低铝脱氧不锈钢夹杂物演变规律分析

为改善2205双相不锈钢的洁净度,在不影响连铸可浇性前提下,通过尝试低铝脱氧工艺,即将成品铝含量控制在0.0045%左右,使钢液中的夹杂物向镁铝尖晶石、钙铝酸盐等类型演变。实验结果表明：精炼结束后钢液全氧含量为15ppm,钢液中的夹杂物固液比例为1,呈半固半液结构;LF精炼阶段夹杂物按“MgO·Al2O3→MgO/MgO·Al2O3→CaO-MgO-Al2O3”的路径进行转变,LF出站得到的CaO-MgO-Al2O3夹杂物与常规铝脱氧得到的CaO-MgO-Al2O3夹杂物在结构组成存在差异：核心为纯MgO,中间层MgO·Al2O3,外层3CaO·Al2O3。     

超低硫X65管线钢中非金属夹杂物研究

对本钢超低硫X65管线钢中夹杂物的研究结果表明,LF精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的Al2O3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分Al2O3夹杂物中出现TiO、SiO2、MnS等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量MgO、SiO2或MnS等的2~50μm的球形mCaO.nAl2O3,部分为Al2O3、MnS、CaS或CaS-MnS。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mCaO.nAl2O3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的Al2O3、MnS和CaS夹杂物等。     

有效防止钢水中Al_2O_3夹杂物聚集长大的方法

众所周知，Al2O3夹杂物是引起线材断裂、轴承钢抗疲劳性变差及用薄板制罐时开裂的原因。新日铁室兰厂内钢水中加入Mg－Al合金，能有效地防止Al2O3夹杂物聚集长大，使其以高度分散的形式存在于钢中，从而使钢材性能代化。这种方法的基本原理是使Al2O3夹杂物改质成Al2O3·MgO夹杂物，Al2O3、Al2O3·Mgo与钢水的润湿性是不同的，Al2O3·MgO与钢水的界面能要比Al2O3与钢水的界面能小，所以Al2O3·MgO夹杂物不易聚集长大，以高度分散的形式存在于钢中。所使用的Mg－Al合金含Mg5%～70％，如果含有小于10％的Mn和St，则最为理想。Mg…     

加热温度对高硫车轮钢夹杂物化学冶金的影响

研究了高温加热对高硫车轮钢中MnS+Al2O3复合夹杂物结构与形态的影响。通过采用扫描电子显微(SEM)技术对高硫车轮钢中夹杂物的类型及尺寸进行了分析统计。结果表明：加热温度为1 300 ℃时,MnS回溶对MnS+Al2O3复合相的包裹效果没有产生显著地破坏作用。而当加热温度升至1 350 ℃后,由于大量的硫化物回溶,使不少氧化物夹杂物直接暴露于钢基体,破坏高硫钢中MnS＋Al2O3复合相的包裹效果。在含硫车轮钢的热加工过程中,应该尽量降低处理温度（低于1 300 ℃）来降低MnS回溶对全包裹Al2O3复合夹杂物的破坏作用。     

GCr18Mo轴承钢的镁处理改质效果研究

研究了镁处理对铝镇静GCr18Mo轴承钢中夹杂物的改质效果,并建立了改质热力学与动力学模型。试验结果表明:在1 873 K温度下,采用Al-Mg复合脱氧可将原始钢中的氧含量从120μg/g降低至4.7～17.2μg/g。控制钢液中溶解铝的质量分数在0.03%～0.3%范围内,并提高镁铝加入质量比从1.8→2.2→2.6时,钢中氧活度逐渐降低,单位面积的夹杂物数量明显减少,主要类型由较大尺寸的团簇Al2O3夹杂改质成为细小且弥散分布的MgO·Al2O3尖晶石与球状MgO夹杂。     

H13钢中非金属夹杂物在LF-VD精炼过程的行为研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有严重危害。结合某钢厂生产实际情况,以现场取样为基础,用金相显微镜、扫描电镜系统地研究了LF-VD精炼过程中的夹杂物,计算和分析了H13钢冶炼过程中生成Al2O3、MgO.Al2O3类夹杂物的热力学条件。研究结果表明:钢液经LF精炼、VD处理后,钢中夹杂物的数量和面积明显减少,但随着炉渣中Al2O3活度的增大,炉渣吸附Al2O3类夹杂物的能力减弱,去除Al2O3夹杂物的速度减慢;夹杂物在LF精炼前主要以Al2O3、FeS、MgO.Al2O3类夹杂为主,LF精炼结束后为Al2O3、FeS、CaO.Al2O3类夹杂,VD处理后为Al2O3类夹杂。     

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。     

夹杂物对油井管钢氢致开裂腐蚀的影响

对油井管钢进行了pH 2.0溶液浸泡的氢致开裂(HIC)试验。考察了油井管钢的抗HIC性能,分析了不同种类夹杂物对钢板HIC性能的影响。结果表明,在强酸性腐蚀环境中,夹杂物越多,钢对HIC越敏感。诱发油井管钢氢致开裂的夹杂物主要为MnS夹杂物、Al2O3夹杂物和硅铝酸盐复合夹杂物,其中长条状MnS夹杂物危害最大。夹杂物诱发裂纹的初期形貌为夹杂周围出现空洞,空洞的扩展成为氢致裂纹。     

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。     

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。     

Mg处理对30CrNi2MoVA钢夹杂物的影响

为了研究Mg处理对钢中夹杂物的影响，采用NiMg合金对铝脱氧30CrNi2MoVA钢进行处理。共进行了3组试验，终点钢中Mg的质量分数分别小于0.001%、0.010%、0.014%。试验结果表明：Mg处理可以起到良好的脱氧、脱硫、脱磷效果，能有效地使钢中夹杂物弥散细小化，同时改变夹杂物的种类和成分。随着Mg含量逐渐增加，钢中夹杂物的平均等效直径由[?2.0×10－6 m]降低至[?1.0×10－6 m，]钢中等效直径小于[?1.5×10－6 m]的夹杂物比例从84.04%提高到93.65%。但当Mg质量分数增加到0.014%时，钢中开始出现少量的大尺寸夹杂物。将试验结果结合热力学计算分析可知，随着钢中Mg含量的逐渐提高，钢中夹杂物种类由Al2O3依次向Al-Mg-O系、MgO和Mg-O-S系转变。当钢中Mg含量进一步增加时，钢中出现细小的单纯MgS和Mg-O-S-P系夹杂物。     

锆脱氧对船板EH36夹杂物和耐蚀性能的影响

为研究脱氧方式对船板夹杂物形态和耐蚀性能的影响,采用锆脱氧和铝脱氧,对比两种脱氧条件下钢板晶粒尺寸、夹杂物形态和耐腐蚀性能。结果表明,锆脱氧试验钢夹杂物主要为钙铝酸盐夹杂、球形复合氧化物;其中,大颗粒和长条状MnS夹杂物的密度较低,夹杂物弥散细小,可以阻止晶界迁移带来的晶粒长大,有效细化钢板晶粒尺寸。锆脱氧形成的钢中细小氧化物可以作为MnS异质形核核心,降低了钢基体MnS夹杂微区电化学腐蚀敏感性与扩展速度;这种复合氧化物电化学稳定性好,与铝脱氧方式相比,可以有效提升钢板耐蚀性能。     

Zn,Al 合金涂层在膨润土中的加速腐蚀实验研究

采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢基体上制备Zn,Al合金涂层,针对其实际应用环境,设计并通过模拟洞室膨润土填埋环境的加速腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:随着加速腐蚀时间的延长,Zn,Al系合金涂层的腐蚀速率降低;Zn,Al系合金涂层对16MnR钢的防护作用明显,起到了牺牲阳极的阴极保护作用;与Zn涂层和Zn-Al合金涂层相比,Al涂层表现出较优的耐腐蚀性能。     

复合合金对特殊钢中夹杂物变性机理探讨

就复合合金对特殊钢中夹杂物的变性机理进行分析讨论, 采用复合脱氧剂脱氧时能使容易挥发的钙、镁在钢中的溶解度增加，脱氧剂能使夹杂物形态和组成发生变化，有利于改善钢的性能，同时钙﹑钡对夹杂的变性能力随钙﹑钡含量的增加和钢中铝含量和硫含量的降低而增强。为洁净钢的生产工艺提供理论支撑和提高钢的洁净度提供理论依据。     

16MnR 容器板性能不合格的原因

运用扫描电镜、金相检验和力学检验对不合格的16MnR容器板进行了检验分析。结果表明，材料中的条状MnS夹杂物和少量的马氏体、贝氏体组织是导致钢板延伸、冲击性能不合格的主要原因。     

Al与Re脱氧对取向硅钢铸态组织的影响

在真空冶炼过程中,分别采用铝和稀土两种元素对取向硅钢进行脱氧,并对两种脱氧剂所冶炼的试验钢的铸态组织与夹杂物的类型、尺寸、形貌等方面进行分析.结果表明:与铝脱氧剂相比,稀土元素作为脱氧剂所冶炼的取向硅钢,其铸坯的宏观缺陷更少,夹杂物多为变质的硫化锰及少量的稀土铝酸盐,使得取向硅钢铸态组织和性能得到改善.     

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。     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

40MnB与16MnR异种钢的焊接性试验及工艺评定

40MnB是中碳合金结构钢,具有强度高、韧性好等性能,但其含碳量高,焊接性低,冷裂倾向大。16MnR属于低碳合金钢,具有良好的物理性能和工艺性能。两种钢在汽车上应用比较广泛。通过焊接接头无损检测、力学性能和组织金相分析,研究CO2气体保护焊40MnB和16MnR异种钢的焊接性能。结果表明,采用合适的焊接规范,所得的焊接接头各项性能良好,热影响区晶粒长大不严重,焊缝与母材熔合良好。     

车轴钢EA1N的缺陷分析

围绕车轴钢EA1N质量问题,对典型缺陷进行了剖切和磨制,采用SEM-EDS对其进行了能谱分析。研究发现缺陷的类型是以O、Al等元素为主,同时含有少量的Ca、Ti,偶尔出现含有Mg元素的夹杂类缺陷,由能谱分析可知,夹杂物是引起车轴钢EA1N出现缺陷的重要原因。在冶炼过程中,铝氧反应在钢液中形成大量的Al₂O₃夹杂物,在精炼渣、含镁耐火材料等因素的作用下,钢液中[Mg]、[Ca]等元素含量升高,Al₂O₃会转变为含有多种物相的复合夹杂物,未能上浮去除而滞留在钢中的夹杂物很容易在随后的轧制和热处理过程中产生危害,引发裂纹等缺陷,直接导致性能下降。本研究为进一步探究夹杂物与车轴钢缺陷的相关性提供了依据。