含Zr钢中夹杂物对低温韧性的影响

采用定量金相法研究了含 Zr钢中夹杂物的大小、分布及其对低温韧性的影响 ,用透射电子显微镜 (TEM)分析了夹杂物的类型 ,并用扫描电子显微镜分析了试验钢断口形貌。研究结果表明 ,N /Zr比值和 2 O/Zr比值及锆含量对夹杂物的组成具有重要影响 ;N /Zr>0 .15时 ,钢中夹杂物以 Zr N为主 ;N/Zr<0 .15时 ,钢中夹杂物以 Zr O2为主 ,同时还含有一些含有 Mn S、Al2 O3的复合夹杂物。随着单位面积夹杂物的颗粒数增加 ,断裂特征由韧性断裂和脆性断裂变为完全脆性断裂。     

钛、锆脱氧对钢中夹杂物及组织的影响

通过采用锰铁、硅铁合金预脱氧,钛、锆单独或复合终脱氧的脱氧制度,研究了某低碳钢种脱氧后,钢中夹杂物的形貌、成分、尺寸分布情况。结果表明:采用Zr、Ti脱氧可以获得尺寸较小且数量较多的夹杂物粒子,加Ti后试样中的夹杂物主要为TixOy,Al2O3,MnS的复合夹杂;加Zr试样,钢中夹杂物主要为ZrxOy,SiO2,Al2O3,MnS系复合夹杂;复合添加Ti、Zr的试样,其夹杂物主要为ZrxOy,TixOy,SiO2,Al2O3,MnS复合夹杂物。Zr,Ti复合氧化物粒子能促进晶内针状铁素体形成。     

齿轮钢锻件关键区域氧化物和硫化物夹杂的分布特征

齿轮是机械传动的关键结构部件,为了改善齿轮的服役性能,提高疲劳寿命,需要清楚齿轮钢中的夹杂物类型、数量、尺寸、分布。采用夹杂物自动扫描仪、氧含量分析手段、扫描电镜对齿轮钢锻件不同位置进行夹杂物评估。结果表明:铸件中心位置TO质量分数较高,为10×10~(-6),对应小尺寸夹杂物数量较多,而大尺寸夹杂物在关键区域的分布较多。钢中氧化物夹杂主要为Al_2O_3、Al_2O_3复合类的尖晶石和钙铝酸盐复合夹杂物,且尺寸较大,分布不均匀,对齿轮钢关键区域的影响较大。钢中硫化物夹杂分布均匀,尺寸较小,热力学计算表明,该类夹杂在凝固过程中凝固率g0.44时,MnS开始析出,通过控制硫化物夹杂析出及分布有助于改善齿轮钢质量。     

齿轮钢锻件关键区域氧化物和硫化物夹杂的分布特征

摘要：齿轮是机械传动的关键结构部件，为了改善齿轮的服役性能，提高疲劳寿命，需要清楚齿轮钢中的夹杂物类型、数量、尺寸、分布。采用夹杂物自动扫描仪、氧含量分析手段、扫描电镜对齿轮钢锻件不同位置进行夹杂物评估。结果表明：铸件中心位置TO质量分数较高，为10×10-6，对应小尺寸夹杂物数量较多，而大尺寸夹杂物在关键区域的分布较多。钢中氧化物夹杂主要为Al2O3、Al2O3复合类的尖晶石和钙铝酸盐复合夹杂物，且尺寸较大，分布不均匀，对齿轮钢关键区域的影响较大。钢中硫化物夹杂分布均匀，尺寸较小，热力学计算表明，该类夹杂在凝固过程中凝固率g＞0.44时，MnS开始析出，通过控制硫化物夹杂析出及分布有助于改善齿轮钢质量。     

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。     

含硫含铝钢浇铸结瘤原因分析及改进

对含硫含铝齿轮钢连铸结瘤原因进行了分析,并通过工艺优化改善了钢水可浇性,得出如下结论:1)含硫含铝齿轮钢中CaS与高熔点的Ca-Al-Mg-O复合夹杂物是引起浇铸结瘤的主要原因;2)变性处理及喂入硫线后,夹杂物化学成分及液化程度主要受钢中氧硫比决定,提高钢中氧含量有利于提高夹杂物中CaO比例,改善钢水可浇性;3)采用弱脱氧工艺,夹杂物中CaO比例明显提高、CaS比例大幅降低,可显著改善含硫含铝齿轮钢钢水可浇性,连浇炉数由2~4炉提升至7炉以上。     

Ti-Al复合脱氧钢中夹杂物的析出行为及对钢的组织的影响

利用光学显微镜和扫描电镜、透射电镜对Ti-Al复合脱氧钢中夹杂物的析出行为进行了研究。结果表明：在Ti-Al复合脱氧钢熔炼试验中,通过采取钢熔化后先加碳、硅、锰、铌进行预脱氧,再加铝进行脱氧,最后再加钛进行终脱氧的脱氧合金化处理方式,钢中产生的夹杂物主要为Ti-Al复合夹杂物或Ti-Al-Mn等复合夹杂物,夹杂物尺寸为1-3μm,分布比较均匀。这些分布较均匀的细小夹杂物引起了周围钢组织的高密度位错,诱导了大量晶内针状铁素体的形成,细化了钢的组织,提高了性能。     

钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

通过取样检测结合热力学计算,分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明,钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al2O3、SiO2及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al2O3、MgO·SiO2和Al2O3夹杂物被精炼渣吸收,改性去除了钢中大尺寸Al2O3夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和(或)CaS的Al2O3-SiO2类夹杂。硫化物在MgO-SiO2类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢中不同形貌的AlN夹杂物呈多尺度分布,钙处理对大尺寸AlN的析出特性影响不大。氧硫化物及其与AlN复合析出并定向长大的过程,与其晶体结构有关。氧化物夹杂的硫容量决定了其与硫复合的难易程度。钙处理钢中CaS在氧化物表面呈局部包裹析出和局部吸附析出。     

Ce对IF钢显微组织和力学性能的影响

采用向IF钢中添加微量Ce元素的方法,研究不同Ce含量对IF钢组织和性能的影响。借助于金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸试验机等检测手段,对添加Ce的IF钢的显微组织、夹杂物和力学性能进行了表征和分析。结果表明,IF钢中加入微量Ce可明显改善钢的显微组织,晶粒得到细化,且随着Ce含量的增加,分布更加均匀;同时钢中夹杂物得到变性,由原来多边形的Al2O3和TiN复合夹杂转变为椭球状或球状的含Al、Ti的稀土复合夹杂。钢中Ce含量达到0.0042%时,其抗拉强度、屈服强度、延伸率及洛氏硬度比未加Ce的IF钢分别提高了44%、37%、13%和59%。     

钙处理对成品无取向硅钢夹杂物特性的影响

通过取样检测结合热力学计算,分析了钙处理对成品无取向硅钢中夹杂物特征及硫化物夹杂的析出机制的影响。结果表明,钢中尺寸大于3μm的有害夹杂物主要是AlN、MgO-SiO_2、CaO-Al_2O_3-SiO_2类复合夹杂物及其与MgS、MnS、CaS的复合析出物。钙处理钢中没有检测到单独的Al_2O_3、SiO_2及铝酸钙类夹杂物。钙处理钢中形成的液态3CaO·Al_2O_3、MgO·SiO_2和Al_2O_3夹杂物被精炼渣吸收,改性去除了钢中大尺寸Al_2O_3夹杂物。钙处理钢中尺寸大于3μm的氧化物夹杂主要是含CaO和(或)CaS的Al_2O_3-SiO_2类夹杂。硫化物在MgO-SiO_2类氧化物表面的析出有利于其形貌趋于规则。钢中不同形貌的AlN夹杂物呈多尺度分布,钙处理对大尺寸AlN的析出特性影响不大。氧硫化物及其与AlN复合析出并定向长大的过程,与其晶体结构有关。氧化物夹杂的硫容量决定了其与硫复合的难易程度。钙处理钢中CaS在氧化物表面呈局部包裹析出和局部吸附析出。     

锆处理低碳低合金高强度钢的杂质控制

针对传统工艺技术生产的高强度低合金钢(HSLA)中杂质较高、性能不稳定等缺陷,改进了冶炼及连铸过程中一些工艺,形成了一套自主操作技术.生产的锆处理HSLA钢杂质含量显著降低,加入合金元素锆经改进工艺生产的钢板中夹杂物的大小、形态及分布均得到了明显改善,形成颗粒细小、圆形或近圆形、呈弥散分布的夹杂物.经电子探针和能谱分析表明,夹杂物一般是由Ti2O3、Al2O3、ZrO2及MnS组成的复合夹杂物,Ti2O3、Al2O3、ZrO2位于复合夹杂物的中心部位,MnS位于外层.锆处理和新工艺联合应用有效地改善了钢中夹杂物的特性,生产的HSLA钢板质量大幅度提高,具有良好的力学性能.     

Inclusion behaviour in aluminium-killed steel during continuous casting

The inclusion behaviour during continuous casting were investigated in ultra low carbon (ULC) and high strength low alloy (HSLA) steels. From tundish to cast slabs, the total oxygen (T.O) content decreased from 19 to 12?ppm, 12 to 11?ppm in ULC steel and HSLA steel, respectively. The number density of inclusions in ULC decreased by about 40%, while it kept almost constant in HSLA steel during casting. A simple calculation on the T.O removal agreed well with the measured value, which showed that T.O removal was much larger through mould flux absorption than nozzle attachment. The T.O removal in ULC steel is substantially higher than that of HSLA steel due to the fact that alumina particles in ULC steel tend to agglomerate easier than calcium aluminates in HSLA steel, which facilitates inclusion removal to the mould powder.     

高强度低合金钢热轧板形综合控制技术

 随着高强度低合金钢的广泛应用,高强度低合金钢的板形问题,特别是带钢出口凸度大问题,越来越受到关注。为了解决该问题,从辊形、模型、工艺3方面着手,在涟钢2250热连轧机综合采用优化工作辊CVC辊形及配套变接触支持辊VCRplus辊形,改进凸度反馈控制模型参数,优化精轧负荷分配等技术,显著提高了高强度低合金钢的板形控制效果,高强度低合金钢的平均凸度命中率提高了37.98%,尤其是对于超厚规格带钢,凸度命中率由原来的25.48%提高到95.89%,同时上游机架的综合辊耗降低了23.29%,延长了轧辊的使用寿命,创造了显著的经济效益。     

Correlation of Fractographic Features with Mechanical Properties in Systematically Varied Microstructures of Cu-Strengthened High-Strength Low-Alloy Steel

Fracture is often the culmination of continued deformation. Therefore, it is probable that a fracture surface may contain an imprint of the deformation processes that were operative. In this study, the deformation behavior of copper-strengthened high-strength low-alloy (HSLA) 100 steel has been investigated. Systematic variation of the microstructure has been introduced in the steel through various aging treatments. Due to aging, the coherency, size, shape, and distribution of the copper precipitates were changed, while those of inclusions, carbides, and carbonitrides were kept unaltered. Two-dimensional dimple morphologies, quantified from tensile fracture surfaces, have been correlated to the nature of the variation of the deformation parameters with aging treatment.     

夹杂对高强钢超高周疲劳行为的影响

概述了夹杂对高强钢超高周疲劳行为影响研究的进展,探讨了临界夹杂尺寸和零夹杂钢的疲劳特性,得出夹杂尺寸对S-N曲线特性的影响.建议采用新的统计方法评估钢中夹杂尺寸、分布及其对疲劳强度的影响.     

电弧增材制造HSLA钢的组织演变行为与力学性能

 电弧增材制造是成形高性能HSLA钢构件的重要新方法。为了明晰HSLA钢在电弧增材制造时的组织演变行为,研究了构件在堆积成形时的温度场、热循环、热影响区分区及其组织转变。结果表明,电弧增材制造过程中,HSLA钢堆积金属包含凝固区与热影响区,热影响区可分为粗晶区、正火区和回火区。凝固区在热循环作用下先后转变为粗晶区、正火区,最终成为回火区;同时,堆积金属中的残留铁素体晶核、夹杂物附近的高密度位错、铁素体感生形核、第二相质点钉扎晶界和连续动态再结晶共同促进组织细化,使粗大的柱状晶、块状铁素体、侧板条铁素体以及少量针状铁素体、珠光体演变为细小的等轴铁素体和珠光体,有利于提高构件强韧性并抑制力学性能各向异性。构件垂直与水平抗拉强度分别为519.6、520.8 MPa,-20 ℃冲击功分别为124.7、122.1 J。     

钛处理钢凝固后夹杂物的析出行为

 利用扫描电镜和能谱分析研究了钛处理钢凝固结束后钢中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布,并考查了加钛前后钢中夹杂物行为变化。研究表明通过钢液加钛处理,凝固结束后钢中夹杂物主要为以含钛复合氧化物为核心、外包硫化锰的复合质点,它们尺寸较小(2~3 μm),形状为球形,不易受力变形,可望成为钢中铜弥散化非均质形核的有效质点。     

Dynamic Strain Aging of Various Steels

The dynamic strain aging characteristics of two dual phase steels, a high strength low alloy (HSLA) steel, a 1008 steel and an interstitial free (IF) steel were determined from tensile properties at temperatures in the range 295 to 460 K (22 to 187 °C) and strain rates between 6 × 10^-6 to 10^-2s^-1. All except the IF steel were found to be susceptible to dynamic strain aging, as evidenced by increases in tensile strength. The largest positive change was observed in the 1008 steel while the dual phase and HSLA steels showed much smaller increases. Also, large decreases (up to 75 pct) in uniform elongation were noted for the 1008 steel while the decreases were minimal for the dual phase and HSLA steels. The IF steel did not strain age and showed a slight increase in uniform elongation with increasing temperature. Based upon uniform elongation as an indicator of formability, formability might be improved in dual phase or HSLA steels by reducing the concentration of free interstitials in the ferrites through chemistry control.     

HSLA钢冶金工艺技术的进展

20世纪90年代以来,薄板坯连铸连轧技术及中厚板坯炉卷轧制工艺,进入了低合金高强度钢(HSLA)的生产流程;并在该流程中对HSLA钢热机械控制轧制工艺(TMCP)取得了不少有益的经验。目前薄板坯连铸连轧CSP(Compact Strip Production)工艺所开发的钢种有:(1)ECC、UCC和IF软钢;(2)高强度多相DP和TRIP钢;(3)X80级管线钢。介绍了薄板坯连铸连轧和中厚板坯炉卷轧制工艺开发的HSLA钢品种的工艺特点和工艺优化。     

Research and development of hot-rolled ultra-high strength steel at Baosteel

The effects of the composition and cooling process on the microstructures and properties of hot-rolled ultra-high strength low alloy(HSLA)steel,complex phase steel and martensite steel were studied in the laboratory.And S700MC and MP1200 ultra-high strength steels were trial produced at the 1 880 mm hot-rolling line of Baosteel.Compared with conventional hot-rolled high strength products,the idea that water is alloy was applied in the newly developed hot-rolled ultra-high strength steel.By the use of the economical composition design and controlled cooling after hot-rolling effectively,ultra-high strength steel of different steel grades can be obtained.