双辊薄带连铸304不锈钢中非金属夹杂物研究

采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对双辊薄带连铸304不锈钢中的大型夹杂物和微细夹杂物进行了研究。结果表明,薄带中的夹杂物一般呈球形,主要为CaO-MnO-Al₂O₃-SiO₂组成的复杂氧化物和硫化锰;薄带中除了有少量的50μm大型氧化物夹杂外,其余均为≤10μm细小的氧化物和硫化物夹杂;与传统连铸相比,双辊薄带连铸304不锈钢薄带中的细小氧化物夹杂尺寸明显减小,数量相对增多;在钢液凝固过程中形成最后聚集在晶界夹杂的直径大多小于0.7μm。     

返回料添加比例对高温合金夹杂物析出行为的影响

为实现高返回比高温合金洁净化冶炼,研究不同返回料添加比例对高温合金冶炼过程夹杂物演变规律的影响,并结合热力学计算讨论夹杂物析出行为和生成机理。结果表明,返回料添加对高温合金夹杂物种类无明显影响,但对夹杂物数量和尺寸分布影响较大。随返回料比例从0%增加至60%,夹杂物数量密度由19.30个/mm²增加至30.74个/mm²,其中以氧化物为核心的碳氮化物复合夹杂由4.47个/mm²增加至10.11个/mm²,大尺寸(粒径大于5μm)夹杂物所占比例由8.7%增加到13.9%。热力学计算结果表明,MgO·Al₂O₃夹杂物的理论形核半径随熔体中氧活度的增加而减小,且该夹杂物与TiN夹杂物的晶格错配度较低。添加返回料相比全新料会引入更多的杂质元素,导致MgO·Al₂O₃夹杂物形核率显著上升,并促进了TiN、Ti(C,N)夹杂物的非均匀形核。形核动力学计算结果表明,返回料添加比例增大,体系中氮的浓度增大,TiN夹杂物更早析出,...     

102Cr17Mo轴承钢铸坯夹杂物及碳化物解析

102Cr17Mo钢属于高碳高铬马氏体不锈钢,钢中夹杂物及碳化物的形貌及分布对其性能有重要影响。依托于某厂La-Ce复合稀土改质的102Cr17Mo模铸坯,用光学显微镜、扫描电镜、夹杂物三维腐刻、Thermo-calc软件对其进行解析。结果表明,在102Cr17Mo铸坯中,夹杂物的等效直径集中分布在1～3μm,夹杂物数量密度集中分布在47～54个/mm²,夹杂物面积占比分布在0.025 3%～0.028 4%;夹杂物的整体尺寸较小,分布弥散化,不同部位的夹杂物数量密度、面积比例差距较小;夹杂物主要成分为氧、铝、铈、镧和其他等少量元素,夹杂物类型包括稀土氧化物Ce-La-Al-O、稀土氧硫化物Ce-La-Al-O-S,未发现单独存在的Al₂O₃夹杂和MnS夹杂。铸坯中碳化物形貌主要分为3类,即大颗粒状碳化物、聚集状碳化物、网状碳化物。大颗粒状碳化物尺寸约为20μm,所含主要元素为铁、铬、碳和钼,聚集状碳化物尺寸约达100μm,所含主要元素为铁、铬、钼和碳,网状碳化物尺寸约为80μm,所含主要元素为铁、铬、钼和碳。从边部到心...     

钇对EH36船板钢夹杂物特性和拉伸性能的影响

 稀土钇添加到钢中,能够有效变性夹杂物,并能引起拉伸性能的变化。为了研究钇的质量分数对夹杂物变性以及拉伸性能的影响,以EH36船板钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、能谱等分析手段,对原始钢以及加入不同量稀土的试样进行夹杂物以及拉伸性能的测试分析。结果表明,稀土元素钇能有效变性夹杂物,将长条状的硫化锰夹杂物或者复合的硫化锰夹杂物变性为以Y Al O为核心的、外圈为稀土氧硫化物的球状夹杂物。对其力学性能检测发现,随着稀土加入量的提高,其抗拉强度和屈服强度显著提高,其中钇质量分数为0.055%的试样具有较好的夹杂物变性形貌和较好的抗拉强度和屈服强度。     

硅脱氧弹簧钢中夹杂物在轧制过程中的演变行为

不变形大尺寸氧化物夹杂是造成弹簧疲劳失效的主要原因,可通过获得具有良好变形性能的低熔点塑性夹杂物,减少轧制后氧化物夹杂的尺寸,以减轻夹杂物的不利影响。为了研究工业化生产的硅脱氧弹簧钢中氧化物夹杂在轧制过程中的演变行为,采用SEM+EDS分析连铸坯、中间坯到成品线材各阶段中氧化物夹杂的形貌、成分、尺寸和密度变化。结果表明,连铸坯中主要为SiO₂-Al₂O₃和SiO₂-Al₂O₃-CaO两类呈球状的夹杂物,基本处于低熔点区,中间坯中SiO₂-Al₂O₃和SiO₂-Al₂O₃-CaO类夹杂物呈长条状,同时发现了蝌蚪状的SiO₂类夹杂物,线材中存在5类夹杂物,其中4类呈长条状的夹杂物,除了SiO₂-Al₂O₃和SiO₂-Al<...     

钢包氩气流量对冷镦钢SWRCH35K中DS夹杂物的影响

在精炼进站时采用BaCO₃作为示踪剂,对比钢包底吹氩气流量对“120 t BOF→LF→CCM”流程生产的冷镦钢SWRCH35K中DS类夹杂物的影响。结果表明,氩气流量对精炼结束炉渣成分及夹杂物的类型无明显影响;精炼进站到精炼结束采用小氩气和正常氩气搅拌夹杂物密度分别降低4.5个/mm²和7.1个/mm²,精炼结束到中包两种工艺夹杂物变化相差不大,精炼正常氩气搅拌精炼结束、软吹后、中包含Ba的夹杂物比例比小氩气搅拌分别高51.5%、26.1%、39.3%。铸坯中DS夹杂物组成有单相、两相和三相。精炼采用小氩气搅拌和正常氩气搅拌铸坯中检测到含Ba的DS夹杂物占所有DS夹杂物的比例分别为28.6%和39%。所以,控制精炼过程中冶炼的氩气搅拌强度也是控制钢中DS夹杂物的关键。     

稀土处理对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响

通过工业试验研究了不同稀土含量对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响。研究结果表明,当稀土质量分数为0.002 1%时,稀土元素主要形成(La, Ce)AlO₃夹杂物,从而进行脱氧、变质钢中Al₂O₃夹杂物;随着钢中稀土含量的增加,稀土主要形成以(La, Ce)AlO₃-(La, Ce)₂O₂S类和(La, Ce)₂O₂S类稀土夹杂物,主要降低了钢中硫化物的析出量,但是此时生成的稀土夹杂物对钢中大量温降过程析出和二次氧化产生的Al₂O₃类夹杂物的改性作用较弱,这导致稀土含量高时钢中Al₂O₃夹杂物的数密度明显增加。此外,夹杂物长宽比的统计结果表明,稀土处理使铸坯中夹杂物发生明显球化,但在随后的热轧工序中,常规处理与稀土处理的热轧板中夹杂物的平均长宽比差异较小。即在工业生产实际中,稀土处理对成品组织中的夹杂物的长宽比影响很小,影响夹杂...     

铈对新型超级双相不锈钢2707HD夹杂物变性的影响

为了提高钢的洁净度,实现夹杂物无害化控制,研究了稀土铈对新型超级双相不锈钢2707HD中夹杂物变性行为的影响。通过热力学计算,初步判定了加入铈后钢液中可能生成夹杂物的类型。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和Image-Pro6.0软件对钢中夹杂物的尺寸、形貌和类型进行表征和分析。结果表明,当铈的质量分数为0.03%时,钢中尺寸小于1和1~2μm夹杂物的比例均增加,而大于2μm夹杂物的比例下降;当铈的质量分数为0.06%时,小于2μm夹杂物的比例下降,并且有大于5μm的夹杂物生成。铈使不规则的Al_2O_3夹杂物变性为规则的Ce_2O_3和Ce_2O_2S稀土夹杂物,并伴有Ce_2O_3-Ce_2O_2S和CeAlO_3-Ce_2O_2S复合夹杂物的生成,有效减少了钢中不规则夹杂物的数量。     

EAF—LF—VD—CC流程生产GCr15轴承钢的洁净度及夹杂物演变

为探究GCr15轴承钢在冶炼过程中夹杂物的演变规律,基于国内某钢厂EAF—LF—VD—CC工艺过程进行全流程取样分析,系统研究了全流程杂质元素含量的变化以及夹杂物的演变.分析结果表明,轧制后的轧材钢样杂质元素Ca和Ti的质量分数较高,分别达到0.001 6%和0.001 7%,全氧(T.O)质量分数为0.000 7%.轧材中夹杂物类型主要为镁铝尖晶石、钙铝酸盐类和硅酸盐类复合夹杂物.较大尺寸的夹杂物出现在LF和VD精炼工位,且夹杂物最大尺寸超过了30μm.VD破真空后出现了大量CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂类复合夹杂物,成分分布均匀,个别尺寸甚至超过45μm.连铸坯和轧材中MnS和TiN夹杂物占比较高.     

202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理

通过工业试验对202不锈钢进行系统取样,分析试样中夹杂物的变化特征,结合热力学计算,研究了202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理.在进行硅锰脱氧后,LF精炼过程中钢液内以球型Ca-Si-Mn-O夹杂物为主.对于硅锰脱氧钢,钢液中残余铝质量分数为1×10-5时,可以扩大Mn-Si-O相图的液相区,但铝质量分数超过3×10-5会导致钢中容易形成氧化铝夹杂物并减小液相区.在连铸坯中以Mn-Al-O类夹杂物为主,相较于LF精炼过程试样,连铸坯试样中夹杂物的MnO和Al2O3含量明显增加,CaO和SiO2含量明显减小,夹杂物个数则由LF出钢试样的5.5 mm-2增加到11.3 mm-2.结合热力学计算发现,凝固过程中会有Mn-Al-O夹杂物形成,这也使其成为连铸坯中主要的夹杂物类型.     

202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理

通过工业试验对202不锈钢进行系统取样,分析试样中夹杂物的变化特征,结合热力学计算,研究了202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理。在进行硅锰脱氧后,LF精炼过程中钢液内以球型Ca?Si?Mn?O夹杂物为主。对于硅锰脱氧钢,钢液中残余铝质量分数为1×10?5时,可以扩大Mn?Si?O相图的液相区,但铝质量分数超过3×10?5会导致钢中容易形成氧化铝夹杂物并减小液相区。在连铸坯中以Mn?Al?O类夹杂物为主,相较于LF精炼过程试样,连铸坯试样中夹杂物的MnO和Al₂O₃含量明显增加,CaO和SiO₂含量明显减小,夹杂物个数则由LF出钢试样的5.5 mm?2增加到11.3 mm?2。结合热力学计算发现,凝固过程中会有Mn?Al?O夹杂物形成,这也使其成为连铸坯中主要的夹杂物类型。      

钇基稀土处理对E36铸坯夹杂物的影响

为了控制钢液中夹杂物的形态,确定稀土Y和Ce与O、S反应的先后顺序及稀土夹杂物的形成规律,对E36船板钢稀土变性夹杂进行了热力学计算和试验研究,运用扫描电镜及能谱仪观察分析了E36铸坯中典型夹杂物。实践结果表明:Ce与Y相比要优先与O、S反应;稀土夹杂物形成的顺序为Re2O3、Re2O2S、Re2S3;生成的稀土复合夹杂物尺寸以15、50μm为主,相比未加稀土的夹杂物减少了20~55μm,并且呈规则球状。稀土氧化物多位于铸坯上1/4,稀土硫氧化物多位于铸坯的1/2处;稀土能改善夹杂物的形态、尺寸,对改善钢的性能非常有利。     

帘线钢中氧化物夹杂在铸坯上的分布与控制

研究了大方坯连铸生产帘线钢时铸坯横截面上氧化物夹杂的分布规律,得出铸坯不同位置夹杂物数量密度、尺寸、成分、类型变化较大。从铸坯边部到铸坯中心,氧化物夹杂数量密度不断降低、平均尺寸不断升高,但较大尺寸夹杂物(3~15μm)数量密度呈现先增大后减小的趋势,而夹杂物平均Al2O3含量呈现急剧升高后小幅度波动的现象,wCaO+MgO/wSiO2或wMnO+MgO/wSiO2比值呈现急剧降低后缓慢增加的趋势。根据研究,柱状晶向等轴晶转变区域(CET区域)是最为特殊区域,该区域较大尺寸夹杂物数量密度最大、MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物数量百分含量最低、平均Al2O3含量几乎最高、wCaO+MgO/wSiO2或wMnO+MgO/wSiO2比值基本最低。基于氧化物夹杂在铸坯上的分布规律,铸坯取样分析应关注不同位置,夹杂物控制应重点关注CET区域及中心等轴晶区域。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为?500 mm的42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30℃提高至3.54℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93～1.21降低到0.98～1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%～0.075%降至0.035%～0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm²;铸坯从1/4R处向内长度不小于13μm的硫化物数量减少0.35个/mm²;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。     

连铸大方坯非金属夹杂物研究

通过定量金相法和化学电解法对连铸生产时不同浇铸部位连铸坯内部非金属夹杂物的分布情况进行了详细分析,结果表明,连铸时首炉第1支连铸坯的夹杂物明显多于其它连铸坯;铸坯中的硫化物夹杂以硫化铁为主;氧化物夹杂以二氧化硅为主;在连铸坯的内外弧1/4处及左右宽度的1/4处夹杂物分布最多.     

LD－LF－CC工艺生产的82B钢铸坯洁净度研究

采用加入示踪剂、对铸坯进行系统取样与实验室综合分析相结合的方法,对LD-LF-CC工艺生产的82B钢铸坯中T[O]、显微夹杂物和大型夹杂物数量和粒径分布以及成分类型进行了系统研究。结果表明：铸坯中T[O]和显微夹杂物数量的平均值分别为28.42×10-6和17.78个/mm2,铸坯中0-4μm和4-10μm的夹杂物分别占显微夹杂物总数的87.21%和12.22%,显微夹杂物的类型主要为复合氧化物类和由复合氧化物和硫化钙构成的复合夹杂物。铸坯中大型夹杂物含量差别很大,大于300μm的夹杂物占大多数,大型夹杂物的形成与钢包耐火材料侵蚀和中间包卷渣有关。     

21-4N气阀钢模铸坯组织、夹杂物及碳化物解析

21-4N奥氏体气阀钢是制造发动机排气门的关键材料,钢基体组织、夹杂物、碳化物的分布状态,对产品服役寿命有重要影响。本文基于Thermo-Calc 2020b计算了21-4N气阀钢相转变及碳化物析出情况,使用金相腐蚀、金相显微镜、扫描电镜以及扫描电镜自带的能谱仪和X射线衍射(XRD)检测技术对该钢模铸坯夹杂物、组织和碳化物进行解析。研究表明：21-4N气阀钢夹杂物主要是以Cr-Mn-Al-Ti-O为主的氧化物、以Cr-Mn-Al-Ti-O-N为主的氧氮复合夹杂物和以MnS为主的硫化物,夹杂物密度、平均等效直径、面积比例分别为45～61个/mm²、2.9～3.2μm、0.044%～0.061%,夹杂物等效直径集中分布于2～5μm; 21-4N气阀钢晶粒平均直径由边部的76.3μm线性增大到心部的119.2μm,基体组织由奥氏体和碳化物组成,其中碳化物包括沿晶界析出的M₂₃C₆块状碳化物和由γ+M₂₃C₆构成的“类珠光体组织”。从边部至中心,“类珠光体组织”平均等效直径、密度以及面...     

SWRCH22A冷镦钢凝固冷却过程中非金属夹杂物的变化

非金属夹杂物类型、数量、尺寸、形貌对SWRCH22A冷镦钢开裂有重要的影响。为了研究SWRCH22A冷镦钢凝固冷却过程中非金属夹杂物的转变,通过Aspex夹杂物自动分析仪对连铸过程钢中非金属夹杂物类型、数量、尺寸、形貌进行观察。研究发现,实际生产中,中间包钢液中夹杂物主要为Al_2O_3-CaO类夹杂物,而铸坯中夹杂物主要为MgO-CaO-Al_2O_3-CaS夹杂物,连铸过程中夹杂物从Al_2O_3-CaO转变为MgO-CaO-Al_2O_3-CaS。铸坯中夹杂物数密度和面积分数小于中间包中夹杂物数密度和面积分数。此外,通过FactSage热力学计算软件计算了SWRCH22A冷镦钢凝固冷却过程中夹杂物的转变相图和成分,为连铸过程钢中夹杂物的转变提供理论解释。     

用稀土示踪法研究连铸板坯内大型夹杂物的来源

一、引言连铸坏内的大型氧化物夹杂是影响钢材性能的重要因素之一。为改善连铸坯质量,扩大连铸品种和满足用户的更高要求,研究了在武钢生产条件下连铸坏内大型夹杂物的主要来源。本文主要叙述用稀土氧化物作为夹     

F45MnVS非调质钢中硫化锰夹杂物特性控制的研究

分析了改进前120 t LD-LF-RH-240 mm×240 mm CC工艺生产F45MnVS非调质钢中硫化物夹杂形貌、尺寸、数量密度等特性。通过采取以下改进措施：(1)转炉出钢过程脱氧铝锭加入用环绕钢液冲击区域分时段、分批次方式;(2)使用不含有MnS夹杂物的低碳低硫锰铁等合金辅料;(3)LF精炼过程S线喂入分批次加入等。试验结果表明：改进工艺后,LF、RH、中间包、铸坯以及轧材所有钢中硫化物夹杂的尺寸均有所降低,铸坯边缘、铸坯1/4处以及铸坯中心的大尺寸(>5μm)夹杂物数量密度分别由改进前的35、83、51个/mm²下降至改进后的24、57、39个/mm²,降幅分别达到31.43%、31.33%、23.53%。改进后轧材中细系和粗系夹杂物评级均有所改善,夹杂物长宽比为0～3的比例由改进前的63.07%增加至改进后71.23%。