汽车用易切削钢45MnS25的开发

随着我国汽车工业的快速发展,汽车用易切削钢的需求量越来越大,易切削钢主要用于制造汽车零部件,其使用量约占整车重量的2.1%。目前我国汽车用易切削钢的年需用量约10万ｔ(不包括农用机械用钢),但与日本的年用量100万ｔ相比,我国易切削钢的发展潜力是很大的。莱钢开发试制的硫系易切削钢45ＭｎＳ25,正准备投入批量生产,以满足汽车工业的需要。1　45ＭｎＳ25易切削钢的技术条件及工艺流程45ＭｎＳ25易切削钢主要用于制造连杆、轴类等处于高速、高载荷和交变应力之下的汽车零部件,要求材料具有耐疲劳、抗冲击、高强度、组织均匀、晶粒细小及易…     

氧含量、温度与铋对易切削钢中MnS形貌的影响

运用热态实验、化学分析、扫描电镜分析、热力学计算等方法研究了全氧、温度和Bi元素对MnS夹杂物形貌的影响.结果表明, 钢中较高的氧含量、高温加热和Bi均可有效降低钢中夹杂物的长宽比, 并可以提高大粒径夹杂物的比例.统计分析发现, MnS夹杂物的长宽比随全氧含量升高而降低.无论在铸态钢或轧材中, 夹杂物的长宽比随着单个夹杂物的面积增大而增大.随热处理温度的升高, 钢中出现大粒径的夹杂物, 同时夹杂物的外围轮廓变得清晰.900℃和1200℃热处理后钢中面积0⁵μm²夹杂物长宽比低于2.0, 比加热前夹杂物长宽比降低了43%.热态实验发现T.O=2.2×10^-5、0.0010%Bi的易切削钢中, 面积0⁵μm²夹杂物长宽比低于1.6, 比900℃和1200℃热处理后的夹杂物的长宽比降低了20%以上.     

低碳硫铋易切削钢的生产工艺实践

总结了低碳硫铋易切削钢1214Bi生产过程中为保证轧材质量在冶炼、连铸及轧制工艺上采用的关键措施。生产实践表明,1214Bi易切削钢轧材夹杂物分布均匀,钢中铋颗粒细小均匀,产品切削性能良好。     

易切削钢38MnVS中硫偏析研究

对导致易切削钢38MnVS中硫化锰分布不均匀的硫偏析进行了模型研究.模型中考虑了凝固方式转变、MnS的析出过程,讨论了凝固过程中碳、硅、锰、磷和硫的偏析变化以及碳、锰、硫含量和冷却速度对凝固末期枝晶间硫偏析的影响.结果表明:碳含量对枝晶间偏析有显著影响,w(C)在0.1%～0.5%时,硫偏析随铁素体形成量增加而减小,随奥氏体形成量增加而增加;硫含量的增加加剧了凝固末期硫在枝晶间富集,提高锰含量和冷却速度有利于抑制硫偏析.     

碲对易切削钢硫化物及切削性能的影响

为研究碲(Te)冶金在易切削钢中的工业化应用效果,开展了向1215易切削钢中添加Te的工业化生产试验,并对其产品变化规律进行了分析。借助蔡司金相显微镜、小样电解、扫描电镜、能谱仪、维氏显微硬度仪、表面粗糙度仪等方法对比分析了1215易切削钢及1215Te易切削钢方坯、轧材中夹杂物的赋存、成分及切削性差异。结果表明,Te系易切削钢方坯中硫化物尺寸大且更均匀,趋向于球状;含Te轧材中夹杂物变形程度较小,轧制后夹杂物长宽比小于3的纺锤状为60%;轧材在进给量0.10 mm/r下切削时,1215Te钢产生的短螺卷屑比例为66.0%,大于1215钢的58.1%。在相同切削条件下,切削后的1215Te钢工件表面粗糙度小于不含Te的1215钢,说明Te显著提升了1215易切削钢的切削性能。     

Fe-Cu-C-MnS烧结易切削钢中MnS的透射电镜分析

通过透射电子显微镜（ＤＥＭ）分析了Ｆｅ－Ｃｕ－Ｃ－ＭｎＳ烧结易切削钢及含微量硫、磷和钙的Ｆｅ－Ｃｕ－Ｃ－ＭｎＳ烧结钢中的ＭｎＳ，并采用电子衍射分析其晶体结构，发现：在烧结过程中，不同烧结钢中ＭｎＳ结构是否发生变化取决于ＭｎＳ的添加方式和其他元素的存在。     

中碳高硫易切削钢中Zr添加对MnS夹杂物形貌特征的影响

摘要：为改善中碳高硫易切削钢中MnS夹杂物形貌特征,在2kg真空感应炉开展了钢中添加Zr金属的试验。利用SEM-EDS研究了不同Zr含量下钢中氧化物和硫化物的形貌特征,并利用Thermo-Calc软件分析了中碳高硫易切削钢中不同种类MnS的形成过程和机制。结果表明：不添加Zr元素的试验钢中,硫化物主要为簇状形貌的II类,以及少量大尺寸的I类,尺寸和空间分布都很不均匀。加了质量分数为0.0015%的Zr元素后,钢中硫化物基本上是以沿晶界分布的簇状形貌存在,复合硫化物占比只有0.1%。随着Zr质量分数进一步增加至0.0051%,钢中主要生成细小的、纯ZrO2氧化物粒子,为硫化物提供了大量形核核心,减弱了硫化物在晶界聚集的分布行为,提高了硫化物的分布均匀性。试验结果表明,高硫氧比条件下,同样可以利用钢中氧化物粒子改善MnS形貌,关键是得到细小尺寸、高效形核效果的第二相粒子。     

碲处理控制Y15易切削钢中MnS夹杂物形貌

 为了研究碲对钢中MnS夹杂物形貌的影响,针对Y15高硫易切削钢,利用SEM-EDS扫面电镜,结合FactSage热力学计算,分析了不同碲质量分数对钢中MnS夹杂物形貌、尺寸、长宽比的影响,同时探讨了稀散金属碲对MnS夹杂物形貌控制的机理。研究结果表明,钢液中加碲后,在MnS夹杂物的外环形成了碲、锰、铁的复合相。钢中加碲后MnS夹杂物的形貌和分布大幅度改变,当碲硫比为0.05时,链状MnS夹杂物大幅度减少,球状MnS夹杂物数量增加;当碲硫比增加到0.2时,链状MnS夹杂物基本消失;当碲硫比增加到0.5时,MnS夹杂物形貌的变化不再明显。钢中加碲显著降低了MnS夹杂物的长宽比,控制MnS夹杂物长宽比最合适的碲硫比为0.2。FactSage计算结果表明,MnTe的生成温度为1 900 ℃,在MnS的析出温度下,MnTe是作为液态夹杂物存在的。在凝固过程中,MnTe和MnS发生固溶现象,由于MnTe为液态,两者形成的固溶体会趋于球形生长。     

ICP-AES法测定环境友好型易切削钢中铋元素

研究了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定1214Bi易切削钢中铋元素。用硝酸(1+3)溶解试样,采用标准曲线法,筛选了合适的分析谱线。通过正交试验得出最佳工作条件。在选定的最佳工作条件下,测得铋的检出限为0.0003%,方法的相对标准偏差(RSD)小于6%,测定结果与认定值吻合。该方法简便、快速、准确度高,可用于1214Bi易切削钢中铋含量的测定。     

硫易切削钢轧制裂纹分析

对45MnS25贺钢钢材上的纵向裂纹进行了理化检验分析。结果表明：硫元素的分布不均是产生裂纹的根本原因，裂纹发源于硫元素的聚积带区域。     

环保型含Bi低碳高硫易切削钢的开发

开发Bi易切削钢1215M(%:0.06C、0.04Si、1.25Mn、0.39S、0.17Bi)替代Pb易切削钢SUM24L。生产Bi易切削钢的流程为40t UHP EAF-40t LF(喂Bi线)-180 mm×180 mm连铸-连轧工艺。试验结果表明,Bi易切削钢1215MΦ9 mm盘条夹杂物分布均匀,Bi易切削钢1215M的切削性能优于SUM23HS含S易切削钢与SUM24L含Pb易切削钢相当。     

硼对低碳钢中夹杂物形态的影响

研究结果表明:硅锰脱氧的含硼低碳钢中的夹杂物以长条状的MnO-SiO2夹杂物为主,其长宽比为8.7～16.6,变形程度高;随着钢中硼含量的增加,长条状变形夹杂物的比例呈上升的趋势;铝脱氧的低铝含硼低碳钢中的夹杂物以MnO-Al2O3-TiO2与MnS的长条状复合夹杂物为主,其长宽比为9.3～16.3.对比分析认为,这两类长条状夹杂物均为含B2O3的低熔点氧化物塑性夹杂.高铝的含硼低碳钢中的氧化物夹杂主要是Al2O3,未发现变形的长条状氧化物夹杂.     

新型易切削不锈钢TBPS中MnS夹杂相对热塑性的试验研究

试验易切削不锈钢TBPS（/%:0.02C,0.75Si,1.50Mn,0.008 P,0.21S,19.70Cr,1.10Mo,0.11Pb,0.008Te）由真空感应炉+电渣重熔（Φ350 mm,500kg锭）冶炼,用Gleeble 3800热模拟机试验研究900~1200℃、变形量10%~70%时电渣锭中MnS夹杂的相对热塑性。结果表明,在900~1100℃时,随着变形量的增加,MnS夹杂的相对变形指数γ变小;在1200℃,变形量对MnS央杂相对变形指数γ影响较小;且随着变形温度升高,MnS夹杂的相对变形指数γ减小,特别在1200℃,相对变形指数γ显著减小;为降低MnS延展变形以获得较好的易切削性能,TBPS宜采用高的温度和大的道次变形量进行热变形。     

Experimental Study and Thermodynamical Calculation on the Formation of Eutectic Phase of MnS-RE_2S_3 and(Mn,Ca)S-RE_2S_3 in Sulfur-Containing Free-Cutting Steel

The free-cutting phase in RE or Ca-RE treated sulfur-containing free-cutting steel is the eutectic phasesof MnS-RE_2S_3 and (Mn,Ca)S-RE_2S_3,respectively.The atomic ratio of RE/S needed to modify all theMnS into the eutectic phase is higher than 1.48 or 1.41-1.37 Ca/S,when RE or Ca-RE is used as the modifiz-er in the sulfur-containing free-cutting steel.Moreover,the thermodynamical calculation shows that theeutectic temperature is lower than the solidifying temperature,which is the key condition for the eutectic phase tokeep globual during solidifying.     

复合变质处理对铸态耐磨钢夹杂物形态和性能的影响

研究了稀土硅钙镁（Re-Si-Ca-Mg）复合变质处理对铸态复相耐磨钢中夹杂物形态和性能的影响，结果表明：复合变质处理可显改变复相耐磨铸钢中夹杂物的形态和分布，这对复相耐磨钢的冲击韧性有明显的影响。     

共析钢中铌对珠光体相变行为的影响

 通过金相、扫描电镜,相变临界点和过冷奥氏体等温转变的分析,研究了Nb对共析钢（质量分数：C 075%,C 0.78%）珠光体相变微观组织和等温转变动力学的影响。结果表明：微量Nb（质量分数为0.04%、0064%）的加入使钢中先共析铁素体的量较未含铌钢有所增加,这很可能是Nb的加入使得共析碳含量明显升高的结果,同时使珠光体相变产物的形貌发生明显变化,珠光体中渗碳体的展弦比显著降低。此外Nb提高了先共析铁素体和珠光体的开始转变温度,即Nb的加入在一定程度上降低了过冷奥氏体的热力学稳定性;相变动力学表明加入Nb 0.04%可使珠光体相变的鼻子点温度升高约50℃,且最快开始相变时间比不含铌钢推迟一个数量级以上,即Nb的加入推迟了鼻子点和较低温度下的珠光体相变,提高了钢的淬透性。     

Ce-Mg复合处理对含硫齿轮钢SCr420H洁净度的影响

 为了探究不同的Ce、Mg含量对含硫齿轮钢SCr420H洁净度的影响,在真空感应熔炼条件下对含硫齿轮钢SCr420H进行Ce-Mg复合处理,分析了Ce、Mg的收得率、脱氧与脱氮效果及夹杂物的形貌、种类、数量、尺寸及形态。结果表明,Ce的收得率稳定在10%～15%,Mg的收得率在1%～1.5%之间;Ce-Mg处理能够在铝脱氧的基础上进一步将钢中氧质量分数降低至0.000 9%;Ce-Mg处理后形成的含Ce、Mg夹杂物呈现近球状形态,可在一定程度上改善含硫钢中夹杂物的形态。     

硫系易切削钢C1118的工艺实践及其组织性能

通过合理的化学成分以及冶炼、连铸和轧制工艺的设计与控制,开发了一种硫系易切削钢C1118,并进行了工艺实践,成功生产了28mm的圆钢。通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和Leica图像仪对其组织、夹杂物进行了观察分析,结果表明:该工艺下生产的易切削圆钢疏松等级良好,基体组织为铁素体和少量的珠光体,MnS以长条状或纺锤状存在,可以细化铁素体组织并改善钢的切削性能。开发的易切削钢C1118的力学性能满足供货要求,切削性能优异,磨损速度明显低于45号钢,相对于45号钢的加工性Kr为1.62。     

氢化物发生一原子荧光光谱法测定精锡中的微量铋

采用HCl＋HBr挥发除锡，以HG—AFS法测定精锡产品中微量铋，效果良好。     

钢轨A类非金属夹杂的析出分析研究

通过对钢轨A类非金属夹杂进行不同深度、不同位置的取样检测,发现钢轨A类非金属夹杂评级结果存在一定偶然性。以U75V为例进一步采用Factsage热力学数值模拟及析出热力学理论对MnS非金属夹杂的析出过程进行分析;结合连铸过程钢液冷却凝固特性及实际统计、检测结果对MnS非金属夹杂的析出进行验证,最终得出MnS析出于钢液近乎完全凝固,且主要由于S、Mn偏析形成微区高溶质浓度而析出。以降低钢液氧、氮含量为基础,降低钢液硫含量、夹杂变性处理及铸坯内部质量优化可以抑制MnS非金属夹杂的析出及轧制形变。