超低碳钢精炼过程中Fe-Al-Ti-O类复合氧化物夹杂的演变与控制

超低碳钢是一种重要的汽车用钢材料,钢中通常添加钛元素,使其形成析出物,提高钢材的深冲性.然而钛元素作为一种脱氧能力较强的元素,进入钢液中通常首先形成氧化物.为了减少含钛氧化物夹杂的生成,基于"转炉—RH—连铸"的超低碳钢生产流程,对RH精炼过程进行系统取样,分析了铝脱氧剂加入后及合金化元素钛加入后的氧、氮气体含量变化及夹杂物特征变化,并使用FactSage热力学计算软件对Fe-Al-Ti-O夹杂物稳定相图进行计算.研究结果显示,含钛类氧化物夹杂通常以Al_2O_3类夹杂物作为形核质点,对其形成包裹状夹杂物.若避免含Ti夹杂物的生成,当钢中Ti质量分数为0. 1%时,钢中溶解Al质量分数应在0. 01%以上.对含钛氧化物的生成及长大流程进行研究,通过对Al_2O_3夹杂物及Ti_2O_3夹杂物粗化率的计算及附着功的比较可知,Ti_2O_3夹杂物在1600℃时的熟化生长速率较Al_2O_3较大且Ti_2O_3夹杂物与Al_2O_3夹杂物相比不容易相互碰撞融合并从钢液中去除.若提高精炼过程中的氧化物夹杂物去除率,应严格控制含钛氧化物类夹杂物的生成.     

镁对H13模具钢中夹杂物变性的影响

本文研究了镁对H13模具钢中夹杂物的影响,对H13钢中夹杂物的变性进行了热力学计算,分析了镁对夹杂物成分、形貌和粒径分布的影响。结果表明,镁处理H13钢后,夹杂物由Al2O3转变为MgO·Al2O3,复合型夹杂物的析出位置也发生了改变,夹杂物粒径变小。镁处理使钢中1μm左右的夹杂物增多,2μm以上的夹杂物减少,随着镁含量的升高,粒径的变化更明显。铝质量分数为0.01%⁰.03%的H13钢中,微量的镁就可促使MgO·Al2O3夹杂物形成,镁质量分数超过1×10-4会导致H13钢中MgO·Al2O3完全消失,镁质量分数在3×10-50.03%的H13钢中,微量的镁就可促使MgO·Al2O3夹杂物形成,镁质量分数超过1×10-4会导致H13钢中MgO·Al2O3完全消失,镁质量分数在3×10-5⁵.5×10-5时钢液中镁铝尖晶石的数量达到最多。     

稀土-镁复合处理对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

为了尽可能的去除钢中大颗粒的夹杂物,在实验条件下通过向GCr15轴承钢中添加适量镁、稀土对夹杂物进行改性,并利用Aspex夹杂物自动分析仪和扫描电镜对钢中改性后的夹杂物尺寸、类型、形貌等进行了观察、分析,研究了稀土-镁复合处理对夹杂物的影响规律.研究结果表明,对轴承钢中加入微量镁处理,可将未进行镁处理钢中的MnS-Al_2O_3、MnS、Al_2O_3夹杂改性为以含硫、镁复合夹杂物为主,同时包含少量Al_2O_3、镁铝尖晶石夹杂.进一步采用稀土-镁复合处理后,钢中的夹杂物转变为主要以含Re-S-O夹杂物为主,Al_2O_3、MnS、镁铝尖晶石夹杂逐步消失,且夹杂物成球状分布,绝大多数夹杂物在5μm以下.稀土-镁复合处理轴承钢后,10μm以上的大颗粒夹杂物大大降低,钢中的夹杂物明显得到细化.钢中镁含量不变时,随着稀土含量的增加,大颗粒夹杂物比例明显下降.而在稀土含量相近的情况下,增加钢中的镁含量也有利于大颗粒夹杂物的去除.稀土-镁的相互作用进一步促进了夹杂物的细化.     

高级优质刃具模具用钢T12的研制

采用顶底复吹转炉、LF超高功率精炼、VD真空炉、R10 m五机五流方坯连铸、型材轧机等工艺设备生产刃具模具用钢T12,通过转炉采用"高拉补吹"、无渣出钢技术,LF炉采用高铝精炼渣系造渣脱氧技术,优化连铸工艺参数及轧制温度、速度等措施,生产出高级优质刃具模具用钢T12各项指标满足客户技术要求。     

Mn对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

研究锰元素对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响,锰质量分数的变化范围为0. 93%～1. 26%.分别采用化学腐蚀法、动电位极化法研究双相不锈钢2205的耐腐蚀性能,采用夹杂物自动分析技术研究锰对钢中夹杂物种类及数量的影响,通过扫描电镜、能谱及夹杂物原位分析法观察化学腐蚀及电化学腐蚀前后钢中夹杂物及其周围钢基体的变化情况.采用电感耦合等离子体发光光谱测定腐蚀产物的成分.研究结果表明,不同类型的夹杂物对耐腐蚀性能的影响不同,(Mn、Si)氧化物以及(Mn、Si、Cr)氧硫化物在腐蚀液中更易溶解进而促进腐蚀,而(Cr、Mn、Al)氧化物却很稳定.锰的加入会促进钢中(Cr、Mn、Al)夹杂的析出,此类夹杂物不仅自身很容易被含Cl离子的溶液腐蚀,而且作为点蚀的起始点,促进了点蚀坑的形成,加快了基体腐蚀,最终导致不锈钢耐点蚀性能的下降.     

钢中液态夹杂物聚并行为的数学物理模拟

基于相似原理,采用水模拟钢液,用有机试剂模拟钢液中液态非金属夹杂物,同时采用数值仿真方法共同研究了夹杂物种类、两相间界面张力及黏度对于液滴聚并过程的影响规律.结果表明,夹杂物液滴间的聚合趋势与其自身的物理性质有紧密联系,其中液滴相与连续相之间的界面张力会促进其相互聚并,而液滴相的黏度则正相反,在液滴聚并过程中起抑制作用.因此,通过改变液态夹杂物与高温钢液之间的界面参数以及黏度参数,有望达到聚合或分散的控制目标,进而实现夹杂物尺寸的灵活控制.     

浅析《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T 10561-2005)新标准

介绍《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》新标准的采标程度、范围、原理取样方法、夹杂物的测定及结果表示等内容,并与旧标准进行对比.执行新标准可使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨.     

CO_2作为RH提升气的冶金反应行为研究

钢液真空循环脱气法(RH)精炼能够利用高真空和钢液循环流动有效脱气和去除夹杂物.同时,炼钢环境下CO_2可与钢液中[C]反应生成CO提高搅拌强度.因此,本文提出将CO_2作为RH提升气进行真空精炼.针对CO_2在RH精炼过程的冶金反应行为特性,通过热力学理论分析了极限真空条件下CO_2脱碳的有利条件及限度,同时搭建了CO_2作RH提升气工业试验平台,通过工业试验对比研究了CO_2/Ar分别作提升气时对钢液精炼过程的影响.结果表明,若单纯考虑CO_2与碳反应,则当钢液中[C]低于1.8×10-6,CO_2仍然具有氧化碳元素的能力.然而,CO_2对钢液中碳铝元素存在选择性氧化,当铝含量低于一定程度时,CO_2主要参与脱碳反应;反之,CO_2则会造成一定铝损,因此若采用新工艺需考虑铝合金加入时机以及加入量.此外,CO_2用作RH提升气可获得与Ar效果相当甚至更优的脱氢效果,喷吹同等量CO_2并未造成钢液的大幅温降,因此CO_2完全有潜力作为RH提升气,进而完成精炼.     

浅析《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB／T 10561-2005)新标准

介绍《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》新标准的采标程度、范围、原理取样方法、夹杂物的测定及结果表示等内容,并与旧标准进行对比。执行新标准可使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。     

高强度大螺栓钢超高周疲劳失效分析

螺栓是机械领域广泛应用的机械零件。采用20 k Hz超声波疲劳振动试验机对高强度大螺栓钢(U20S i2钢)进行疲劳测试,并观察其试样的疲劳断口形貌,分析其疲劳失效机理。结果表明,U20S i2钢在超高周(≥107)阶段的疲劳起裂以内部非夹杂起裂为主。非夹杂起裂主要发生在粗大的软相组织(贝氏体)处。提出应从控制夹杂物和改善内部组织两方面着手,避免高强度大螺栓钢的超高周疲劳失效。