连退板浅表层的富集元素表征

为了研究连退板表层元素富集行为及相互作用,借助扫描电镜、辉光放电光谱仪、光电子能谱仪和透射电镜等技术手段对铝镇静钢和双相钢连退板表层中的富集元素进行了详细地表征与分析。结果表明,铝镇静钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Al;而双相钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Si。沿着浅表层深度分析可知,对于合金元素含量较高的双相钢,沿浅表层富集更深,富集深度约为50 nm;而合金元素含量较低的铝镇静钢,富集深度仅约为25 nm。综合分析不难发现,相对于铝镇静钢,双相钢添加了Si元素以后在其表面优先富集Si元素并同时形成了Si的氧化物,从而导致Al元素的富集及氧化物的形成受到了抑制。     

钢中珠光体球团尺寸的EBSD表征技术

借助光学显微镜和扫描电镜等研究了珠光体球团的表征方法,从阻止裂纹扩展的有效性出发,选择内部取向接近、外部取向差较大的球团簇作为评价珠光体球团尺寸的指标。结果表明,珠光体中铁素体的取向分布与球团吻合,即铁素体的大角度晶界就是球团(簇)界,所以可以通过表征铁素体的晶粒尺寸来评价珠光体球团尺寸。该方法的关键点在于晶界如何定义和样品如何制备。从对EBSD法的可行性分析可知,以15°作为晶内最大取向差来划分珠光体球团。对于珠光体钢,电解抛光法更适用于珠光体中渗碳体片层较宽的样品,而对于珠光体中渗碳体片层过窄的情况更适合选用离子抛光法。      

镀锡基板线状缺陷控制

采用扫描电镜对镀锡基板表面线状缺陷进行了分析,结果发现,造成镀锡基板表面缺陷的主要原因为保护渣卷入和氧化铁皮残留。通过对镀锡基板生产工艺进行分析,得出：控制连铸过程铝损不大于0.0050%、液面波动控制在±2.5mm、控制板坯入炉温度不小于200℃,合理控制连浇炉数,增大拉矫破鳞机弯辊插入深度,可以大幅减少镀锡基板表面线状缺陷的产生。     

温度对低碳钢微观组织与高温力学性能的影响

利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)与电子万能试验机对低碳钢不同温度下的微观组织与高温力学性能进行了详细的研究与讨论。结果表明,无论室温拉伸还是高温拉伸,位于晶界上的碳化物(Fe₃C)颗粒是诱发低碳钢裂纹的主要因素。与室温拉伸性能相比,提高加热温度,抗拉强度明显下降,伸长率显著增加。在高温下,随着温度的提高,抗拉强度线性下降,而伸长率先降低而后趋于稳定。在520 ℃拉伸过程中,低碳钢中产生了大量的滑移带,诱发了动态回复。提高温度至720 ℃时,珠光体组织发生球化,形变铁素体晶粒内出现等轴状小晶粒,即发生了动态再结晶;经EBSD分析,形变铁素体晶粒间取向差较大,而其发生再结晶的等轴小晶粒间取向差较小。     

钢中析出相场发射扫描电镜的自动统计分析技术研究

以往对析出相的研究均是通过透射电镜来获取析出相的成分、数量和尺寸等数据,难以实现析出相的自动统计分析。因此,为了实现自动统计分析,借助场发射扫描电镜(FE-SEM)与能谱分析软件Feature功能详细地研究了钢中析出相的自动统计分析技术,特别是对该方法中的样品制备、组织类型、析出相以及参数的设置与选择等主要影响因素进行了细致的分析。研究结果表明,实验最佳条件为采用化学侵蚀法、10000倍的放大倍数、阈值为110~255,总分析面积不超过0.1mm²。考虑到设备分辨率的影响,该实验方法只能对50nm以上的析出相进行统计分析,结合700L钢的实验结果可知,其析出相的种类有碳氮化钛和碳氮化钛与铌的复合析出,所占比例分别为58%和42%,50~200nm析出相数量较多。     

连退板浅表层的富集元素表征

为了研究连退板表层元素富集行为及相互作用,借助扫描电镜、辉光放电光谱仪、光电子能谱仪和透射电镜等技术手段对铝镇静钢和双相钢连退板表层中的富集元素进行了详细地表征与分析。结果表明,铝镇静钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Al;而双相钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Si。沿着浅表层深度分析可知,对于合金元素含量较高的双相钢,沿浅表层富集更深,富集深度约为50 nm;而合金元素含量较低的铝镇静钢,富集深度仅约为25 nm。综合分析不难发现,相对于铝镇静钢,双相钢添加了Si元素以后在其表面优先富集Si元素并同时形成了Si的氧化物,从而导致Al元素的富集及氧化物的形成受到了抑制。     

首钢高风温热风炉技术研究

 在简述国内外热风炉高风温和首钢热风炉技术开发历史基础上,从仿真、冷态试验和投产应用等方面比较、研究了首秦引进的俄罗斯卡卢金顶燃式热风炉、迁钢2号高炉上应用的自研制预热炉和首钢原顶燃式热风炉技术性能特点。研究结果表明：原顶燃式热风炉不能适应高风温使用,卡卢金顶燃式热风炉和自研制预热炉具有炉顶炉墙温度低、中心温度高、结构紧凑、燃烧完全等优点,而且自研制预热炉性能更好,两者均在生产应用中实现了高风温,满足了高炉炼铁生产需要,可为国内外热风炉进一步提高风温提供参考。     

基于电子背散射衍射技术的低碳钢原奥氏体晶界的显示技术探讨

常规对原奥氏体晶界的显示均采用晶界腐蚀法,但是该方法成功率不高,具有一定的局限性,且所使用的苦味酸溶液属于危险品,因此,为了更好地显示出原奥氏体晶界,实验借助电子背散射衍射技术(EBSD)对低碳钢原奥氏体晶界的显示方法进行了详细研究。结果表明,与常规的晶界腐蚀法相比,借助EBSD技术可以显示原奥氏体晶界,其最佳晶界取向差在20°~50 °之间,且该低碳钢原奥氏体平均晶粒尺寸为40.02μm,与晶界腐蚀法统计的结果基本一致,但是对于经过大变形的原奥氏体晶界,实验方法并不适用,这可能与变形后马氏体变体之间的取向差随之变化有关。     

离子研磨对TRIP780钢中残留奥氏体含量和稳定性的影响

研究了经离子研磨对TRIP780钢中残留奥氏体含量与稳定性的影响。首先利用电解抛光技术对TRIP780钢进行样品制备以去除样品表面的应力层,然后利用离子研磨仪对所得样品进行离子研磨,再借助场发射扫描电镜对TRIP780钢中的残留奥氏体进行形貌观察与分析,利用电子背散射衍射技术(EBSD)对离子研磨前后的TRIP钢中残留奥氏体含量进行定性和定量分析。结果表明,与电解抛光相比,离子研磨技术同样可以很好的去除样品表面应力层,但是对于TRIP780钢,经过离子研磨后样品中残留奥氏体的含量大幅度减少,从原来的10.1%骤降至0.02%。从残留奥氏体的菊池花样可以看出,经离子研磨后的残留奥氏体菊池花样明显变差,甚至模糊不清。经离子研磨后的TRIP780钢中残留奥氏体含量明显下降,同时其相结构确实发生了转变,由原来的面心立方结构转变为体心立方结构(即fcc→bcc),由此表明残留奥氏体在受到离子轰击后极其不稳定,易发生相变,这一点在残留奥氏体的准原位试验中得到了进一步的验证。同时离子研磨诱发了晶格的畸变,导致菊池花样清晰度明显下降,花样分辨率降低。     

钢坯枝晶偏析定量的影响因素探讨

采用电子探针面分析及线分析的方法对380CL车轮钢坯中Mn元素的枝晶偏析进行定量分析试验,深入探讨了枝晶偏析定量的各种影响因素,包括加速电压、电子束流、驻留时间、累计频率、分析位置、分析尺寸等。结果表明:随着加速电压的增大,Mn的特征X射线强度计数增大,但空间分辨率降低;随着电子束流的增大,计数率呈正比例增大;随着驻留时间的延长,Mn含量值测量误差减小,但分析总时长增加;累计频率X取0.15时可最佳反映实际枝晶偏析的程度;不同分析位置的间距在20 mm以下时,偏析比值几乎相同;推荐面分析时区域尺寸在1 mm²以上,线分析时至少取水平线段1.2 mm、垂直线段0.9 mm的6条有代表性的分析线。面分析法定量统计性好,线分析法可行性强。