SAPH440钢凝固过程中TiN析出模型

通过凝固过程偏析模型和热力学计算,建立了含钛微合金钢在液态及凝固过程中TiN的析出模型.模型计算表明SAPH440钢液相中TiN没有析出,凝固过程中在固相率fs为0.65时TiN开始析出,TiN的析出抑制了钛和氮的晶间偏析.通过调整微合金钢中氮和钛含量,配合连铸工艺,可以控制TiN的析出时机,减小对钢性能的危害.     

含钛微合金钢低温冲击韧性波动的原因与改进

针对含钛微合金钢板生产过程中出现的低温冲击韧性波动的现象,从化学成分、冲击试样断口形貌、金相组织及夹杂物等方面分析了主要影响因素。结果表明,含钛微合金钢板的低温冲击功波动大主要与钢板有害元素含量、内部组织、夹杂物尺寸大小和分布等因素有关。为此对钢的化学成分进行优化调整,适当降低碳质量分数,严格控制磷、氮、氢等有害元素质量分数以及加热工艺参数细化组织,适当加快轧后的冷速可有效改善带状组织,提升钢板的低温冲击性能,提高产品的合格率。     

微钛处理对钒微合金钢组织与力学性能的影响

在承钢1780热连轧生产线上,轧制了钒微合金钢及钒钛复合微合金化钢,研究了微钛处理对钒微合金化钢微观组织与力学性能的影响.试验结果表明,钒微合金钢经微钛处理后生成了少量TiN析出物,其数量较少,晶粒细化效果有限;由于钛与氮的优先结合,减少了与钒结合的氮含量,降低了钒的析出量,导致微钛处理的钒微合金钢抗拉强度降低约54 ...     

钛微合金钢炉外精炼工艺优化研究

随着轧制、冶金、冷却工艺水平不断提高，传统钛微合金钢的生产问题已经得到了有效解决，但钛微合金钢炉外精炼工艺体系尚未完善。为此，本文首先分析了常见的钛微合金钢炉外精炼工艺的优化方式，其次设计了关于钛微合金钢炉外精炼工艺的优化实验，以期为钛微合金钢炉外精炼工艺的实施及优化提供参考思路，从而实现对钛微合金钢化工艺及精炼工艺的深入分析及应用，充分发挥钛微合金钢在高强度钢开发中的应用价值。     

铸坯边角部横裂纹的产生原因和预防措施

根据韶钢宽厚板坯连铸机生产含Nb、V等微合金钢时铸坯内弧边角部出现横裂纹缺陷,分析了横裂纹产生原因:铸坯边角部冷却过强是造成横裂纹的最重要外因,钢种成分和钢中氮含量、酸溶铝含量过高则是内因;连铸机设备状态变差等也会增加横裂纹发生几率.鉴此,采取了针对性的改造和优化措施,取得了较为明显的效果.     

微合金钢中钛析出相的氯化钾-柠檬酸体系提取及各相的分离测定

对含钛微合金钢的钛相进行分离和测定,建立了一种快速分离微合金钢中钛析出相的定量方法。通过优化试验选择75g/L氯化钾溶液-5g/L柠檬酸-去离子水体系代替传统的甲醇电解液提取微合金钢中钛析出相,于0℃电解可以克服低温电解速度慢的问题。用2.4mol/L HCl分解细粒碳化钛,1mol/L HNO₃分解粗粒碳化钛,硝酸和过氧化氢分解氮化钛,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定各相中钛的含量。差减法得到固溶钛以及用碳硫分析仪测定残渣中硫含量换算得到硫化钛含量。细粒碳化钛占钛相的34.27%,粗粒碳化钛占钛相的22.38%,氮化钛占钛相的14.68%,硫化钛占钛相的6.29%,固溶钛占钛相的16.78%。方法的钛析出相回收率为94.41%。     

不同成分系列微合金钢抗奥氏体晶粒长大能力研究

研究了ＮｂＶ－Ｖ，Ｎｂ－Ｔｉ，Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ三种成分系列微合金钢的抗奥氏体晶粒长大能力，以及含氮量对Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ微合金钢抗奥氏体晶粒长大能力的影响。试验结果表明，微合金钢中加入微量钛可大大提高钢抗奥氏体晶粒长大能力，Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ微合金钢中含氮量增多抗奥氏体晶粒长大能力增强，但含氮量过高会影响焊接热影响区韧性。     

含钛微合金钢连续冷却转变的研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究了不同钛含量对微合金钢连续冷却转变的影响,用热膨胀法建立了静态和动态条件下的连续冷却转变曲线(CCT),为含钛微合金钢制定合理的控冷控轧工艺提供了依据。研究表明,在较宽的冷却速度范围内(2—20℃／s)都有贝氏体组织生成;随含钛量增加,γ-α相变点上移,扩大了先共析铁素体形成的冷却速度区间;在动态条件下出现了只有多边形先共析铁素体和珠光体的组织。     

不同成分系列微合金负抗奥氏体晶粒长大能力研究

研究了Ｎｂ－Ｖ，Ｎｂ－Ｔｉ，Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ三种成分系列微合金钢的抗奥氏体晶粒生大能力，以及含氮量对Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ微合金钢抗奥氏体晶粒长大能力的影响。试验结果表明，微合金钢中加入微量钛可大大提高钢抗奥氏体晶粒长大能力，Ｎｂ－Ｖ－Ｔｉ微合金钢中含氮量增多抗奥氏体晶粒长大能力增强，但含氮量过高会影响焊接热影响区韧性。     

钛微合金钢中碳氮化钛固溶量及化学组成的计算与分析

根据相关热力学理论,提出了钛微合金钢中钛、碳、氮元素在奥氏体中的平衡固溶量及平衡沉淀析出的碳氮化钛的化学式系数的理论计算方法,对典型化学成分的钛微合金钢进行了理论计算并对计算结果进行了分析.结果表明,通常情况下在较高温度析出或未溶的碳氮化钛相当接近于TiN.     

利用推板窑生产氮化铌钛铁的工艺研究

以铌铁、二氧化钛和石墨为原料,利用高温氮气氛推板窑连续生产氮化铌钛铁合金工艺。分别研究了成型压力对产品密度的影响,二氧化钛和石墨配比对合金中的碳、氮的影响。以此工艺生产的氮化铌钛铁,具有高氮、低碳、低氧和高密度等特性,能够满足微合金钢原料的要求。     

利用高氮化能力的熔剂精炼钢除氮

利用试验技术通过调整和精确控制１８７３Ｋ时的氧分压Ｐｏ２测定了Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＴｉＯ２和ＣａＦ２－ＴｉＯ２熔剂中氮的溶解度和氮化能力。据试验发现，熔渣和铁水之间的氮分配比以及金属的脱氮度是Ｐｏ２的函数。文章研究了采用含ＴｉＯ２的熔剂从纯铁和铬合金钢中的除氮工艺，即首先把炉渣与金属粉末混合，然后在１８７３Ｋ坩埚中加热熔化，并将熔融金属从１０ｋｇ感应炉出钢至包中。系统中的氧分压可通过精炼剂中铝或钛含量进行调整。试验结果表明Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＴｉＯ２渣可除去低合金钢中氮，脱氮度可超过６０％。文章讨论了生产过程中采用含ＣａＦ２－ＴｉＯ２熔剂的炉渣进行钢包处理有效去除高合金钢中氮的技术参数。     

Ca对含钛微合金钢夹杂物的影响

摘要：以添加不同钙线的含钛微合金钢为研究对象,利用金相显微镜、SEM及EDS对试验钢夹杂物进行了研究,探索Ca处理添加量对含钛微合金钢夹杂物种类、尺寸、数量及形态的影响规律。研究结果表明,经0.13%的Ca处理后,钢中非金属夹杂物的尺寸减小、数量降低,夹杂物群簇现象得以减轻;经0.25%的Ca处理,可还原微合金钢夹杂物中部分Ti,提高Ti的收得率,在减轻夹杂物危害的同时又降低了生产成本。     

热轧含Ti微合金钢拉伸性能及冲击韧性的改善

为研究Ti对热轧钢板拉伸和冲击性能的影响，利用热轧试验机组对不同成分体系含Ti微合金钢采用不同的轧制工艺进行轧制试验，并采用OM、SEM、拉伸和冲击试验等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明，低碳钢中加入一定量的Ti,可以显著提高钢的强度，但同时也会导致钢的冲击韧性明显降低。钢中析出的大颗粒的TiN和粗大的铁素体晶粒是导致含Ti微合金钢冲击韧性恶化的主要因素。通过在含Ti微合金钢中加入Nb,采用Ti-Nb复合强化，同时配合840℃低温终轧和560℃低温卷取工艺，可显著改善含Ti微合金的冲击韧性，使钢板获得高强、高韧的综合性能。     

含钒钢的沉淀和晶粒细化

此项工作集中研究钒、氮、碳在控制奥氏体和铁素体内V（C，N）沉淀上的作用，以及在促成晶粒内铁素体的形成而使晶粒细化和通过中间相和不规则沉淀而形成沉淀强化上的作用。在某一给定钒含量下，铁素体沉淀强化的程度取决于氮、碳的可利用量。已有结论表明，氮是一种非常可靠的合金元素。它可以增加钒微合金钢的屈服强度：每增加0．001％氮，可增加约6MPa的强度，并且基本上与工艺条件无关。碳在沉淀强化上的作用较为复杂，目前的结构表明，随着碳含量的增加，钒微合金钢的沉淀强化作用急剧增强，每增加0．01％碳，可增加约5．5MPa的强度。其原因是，在相变期间，铁素体和过冷奥氏体之间亚稳定均势，极大地增加了碳在铁素体内的可溶性，因而有利于大量的V（C，N）微粒核化。碳的这种作用，在用于热轧钢筋和型材生产的中碳钢中，特别明显。试验结果表明，钒不仅可以有效地用于沉淀强化，而且也可以用于铁素体晶粒细化。钒有助于两种晶粒内核化铁素体的形成，生成多边（自发）铁素体和针状（侧板）铁素体。晶体内多边铁素体在氮化钒（VN）微粒上核化。在等温保持期或奥氏体范围内缓冷期内，钒氮微粒在奥氏体内生长。在低温约450℃时，在等温相变期间，针状铁素体微结构在钒微合金钢中形成。针状铁素体微结构在含高，中或非常低的氮含量的钒微合金钢中获得。这就说明钒本身可以促成针状铁素体的形成。     

硼铬微合金钢的脆性断裂失效分析

为了研究硼铬微合金钢的脆性断裂失效机理,以工厂履带拖拉机支重轮的中心轴脆性断裂为研究背景,通过对中心轴断口的观察以及不同位置的组织和晶粒度的对比,得出了硼铬微合金钢的断裂失效机理。利用FactSage和Thermo- Calc软件对TiN夹杂物的析出机理和控制进行理论计算。结果表明,钛合金的不完全溶解和钛、氮元素质量分数的不合理控制,导致大量的大尺寸硬质TiN夹杂物在凝固过程中析出,使得钛元素的加入没有起到很好地细化晶粒的效果,中心区域的铁素体＋奥氏体组织的晶粒度过于粗大。大尺寸TiN夹杂物作为裂纹源和心部粗大的晶粒导致了硼铬微合金钢的脆性断裂失效。热力学计算表明,TiN夹杂物在凝固过程中形成,低钛低氮和钛、氮质量分数的合理搭配可以有效推迟TiN夹杂物的析出,降低其尺寸。较小的夹杂物尺寸和细小的晶粒均可以有效增强材料抵抗裂纹扩展的能力。     

含铌铁水直接冶炼稀土含铌微合金钢性能的研究

通过真空感应电炉内进行含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢及其稀土合金化的实验,制得稀土含铌微合金钢并分析含铌钢的显微组织、力学性能及夹杂物的形态。结果表明,含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢稀土含量下降到0.0007%,铌下降到0.018%;加入稀土合金化能够细化钢的组织,提高机械性能,改变夹杂物的形态。     

微合金钢焊接热影响区奥氏体晶粒长大的研究

采用焊接热模拟的方法，研究了不同峰温和停留时间条件下，Ｔｉ－Ｎ和Ｔｉ－Ｎｂ－Ｎ两种成分系列的微合金钢焊接热影响区奥氏体晶粒长大的特点，试验结果表明，微合金钢抗奥氏体晶粒长大的能力，不仅和Ｔｉ含量有关，也和Ｎｂ含量及Ｎ含量有关。     

微氮合金在HRB400E钢中的试验研究

根据汉钢现有螺纹钢生产工艺,通过试验和分规格扩大生产在热轧带肋钢筋HRB400E上采用微氮合金来替代硅锰钒等贵重合金降低生产成本。结果表明:采用微氮合金钢水成分及钢材各项性能指标完全符合企业和国家标准要求,钢材的金相组织为铁素体+珠光体,晶粒等级9.0级以上,吨钢综合生产成本降低11元以上。     

高钛型高炉渣选择性还原前后物相演变规律探讨

还原气氛下高炉渣中含钛物相的变化规律是高炉渣高温碳化的关键。实验综合偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、矿物自动解理系统(MLA)和X射线衍射仪(XRD)对比还原前后高炉渣物相形貌变化,微区成分变化及物相组成变化规律。结果表明,还原前后高炉渣中串珠状的钙钛矿转变为弥散状的碳化钛,深绿色板状的富钛透辉石消失不见;微区成分变化显著的是钛元素也从还原前高炉渣中的钙钛矿、攀钛透辉石和富钛透辉石中逐渐转移到碳化钛相和残留的含钛透辉石相中,其含量占还原后全钛的73.69%以上;还原后物相组成明显的变化是钙钛矿和富钛深绿透辉石的减少,碳化钛含量明显增多。