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。     

保护渣对铝钛系夹杂物溶解的吸收规律

以CaO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-CaF₂-MgO为基础渣系,采用旋转动力学方法研究了不同碱度、BaO质量分数(0~15%)、B₂O₃质量分数(0~15%)对连铸保护渣吸收Al₂O₃或TiO₂速率的影响以及吸收前后矿相变化。结果表明,保护渣吸收TiO₂的速率要远大于吸收Al₂O₃的速率;添加BaO或B₂O₃后均能提高保护渣吸收Al₂O₃和TiO₂的能力;保护渣主要物相为钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO₂)、钙铝黄长石(2CaO·Al₂O₃·2SiO₂)、枪晶石(3CaO·2SiO₂·CaF₂)及玻璃相(Na₂O·Al₂O₃·SiO₂);添加BaO后,钙镁黄长石转变为重硅酸钡钙镁(2CaO·MgO·2SiO₂·BaO),并抑制黄长石和枪晶石晶体长大;当添加B₂O₃的质量分数不低于10%,保护渣形成的物相为玻璃相。试验条件下,不同碱度的保护渣和添加B₂O₃的保护渣中TiO₂仍以TiO₂形式存在,而在添加BaO的保护渣中,TiO₂形成钙钛矿。     

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。     

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。     

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。     

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。     

电工钢钢包渣结壳问题分析

针对电工钢生产过程中钢包渣结壳的现象,与不结壳渣进行对比,从物质的组成,物相和黏度等3个方面进行了分析。结果表明,随着温度的降低,炉渣中析出大量的高熔点物相如MgO、尖晶石(MgO·Al₂O₃)、2CaO·SiO₂等,在炉渣中起到“钉扎”强化作用的同时又能导致炉渣的黏度增加,失去流动能力,从而容易黏附在一起结块成壳。此外,提出了预防钢包渣结壳的有关措施。     

CeAlO3夹杂物在中间包覆盖剂的溶解行为

钢中存在的大量高熔点稀土夹杂物会在连铸过程中引发水口结瘤问题。通过静态法和热丝法高温原位观察研究了CeAlO₃夹杂物在中间包覆盖剂的溶解行为。静态试验研究结果表明,CeAlO₃在溶解过程中会产生中间层。随着溶解时间的增加,CeAlO₃溶解程度加剧,溶解形成的中间产物CaCeAl₃O₇逐渐长大。热丝法(SHTT)原位观察试验表明,CeAlO₃颗粒在溶解过程表观尺寸先降低后增加最后保持相对稳定。CeAlO₃在当前熔渣的溶解通过与渣中CaO反应形成产物层,然后形成的产物层向渣中溶解。因此,CeAlO₃在当前熔渣中的溶解方式为间接溶解。     

45钢LF炉渣系研究

通过45钢LF炉精炼渣工业试验,介绍了45钢渣系成分设计、工艺过程控制和造渣料加入量的测算方法;分析了精炼渣中各成分含量对钢水脱硫、脱氧效果的影响。试验证明,45钢LF炉精炼渣质量分数控制在CaO:45%~55%;SiO₂:10%~20%;Al₂O₃:15%~25%;MgO:8%~10%;碱度R:2.5~3.5;w(FeO)+w(MnO)＜2.0%范围内,钢水脱硫率高、脱氧效果好、吸附夹杂物能力强,可满足45钢高质量生产。     

不同基体对连续Al2O3f/Al复合材料纤维损伤的影响

采用真空气压浸渗法制备了增强体为Al₂O₃纤维,基体合金分别为1A99、ZL210A、ZL301及7075铝合金的连续Al₂O_3f/Al复合材料,并用NaOH溶液提取出Al₂O₃纤维,研究了不同基体对Al₂O_3f/Al复合材料纤维损伤的影响。结果表明,在同样的制备工艺下,不同的基体对Al₂O₃纤维的损伤程度不同。Al₂O₃纤维与纯铝及ZL210A基体界面反应程度微弱,纤维表面光滑,未发现界面反应产物,纤维剩余强度分别为1 746 MPa和1 658 MPa; Al₂O₃纤维与ZL301发生界面反应生成了MgAl₂O₄(镁铝尖晶石),纤维表面较为粗糙,剩余强度为1 584 MPa; Al₂O₃纤维与...     

Q195钢中显微夹杂物行为研究

通过示踪追踪等方法,系统分析了北方某钢厂采用160吨BOF→Ar Blowing→CC生产工艺生产的Q195钢中氧、氮和非金属夹杂物类型、尺寸、数量、分布、变化历程的变化。结果表明,铸坯平均T[O]为118×10~(-5),[N]为35×10~(-5),显微夹杂平均含量为18.49个/mm~2,以CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO-TiO_2为复合夹杂为主,尺寸在2.5~10.0μm之间;所有夹杂物中含钢包渣污染物的约占41%,含中间包渣污染物的约占33%,含结晶器保护渣污染物的约占18%。钢包顶渣、中间包渣吸附夹杂能力不够,出钢过程中应加钙铝酸盐基渣洗料对钢包顶渣改质,增强其吸附夹杂物的能力,并将脱氧合金化后的2 min氩气大吹去掉,避免钢液面裸露,同时将8 min的静吹时间延长为10~12 min,促进夹杂物的上浮。     

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。     

镀锡板夹杂缺陷分析及控制

针对镀锡板冷轧工序表面缺陷,在冷轧镀锡板取样并结合电镜进行分析,得出铸坯卷渣(Al-Ca-Mg-Na-O复合夹杂)及铸坯中Al₂O₃夹杂物是镀锡板冷轧板点/线状缺陷产生的主要原因。通过研究某厂镀锡板转炉-精炼-连铸全流程生产中夹杂缺陷产生原因,采取了控制转炉出钢氧、保证RH循环时间及降低吹氧量、优化连铸工艺如浸入式水口插入深度、氩气流量、结晶器保护渣等技术措施,有效控制了镀锡板夹杂类缺陷,对应冷轧工序改判率由之前2%~3%下降至控制后0.5%以下。     

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。     

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。     

转炉-连铸工序生产低碳铝镇静钢中夹杂物的研究

采用添加示踪剂的方法对转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中的夹杂物进行了研究,结果表明:出钢或CAS精炼过程中炉渣与钢液作用生成的夹杂物,尺寸在30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排出.铸坯中的主要夹杂物为来源于钢包渣与钢液作用生成的球状夹杂物、块状Al 2O 3夹杂物.连铸坯中的全氧含量在(38～53)×10 -6之间,夹杂物的含量在 2.3 mg/kg左右,表明该工艺可以生产较高纯净度的低碳铝镇静钢坯.     

电磁搅拌对Sr变质体育器材用铝基复合材料的影响

以Al-K₂TiF₆为反应体系，体育器材用ADC12铝合金为基体，通过电磁搅拌技术制备了Sr变质Al₃Ti/ADC12铝基复合材料，研究了制备工艺和工艺参数对铝基复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明，电磁搅拌和Sr变质处理均对Al₃Ti/ADC12铝基复合材料微观组织起到了细化作用，α-Al细化为球状晶，Al₃Ti尺寸减小到10μm,团聚现象得到改善，鱼骨状AlFeMnSi相消失，共晶Si由长针状细化为短棒状。随着搅拌电流的增大，α-Al尺寸减小，形貌越圆整。当搅拌电流为35 A时，α-Al尺寸最小，形貌最圆整，孔隙率最小，抗拉强度和伸长率最大，相比于ADC12铝合金基体分别提升了24.1%和22.1%。电磁搅拌和Sr变质对铝基复合材料起到了弥散强化和细晶强化的作用。     

稀土处理HRB400E钢洁净度研究

为了研究稀土对HRB400E螺纹钢中夹杂物成分和形貌的影响,对稀土处理后螺纹钢中可能存在的夹杂物进行热力学计算,并通过扫描电镜及能谱仪对稀土处理前后 HRB400E钢中夹杂物进行了表征和分析。结果表明,稀土可在现场冶炼时加入到螺纹钢中并且质量分数达到0.003 2%;稀土有净化钢液的作用,使钢中S质量分数从0.018%降低到0.004%,降低了77.78%;热力学计算表明,稀土质量分数为0.003 2%时,夹杂物生成的可能性由高到低为REAlO₃、RE₂O₂S、Al₂O₃。稀土对HRB400E钢中硫、氧化夹杂物有良好的改质效果,将夹杂物变质为RE₂O₂S和REAlO₃,稀土元素与S结合使钢中MnS夹杂的析出减少,有利于钢材综合性能的提升。     

以Si-CaO/Al2O3-Si为连接层的C/C复合材料扩散连接接头微观组织及其剪切强度

CaO/Al₂O₃用于SiC之间的扩散连接，具有接头强度高、连接可靠等优点，但CaO/Al₂O₃与C/C复合材料的润湿性差，不宜直接用于C/C复合材料的扩散连接。为解决C/C复合材料难以焊接以及连接接头强度较低的问题，本文采用Si-CaO/Al₂O₃-Si复合夹层作为连接层，对C/C复合材料进行扩散连接，通过Si与C/C在高温下反应生成SiC以及SiC与CaO/Al₂O₃之间的相互作用，获得高强度接头。结果表明，随着保温时间的延长，接头的剪切强度先升高后下降。1500℃保温90 min的接头，剪切强度达到38.17 MPa，连接接头内部形成“富Si的过渡层-中间层-富Si的过渡层”对称结构，接头中生成的物相主要包含SiC以及由Al₂SiO₅、SiO₂、CaAl₄O₇等构成的复合玻璃相，剪切断裂主要发生在C...