GCr15轴承钢Ca-Mg-Al-O系夹杂物生成热力学研究

基于FactSage热力学软件模拟了1 560℃时GCr15轴承钢钢液中[Ca]、[Al]、[Mg]、[O]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:[Ca]含量增加,高熔点钙铝酸盐夹杂向CaO·Al_2O_3和CaS(s)方向转变。[Al]含量的增加,钢中夹杂物由a-Ca_2SiO_4向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。[Mg]含量增加,钢中夹杂物的由a-Ca_2SiO_4、CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3、MgO方向转变。[O]含量的增加,钢中夹杂物由CaS、MgO向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。     

60Si2Mn弹簧钢连铸坯夹杂物研究

采用非水溶液电解法分离60Si2Mn钢中夹杂物,运用扫描电子显微镜观察和能谱扫描方法,对连铸坯中夹杂物的数量、尺寸、组成进行了分析。研究表明,由于钢包下渣及中间包卷渣引入的大于100μm的大型夹杂物占夹杂物总量的39.8%,是影响连铸坯质量的重要因素。     

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%。     

焊缝内夹杂物的热力学分析

采用Ｘ射线能谱仪（ＥＤＡＸ），扫描电镜（ＳＥＭ），电子探针（ＥＰＭＡ）以及微粒分析仪（ＭＰＡ）实验手段和热力学分析方法，研究了轻稀土合金对焊缝金属内夹杂物的冶金作用。结果表明，轻稀土合金过渡到焊缝后，起着净化和变质处理作用。而且，它的脱氧作用比其脱硫作用要强。     

439铁素体不锈钢夹杂物形成热力学计算及形貌分析

对439铁素体不锈钢中各种夹杂物形成的热力学条件进行了分析,采用金相显微镜和扫描电子显微镜结合面扫描对夹杂物的类型和形貌进行分析。结果表明,钢液中少量Al的存在扩大了Al₂O₃的生成优势;少量Mg与Al反应生成镁铝尖晶石;钢中TiN的析出与Ti的氧化都与钢液中Al的含量有关。根据试验观察结果可知,Ti单稳和Ti、Nb双稳定条件下铁素体不锈钢中夹杂物的分布和类型存在一定的差异。     

计算热力学在钢中非金属夹杂物研究中的应用

简要介绍了采用计算热力学方法分析钢中非金属夹杂物形成过程中涉及到的多元多相体系的热力学模拟。尝试应用Thermo-Calc软件系统对非金属夹杂物的形成热力学进行了探讨。指出,尽管Thermo-Calc软件具有较强的实用性,但为了拓宽该软件的工业应用前景,应对其中的SLAG数据库进行必要的完善。     

硫含量对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

基于FactSage热力学软件模拟了GCr15轴承钢钢液中[S]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:1 560℃时,钢液[S]含量小于0.01%可减少MgO和CaS夹杂生成;[S]含量低于0.005%可抑制CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3转化;钢液硫含量增加,大部分夹杂物开始析出温度增加;钢液硫含量低于0.006%可降低高熔点夹杂物最终析出量;高于0.006%后MnS夹杂及夹杂物析出总量大幅增加。     

球墨铸铁中含Ti夹杂物的研究

借助扫描电镜观察球铁中夹杂物并对其进行能谱分析,结合热力学计算结果研究了球铁中钛元素的热力学、动力学行为和含Ti夹杂物的组成、形貌、尺寸及分布状态.结果表明:在1 373～1 873 K,球铁中能够形成TiC、TiN、TiS、TiO2、Ti2O3和Ti3O5夹杂物,其中氧化物最易形成,其次为硫化物、氮化物和碳化物;球铁中存在TiC单相夹杂物,Ti-La-Ce-Mg-C-N-S稀土复相夹杂物和Ti-Mg-Si-C-N、 Ti-V-Si-C等复相夹杂物,夹杂物以多边形为主,尺寸在1～3 μm,分布在珠光体与铁索体基体中,少量夹杂物分布在晶界处.在钛与稀土元素的中和反应和含钛氧化物与碳的还原反应共同作用下,球铁中能形成大量富集稀土元素的含Ti复相夹杂物.     

稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物的变质作用

采用电镜和金相等手段，对加稀土氧化物和不加稀土氧化物的堆焊金属中的夹杂物进行了研究，结果表明，稀土氧化物能细化堆焊金属中的夹杂物，减少了尺寸大的夹杂物数量，使其尺寸分布在8μm以下，同时，稀土氧化物能够改善夹杂物的形状，减少了形状系数大的长条状夹杂物数量，使形状系数接近为1的夹杂物较多。稀土氧化物还能变质堆焊金属中夹杂物的属性，可以形成铝、硅、镧的氧化物夹杂和铝、硅、镧的硫氧化物夹杂，并且减少了有害的硫化锰和铝、锰、钛复合夹杂物在堆焊金属中的存在。     

稀土Ce含量对4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的变质作用

为探究Ce元素对热作模具钢中夹杂物的影响及其作用机理,用场发射扫描电镜(SEM/EDS)和附带的夹杂物自动分析系统对不同Ce含量的4Cr5MoSiV1钢中夹杂物的类型、形貌、数量、尺寸及其分布进行观察和统计分析。结果表明,不含Ce的试样中夹杂物不仅数量多、平均尺寸较大且形状不规则,主要类型为Mg-Al-O类、MnS和Mg-Al-O外覆盖MnS的夹杂物;随Ce含量的增加,试样中的夹杂物有数量和平均尺寸减小、并变质为球形稀土硫氧化物的趋势。当钢中Ce含量为0.0070%时,夹杂物的数量最少,平均尺寸最小;继续增加稀土Ce含量到0.0120%时,会形成更多的硫氧化物夹杂,且夹杂物有数量增多、平均尺寸增大的趋势。随着凝固过程的进行,Ce主要以稀土硫氧化物形式存在试验钢中,60%以上的夹杂物会被凝固前沿推动,且最终留在晶界附近。     

510L汽车大梁钢低熔点夹杂物形成的热力学及其控制研究

结合某厂510L汽车大梁钢生产试验,通过Factsage6.2热力学软件计算SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO四元系的相图以及低熔点区,探讨了SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO系低熔点夹杂物生产条件以及钢液成分控制范围。结果表明,若使510L汽车大梁钢夹杂物成分控制在Si O2-Al2O3-Ca O-(5~10%)Mg O系低熔点区域,夹杂物目标成分为0~5.8%SiO_2、43.5%~53.1%CaO、40.2%~55.9%Al_2O_3和5%~10%MgO。与之平衡的钢液中铝含量为0.010%以上,钙含量12×10-6,氧含量在0.000 5%以内。     

不同脱氧工艺对弹簧钢中非金属夹杂物的影响

在工业条件下采用两种不同脱氧和精炼工艺生产弹簧钢,通过光学显微镜和扫描电镜对弹簧钢连铸坯中非金属夹杂物进行研究。通过比较不同的脱氧工艺,对钢中的非金属的数量、尺寸、形貌及成分进行讨论,并提出预防措施。     

稀土元素对硬线钢中夹杂物的变性处理

提出了利用稀土元素对硬线钢进行净化钢液、变性夹杂的设想,对稀土元素脱氧的热力学数据进行了计算,认为稀土元素是很强的脱氧剂,其脱氧能力要强于铝;并对钙处理和稀土处理夹杂物的两种方法进行了比较.计算结果认为:稀土元素可以与钢液中的氧化铝作用生成塑性的稀土铝酸盐夹杂物,有望成为高品质硬线钢变性处理的一种方法.     

含Ti不锈钢中氮化钛夹杂的研究

TiN是含Ti不锈钢中的主要夹杂,其数量和分布与浇注方法密切相关,它在钢水中具有一定的上浮能力,并在上浮过程中逐渐长大。钢中夹杂形成的顺序为氧化物、氮化物和硫化物。     

铸钢件裂纹与钢中夹杂物关系及减少措施

钢中夹杂物是铸钢裂纹产生的主要原因,同时对钢的质量和力学性能等有很大影响,必须严格控制.外来夹杂物可以根据其来源采取相应措施加以去除,而内生夹杂物却需通过脱氧工艺及钙处理工艺新技术加以控制.在冶炼过程中,要加强时脱氧、脱硫、去夹杂物、去气体等冶炼操作,并在炉后钢包内采取必要的措施,如加稀土进行变质处理等来改变夹杂物的形状,减少夹杂物,以降低铸钢裂纹倾向.     

国产与进口弹簧钢的组织与力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪,以及拉伸试验机分别对国产和进口两种弹簧钢钢板的成分、显微组织和断口形貌及夹杂物、应力应变曲线进行分析。结果表明,两种弹簧钢钢板组织均为铁素体+珠光体+碳化物,进口钢板的显微组织比较细小均匀;国产钢板中含有较多的SiO2、MnS及Al2O3夹杂,尺寸小于10μm,断口形貌上存在解理台阶及沿晶裂纹;国产钢板的屈服强度和抗拉强度均高于进口钢板,伸长率和断面收缩率低于进口钢板。     

示踪剂试验观察钢中夹杂物

电炉冶炼的钢材经常出现高倍夹杂物,通过在不同工序加入示踪剂,利用高倍照相和电镜扫描等检验手段分析其形成过程,为冶炼过程中控制夹杂物的产生提供依据。     

LPC稀土对ZG25CrNiMo夹杂物改性的研究

设计了不同含量LPC稀土的25CrNiMo铸钢,采用光学金相显微镜对夹杂物数量、大小进行了定量地分析,并配合使用扫描电镜和能谱对MnS、氧化物类夹杂物形貌、性质、成分作了微区域分析。结果表明,该稀土的确对相关夹杂物有变质改性的作用。     

S53钢中显微夹杂物分析

针对某钢厂丰田钢S53综合探伤合格率不足60%的情况,分析各工序T[O]、[N]的演变规律,采用示踪分析法对显微夹杂含量进行系统分析。钢材全氧T[O]的平均值为11.2×10-4%,[N]平均含量为53.8×10-4%。铸坯中显微夹杂物主要为CaO-Al2O3夹杂和MnS夹杂。头坯中夹杂物数量的平均值为3.05个/mm2,正常坯中夹杂物数量的平均值为1.924个/mm2,铸坯的洁净度达到了较高的水平,夹杂物在结晶器内有一定的去除效果。     

含夹杂坯料镦粗的有限元分析

采用有限元数值模拟方法分析不同镦粗工艺对夹杂物的弥散作用。建立了常用的平砧镦粗、锥形砧镦粗和凹面砧镦粗等3种计算模型,通过对镦粗过程中夹杂物的应力应变集中程度、基体损伤值、夹杂物间距的结果分析,认为锥形砧镦粗工艺最好。