试样中夹杂物变化基本相同;加入镁合金并保温15min后凝固试样中夹杂物尺寸明显减小,约为2μm,其成分由Mn-Si-Al复合氧化物转变为Mg-Al尖晶石类夹杂物;加入Al并保温15min后,凝固试样中夹杂物尺寸较大,约为5μm,成分为纯Al2O3夹杂物;SiMg合金处理的试样中单位面积上夹杂物数量最少,钢中夹杂物最为细小、分散。     

不同脱氧工艺对微合金钢组织和力学性能的影响

通过SEM、TEM和其它性能检测手段研究了不同脱氧工艺对含钛低碳微合金钢组织及性能的影响。结果表明,采取Al先预脱氧→C、Si、Mn、Nb等预脱氧→Ti终脱氧的脱氧工艺,钢中产生了大量的尺寸在0.3~1.0μm的含Ti复合夹杂物。这些细小的夹杂物能够诱导针状铁素体的形成,细化了组织,提高了性能。     

AAR-B车轮钢夹杂物钙处理研究

通过研究在含Al复合脱氧工艺基础上的夹杂物钙处理方案,减少了钢液中的Al_2O_3夹杂物,并改变其结构,降低其对车轮性能的不利影响,促进MnS包裹在Al_2O_3夹杂物表面形成复合夹杂物,改善复合夹杂物周围的应力集中,从而改善车轮的断裂韧性。     

耐热铸钢排气歧管台架试验失效分析

通过对耐热铸钢排气歧管台架试验失效原因进行检测分析,认为排气歧管开裂部位基体内存在大量复合氧化物、Mn S及钙铝酸盐等非金属夹杂物,是排气歧管开裂失效的主要原因。针对夹杂物产生原因,通过优化熔炼工艺,减少炉料带入杂质元素,采用改进的脱氧工艺,熔炼过程中使用惰性气体保护钢液等措施,减少熔体内的非金属夹杂物,使产品性能达到并符合相关技术要求,满足装车使用条件。     

铸钢中夹杂物的控制

近代,随着金属材料断裂力学的研究和应用,业已证明,非金属夹杂物在钢破坏过程中的主导作用。靠近夹杂物处的位错高度集中,产生集中应力而形成显微裂纹,导致金属破坏。裂纹的形成和发展,在很大程度上取决于夹杂物的形态、大小、数量和分布特点,尖角形成大块的夹杂物特别有害,最易造成应力集中。此外,从裂纹产生的随机过程来看,夹杂物愈多,裂纹发生愈早,传播愈快。改进铸钢质量的方向,一为最大限度的降低钢中氧、硫、磷含量,提高铸钢的纯洁度,二为对钢液进行复合脱氧与变质处理,以改善