12%Cr合金凝固过程夹杂物析出的实验研究与热力学分析

铁基12%Cr合金常用来制造先进发电机转子,这要求材料具有良好的性能和细小的夹杂物,合金中的大尺寸夹杂物会导致材料性能恶化。该研究采用了缓冷实验后淬火的工艺,从而将12%Cr合金熔体冷却与凝固过程中析出的夹杂物保留下来,并分别采用扫描电镜和能谱,对夹杂物的形貌及化学成分进行了观察和测定。实验结果表明,除各种形状的氧化物夹杂外,在试样中也发现了氮化钛夹杂,但在熔炼的过程中却并没有钛元素的加入。对凝固过程夹杂物的析出进行热力学计算,结果表明氮化钛夹杂析出与凝固阶段的末期。即便是痕量来自原料中的钛元素也可以导致氮化钛的析出。这些氮化钛在凝固时能够生长至大尺寸并损害材料性能。与此同时,氧化铝夹杂在液态熔体中即可生成。依据计算结果,对钛和氧的含量控制给出建议,这将对12%Cr合金生产过程起到帮助。通过研究钛和铝之间的浓度竞争,本文也讨论了实验过程中三氧化二钛夹杂析出的可能性。     

DC01钢中夹杂物析出的热力学分析

完善了FactSage数据库中的相关热力学数据,并用该软件的模型系统分析了DC01钢中夹杂物的析出行为,得出了随着稀土添加量、初始氧含量与硫含量的增加,钢中夹杂物类型及数量的变化规律。在本文计算条件下,DC01钢中的夹杂物主要为Al2O3、MnS及AlN,其中MnS与AlN在固相中析出。为保证钢中夹杂物的细小弥散分布,稀土添加量应在0.038%以上;在稀土添加量为0.03%条件下,则需保证钢中的氧含量低于0.0016%,硫含量低于0.004%。     

钢液凝固过程中微观偏析和钛氧夹杂生成的耦合模型

根据钢液凝固时元素的固-液界面的偏析，并结合溶质元素在固、液相中的有限扩散，建立了钢液凝固过程中微观偏析和钛氧夹杂生成的耦合模型，模型计算表明：由于钛氧夹杂的生成，凝固过程中溶质元素的微观偏析程度得到较大抑制；控制适当的氧含量，有利于夹杂物均匀分布；随着冷却速率的增加，夹杂物数量增加，尺寸变小，当控制在目前薄板坯条件下，半径为0．58μm、含量为10^-5量级的夹杂物可弥散分布于钢中，有利于性能的改善。     

轴承钢连铸过程中非金属夹杂物群迁移行为的分析

为了研究轴承钢方坯连铸过程中存在的非金属夹杂物聚集问题,建立了凝固过程的流-固耦合模型,采用数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了浇注过程中夹杂物族群的迁移行为。结果表明,在断面、结晶器搅拌强度和浸入式水口对比方面,较大断面、较强搅拌和带侧孔的水口对改善铸坯中10 μm以下的夹杂物比较有利,5～10 μm级别夹杂物最易被初生坯壳捕捉。结果显示,5 μm以下的中间包钢液中微观夹杂物数量过大,在浇注过程中会促进夹杂物族群间的碰撞迁移,导致铸坯中20～30 μm级别夹杂物数量增多,但对50 μm以上的大尺寸夹杂物影响甚微;铸坯中该大尺寸级别的夹杂物主要直接来源于中间包。这些研究结果对弄清夹杂物的来源,改善轴承钢疲劳寿命具有重要意义。     

无取向硅钢夹杂物分布及对带钢性能一致性的影响研究

针对无取向硅钢的典型牌号，在带钢长度上的夹杂物和析出物的种类、形貌和分布做了系统的检测和分析对比。 1 μm以上的夹杂物主要为Al2O3及CaO-Al2O3夹杂，其分布在钢卷不同部位差异较小；尺寸在0.5 μm 以下的细小析出相主要为AlN、MnS以及它们的复合析出，在钢卷头部分布的数量明显较尾部多。夹杂物和析出物分布的差异造成了晶粒尺寸的差异，头尾晶粒尺寸差异达到20%左右，进而造成了头尾磁性能的差异。     

精轧后冷却速度对700MPa级带钢残余应力及组织影响的实验研究

通过实验室轧制、电镜观察、残余应力和力学性能测试,研究了精轧后不同冷却速度对700MPa级高强度带钢残余应力和组织性能的影响。结果表明,带钢的残余应力均为压应力,奥氏体转变后的产物与奥氏体膨胀系数差别大的带钢所测得的残余应力值较大,反之,残余应力值较小;典型的析出相均为聚集析出,随着冷却速度的减缓,析出相的尺寸开始变大。在精轧后不同冷却速度下高强度带钢的强度和残余应力的变化趋势是一致的。因此,要适当控制精轧后的冷却速度,在降低残余应力的同时,满足其强度要求。     

多元Al合金的热力学和热物理数据库的建立及凝固过程显微组织演变的模拟

介绍了相图热力学及热物理性能数据库的建立方法;综述了国内外学者构筑多元Al合金相图热力学和热物理性能数据库的研究工作。并介绍了使用相场方法,使用热力学和热物理性能数据库模拟多元Al合金凝固时显微组织演变的几个实例。最后展望了新一代热力学和热物理性能数据库建立及凝固过程显微组织演变定量模拟未来的可能发展方向。     

Q195热轧带钢冷弯开裂原因分析

Q195热轧带钢冷弯时开裂现象较多,通过化学、力学、金相、电镜能谱分析等检测手段,对开裂样品与合格样品进行了成分、性能、夹杂物、组织等多方面对比分析。分析表明:夹杂物含量高是Q195带钢冷弯开裂的主要原因,但化学成分和基体组织对冷弯性能也有重要影响。     

Q345D低碳钢近平衡凝固相的转变试验

为了研究近平衡凝固对液相线和包晶反应温度的影响,分别采用差热分析仪和自制的高温相转变凝固试验装置对Q345D低碳钢进行凝固相转变试验及高温凝固组织进行研究。试验表明,试样在近平衡冷却条件下20和30 ℃/min冷却时,与平衡凝固相转变相比初生铁素体析出温度分别降低了56和88 ℃,包晶反应转变温度分别降低了29和68 ℃。另外,在液相线以上发生近平衡凝固后得到的组织为液相直接形成奥氏体;在包晶转变温度发生近平衡凝固时,形成奥氏体晶粒形核较小,晶内组织为针状马氏体,晶界处有少量高温自由铁素体,包晶反应未发生;而在奥氏体转变区发生近平衡凝固时,奥氏体晶粒充分长大,即包晶反应转变完全发生,同时高温铁素体消失。     

热轧带钢层流冷却系统的技术开发与应用

针对凌源钢铁集团公司中宽热轧带钢厂原有带钢冷却系统存在的冷却效果差、卷取温度不可控等问题，运用热轧带钢冷却机理，开发了热轧带钢层流冷却系统，应用温度控制模型实现了钢卷温度自动控制，且使用效果良好。     

Q355D热轧H型钢的CCT曲线及冲击性能

利用膨胀法结合金相-显微硬度法,在Glebble-3500热模拟试验机对Q355D热轧H型钢的连续冷却转变规律进行研究,并绘制了静态连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明,从CCT曲线可以看出,在冷速小于1℃/s时,组织是铁素体和珠光体,冷速在1～10℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体,冷速在20～50℃/s时,组织为针状铁素体+贝氏体+马氏体;随着冷却速率的增大,Q355D热轧H型钢的硬度增大,硬度由171 HV0.2增大至301 HV0.2。依据CCT曲线来制定不同轧制试验方案,当总压下量为75%、应变速率0.3 s^-1、变形温度1150℃时,试验钢铁素体晶粒尺寸为8.13μm,-20℃冲击吸收能量为146 J,性能最优。     

层流冷却水Cl-浓度和pH值对热轧带钢表面质量的影响

层流冷却水直接喷射到热轧带钢表面,对带钢的表面质量有较大影响。通过对标,武钢某热轧厂层流冷却水Cl-浓度、pH值均偏高。本文实验研究了层流冷却水Cl-浓度、pH值等对热轧带钢表面质量、氧化铁皮结构和厚度以及室温存放的影响。提出了冷却水Cl-浓度应控制在100 mg/L之内、pH值应控制为7.0～8.0,这样能够有效地降低带钢表面的腐蚀速率,减少带钢表面缺陷。     

提高薄规格带钢卷取温度控制精度的措施

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数之一,受头尾板形、速度变化等因素影响,薄规格带钢卷取温度控制较为困难。首钢京唐钢铁联合有限责任公司1 580 mm热轧生产线采用优化钢种族、差异化的目标卷取温度策略和干头温度补偿等手段,较好地提高了薄规格带钢卷取温度控制的稳定性和头尾温度控制的精度。     

热轧板带生产中红鳞与铜脆缺陷的形成机理及控制研究进展

红鳞与铜脆缺陷是热轧带钢生产过程中的常见缺陷,尤其是高硅钢种的红鳞缺陷,一直是困扰带钢表面质量的重要原因之一。笔者精选了近几十年来日本等国家的学者关于红鳞与铜脆缺陷的部分研究进展,对相关研究的方法、内容、技术思路进行了整理,编撰成文,以飨读者。同时,结合笔者自己的研究经验与理解,对传统红鳞缺陷形成机理的疑点进行了剖析,供读者参考。     

Precipitated phases and thermodynamic analysis during solidification of Al-Fe-X system at slow cooling rate

1　INTRODUCTIONItisanimportantcharacteristicsthattherearelotsofexcellentthermalstablephasesinrapidsolidi fiedheatresistantAlalloys[16 ] .Strengtheningphas esinthesealloysmusthave goodstabilizationofstructureandheat resistance .IntheheatresistantAlalloys,thereismutualinteractionbetweenthealloyelementsandAlmatrix ,whichyieldsdifferenteffectsonthemicrostructuresand properties .Generally ,someaddingelementswithlowdiffusioncoefficientandlimitedsolidsolutioninthealuminiumcanformintermetallicco…     

热轧无缝钢管控制冷却关键技术的开发与工业应用

在线控制冷却技术是热轧无缝钢管领域长期以来的重点攻关方向之一。采用有限元方法和中试试验验证,开发出合理的热轧钢管控制冷却喷环结构。结合产线特点,研制出控制冷却工艺布置和工业化装备。在此基础上,开发了钢管长度方向头端、尾端和内外壁的冷却均匀化控制策略,以及提高换规格时钢管控冷命中率的动态自适应算法,进一步提高了热轧无缝钢管在线冷却过程的控温精度和温度均匀性。工业生产应用表明,上述技术及装备满足了结构管、管线管、套管的在线控温冷却和直接淬火需要,实现了高质化、短流程工业生产,取得良好效果。     

短流程热轧带钢拉窄问题分析及改进

针对唐钢FTSR短流程热轧产线带钢拉窄问题,根据拉窄发生的位置将其分类为带钢头部拉窄、带钢后半段拉窄和带钢尾部拉窄.对现场张力设定、张力反馈、头部穿带过程及轧机抛钢过程进行了分析,确定了造成带钢拉窄的原因,即带钢头部张力控制偏高,导致带钢头部拉窄;R2和F1之间使用无活套的张力控制,计算的张力并不能真实反映出中间辊道带...