60Si_2Mn-Cr弹簧钢中夹杂物演变行为分析

针对某钢厂60Si_2Mn-Cr弹簧钢的生产工艺,取不同工位处的钢样,研究夹杂物的转变效果。实验表明:微铝工艺生产钢中的夹杂物逐渐转变为Al_2O_3-SiO_2-CaO-MgO复合氧化物夹杂,形状逐渐趋于球状夹杂物尺寸逐渐减小,最终铸坯中夹杂物的平均尺寸为4.6μm。通过热力学计算,得到了不同工位下夹杂物的SiO_2+CaO-MgO-MnO+Al_2O_3相图,在中间包和铸坯中的夹杂物大多数处于1500-1 600℃温度下的液相区,减小高硬度夹杂物的危害,提高了弹簧钢的质量。     

电解提取风电齿轮钢夹杂物研究

采用小样电解法对风电齿轮钢18CrNiMo7-6中的夹杂物进行了系统的分析检测,通过对齿轮钢中夹杂物的电解、提取、分离,较为完整地将钢中的夹杂物电解并收集,借助SEM-EDS对所收集的夹杂物进行了定性分析。结果表明:通过小样电解法可以较为完整地得到风电齿轮钢18CrNiMo7-6中夹杂物的三维形貌;Al2O3、Al2O3-SiO2类夹杂物多呈不规则多边形状,平均尺寸分别为29.7μm、15.81μm,A l2O3-MgO-CaO-SiO2复合类夹杂物通常为包裹形态的球状,平均尺寸为13.1μm,Ca O类夹杂物通常呈块状,平均尺寸为11.7μm,MnS类夹杂物形貌多呈长条状或纺锤状,平均尺寸为18.8μm,Ca S类夹杂物通常呈规则长条状,平均尺寸为9.2μm;与传统金相法相比,小样电解法在观察钢中夹杂物真实的三维形貌和尺寸时是更为行之有效的方法。     

不同冷却条件下钢中MnS夹杂物析出特性的研究

实验室以及工业试验研究发现冷却条件的不同对钢中MnS夹杂物特性变化的影响较大。研究结果表明:随着冷却速率的增加,MnS夹杂物的尺寸逐渐降低,析出的MnS的数量逐渐增加。通过实验获得的硫化物尺寸与冷却速率之间的关系式,可用于实际钢厂中硫化物的尺寸与取样方式之间关系的建立,运用此关系式,便可通过取样方式来估量硫化物的当量直径大小,提高夹杂物检测分析的效率。     

2205双相不锈钢边部裂纹成因分析

国内某厂研发并生产了2205双相不锈钢,但在轧制过程中常出现边裂现象。本文通过对边裂部位的断裂形貌的观察,断裂部位夹杂物特点以及正常部位金相组织的观察,逐步确定该钢边裂的原因。该钢中大型Al_2O_3夹杂物是导致轧制边裂的主要原因之一。通过分析原因,提出通过合理控制Ca处理中Ca的加入量和调节渣中Al_2O_3的活度来减少Al_2O_3夹杂物方法。     

CO_2保护浇注对45号钢钢水洁净度的影响研究

针对连铸过程中二次氧化的问题,某厂分别采用Ar和CO2保护浸入式水口,对比分析钢中洁净度水平,试验表明:在两种保护浇注条件下,钢中夹杂物去除情况较好,钢中夹杂物的面积百分比保持在10-5级别,保护浇注后为(4~5)×10-5,夹杂物粒径集中在1~5μm;夹杂物和大型夹杂物的类型及组成不变,采用CO2代替Ar进行保护浇注不会影响钢液洁净度,并且大型夹杂物平均质量减少可达16.6%。     

稀土耐热钢凝固过程中夹杂物析出的热力学分析

基于FactSage热力学软件的最小吉布斯自由能原理,系统研究了不同铈含量及钢液洁净度条件下耐热钢凝固过程中夹杂物的析出行为。结果表明：耐热钢中添加铈后,高熔点的Ce2O2S、 Ce2O3等夹杂取代了SiO2与MnS夹杂;在一定洁净度条件下, SiO2与MnS无法析出的铈含量分别为0.02%与0.03%;随着氧含量的增加,耐热钢中的夹杂物类型由Ce2O2S、 CeN、 CeS向SiO2、 Ce2O3转变,当氧含量大于0.006%时,钢中开始析出SiO2夹杂;随着硫含量的增加,耐热钢中的夹杂物类型由Ce2O2S、 CeN、 CeS、 Ce2O3向Ce2O2S、 MnS、 Ce2S3转变,当硫含量大于0.005%时, MnS夹杂开始析出。     

稀土处理对含铝中锰钢中夹杂物的调控机理

铝脱氧中锰钢精炼过程中易形成尖晶石类夹杂物,这类硬质夹杂物会恶化中锰钢的疲劳性能,易导致钢材功能失效引发事故。采用稀土Ce处理对中锰钢中尖晶石类硬质夹杂物进行改质处理。为了阐明夹杂物的改质机理,开展了高温模拟实验。实验结果表明,Ce处理后,尖晶石夹杂物转变为稀土夹杂物,且随着TO含量的降低,稀土夹杂物类型为CeAlO₃→CeAlO₃+Ce₂O₂S→Ce₂O₂S。铈对尖晶石夹杂物的变质机理为：铈添加到钢中后,尖晶石夹杂物中镁和铝不断被铈替代(含锰尖晶石夹杂物中锰优先被置换),尖晶石结构遭到破坏,从而形成CeAlO₃。当钢中氧含量低,相对硫含量较高时,钢中硫将参与置换反应,置换出夹杂物中的氧,因此尖晶石夹杂物和CeAlO₃夹杂物最终转变为Ce₂O₂S。最后通过热力学模型计算得出,将钢中尖晶石夹杂物完全改质为稀土夹杂物的最低铈含量与钢中氧含量呈线性关系,当钢中铈质量分数为氧质...     

高氮钢电渣重熔夹杂物控制研究

对高氮钢电渣重熔前后夹杂物进行对比研究,分析不同渣系和自耗电极氧含量对重熔后夹杂物的影响。研究发现,不同渣系对电渣钢的洁净度影响很大,适当提高w(Ca O)/w(Al2O3)可有效降低电渣锭中的夹杂物和全氧量。对高氮钢电渣重熔的脱硫进行研究,分析了不同渣系和熔炼速率对高氮钢脱硫率的影响,实验结果表明:电渣重熔后,硫化物夹杂的平均直径和单位面积数量大大减少,夹杂物的主要类型为Mn S+Al2O3复合型夹杂物,同时适度提高渣中Ca O含量实现提高硫分配比是提高脱硫效率的有效手段。脱硫动力学推导中发现重熔速率越低,脱硫效果越明显,但实验发现脱硫率随重熔速率的降低呈现先降低后升高的趋势,其原因在于渣池中发生硫化物富集,导致"回硫"现象发生。     

改善T91钢纯净度的相关研究

以某钢厂T91钢生产实践为依据,生产流程为60 t电弧炉→AOD→LF→VD→240 mm×240 mm方坯连铸。钢中存在两种夹杂物形态,尺寸分别为10~200μm的块状Al2O3夹杂和直径≤33μm圆球状夹杂物。分析夹杂产生原因结果显示,块状Al2O3夹杂是随LF炉精炼过程的钒铁合金化操作混入钢水中,通过将钒铁合金化操作前移到AOD出钢至LF炉精炼初期期间予以解决。而圆球状夹杂物是钢水中的镁铝尖晶石与炉渣结合后形成的,改善是将AOD出钢炉渣碱度提高至2.0以上,AOD出钢脱硫率达到90%以上,从而提高炉渣吸附夹杂能力。     

2205双相不锈钢硅铝复合脱氧的实验研究

在实验室进行了不同加铝量的2205双相不锈钢硅铝复合脱氧及钙处理的热模拟实验,研究了钢中铝含量对总氧含量和脱氧产物的影响。结果表明:在一定的加铝范围内,加入的铝粒越多,钢中酸溶铝Al S含量越高,最终的氧含量越低。未加铝粒的实验组中,脱氧阶段夹杂物类型为SiO_2-Al_2O_3-MnO和SiO_2-Al_2O_3-MnO-MgO。加入铝粒的实验组中,钢中w(Al_S)0.005 4%,脱氧阶段夹杂物为SiO_2-Al_2O_3-MnO和MgO-Al_2O_3,加入铝含量越多,SiO_2-Al_2O_3-MnO夹杂物成分中Al_2O_3的含量越多;w(Al_S)≥0.005 4%,脱氧阶段夹杂物只有MgO-Al_2O_3。当w(Al S)≤0.005 4%,钙处理后的夹杂物为CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO,加入铝量越多,夹杂物成分中Al_2O_3的含量越多;w(Al_S)=0.016%时,钙处理后的夹杂物为CaO-Al_2O_3-MgO。     

Comparative study of non-metallic inclusions on the critical size for HIC initiation and its influence on hydrogen trapping

In the present work, the critical crack nucleation size and the hydrogen trapping capability of inclusion were discussed with a numerical simulation considering the factors of inclusion/matrix heterojunction. The results showed that the inclusion composition had a significant effect on hydrogen capacity and its critical nucleation size of hydrogen-induced cracking (HIC). The MnS inclusions exhibited a larger critical size tolerance of HIC nucleation (approximately 2.5 μm), but for some typical oxide inclusions, it ranged between 0.1 and 0.4 μm. In addition, two sheets of steel containing different composition, morphology, and distribution of inclusions were studied by the standard-based test and thermal desorption spectroscopy (TDS) to evaluate the HIC susceptibility and hydrogen trapping behaviour. The results complementarily demonstrated that when controlling the non-metallic inclusions into the proper size and compound with MnS into the sphere, the HIC resistance of steel could be efficiently improved.     

LF炉精炼渣成分和粒度对Q345钢脱硫率的影响

在实验室利用MoSi2高温管式电阻炉研究了LF炉精炼渣的成分和粒度对Q345钢脱硫的影响.结果表明在精炼渣碱度较高的条件下（R=3～5）,随着碱度增大,脱硫率逐渐增加;w（Al2O3）在18％～28％,w（BaO）在6％～14％,w（CaF2）在0～10％的范围内,实验渣有一最佳脱硫率.在精炼渣成分不变的条件下,脱硫率随着精炼渣粒度的减小而升高.运用正交分析法对精炼渣进行优化,得出高碱度精炼渣的优化渣系为：R=5,w（Al2O3）=23％,w（BaO）=10％,w（CaF2）=5％.     

钙处理对2205双相不锈钢夹杂物的影响及热力学分析

针对某钢厂2205双相不锈钢的生产工艺,取钙处理前后的钢样,研究钙处理对夹杂变性的效果。实验表明:钙处理后钢中的Al_2O_3、MgO-Al_2O_3夹杂物逐渐演变为MgO-Al_2O_3-CaO-(CaS),部分处于1 873 K温度下的液相区内,夹杂物的形状更加规则,但是还有少数的夹杂物变性效果不理想。通过热力学计算,得到了1 873 K时的Ca-Al、Al-S平衡曲线,得出了为避免生成固态铝酸钙、CaS理论上应满足的条件:即将w([Ca])、w([Al])含量控制在C_(12)A_7曲线附近。     

CaO-Al2O3-MgO三元渣对钢液洁净度影响的研究

由于Al的烧损,炉渣中w（Al2O3）明显增加,w（CaO）明显降低,而w（MgO）降低幅度不大.通过CaO-Al2O3-MgO渣系对钢液洁净度影响的实验表明,钢液中硫含量基本呈先降低后增加的趋势,钢液中氮和氧的含量基本呈降低的趋势,与溶解速率实验的结果基本相符,炉渣成分为50％CaO-45％Al2O3-5％MgO时脱氧速率常数最大.     

Effect of non-metallic inclusions on hydrogen-induced cracking of API5L X100 steel

In this work, the type, composition and distribution of inclusions contained in an API5L X100 steel were characterized by scanning electron microscopy and energy-dispersive x-ray analysis. A hydrogen-charging at various current densities was used to introduce hydrogen into the steel, and the correlation between HIC and the inclusions was established. The microstructure of the steel consists of a leather-like bainitic ferrite matrix, with martensite/austenite as the second phase particles. At least four types of inclusions are contained in API5L X100 steel, elongated MnS inclusions and spherical Al-, Si- and Ca-Al-O-S-enriched inclusions. In particular, the majority of inclusions in the steel are Al-enriched. Upon hydrogen-charging, hydrogen blisters and HIC could be caused in the steel in the absence of external stress. The cracks are primarily associated with the Al- and Si-enriched inclusions, rather than the elongated MnS inclusion. The critical amount of hydrogen resulting in HIC of the tested API5L X100 steel is determined to be 3.24 ppm under condition in this work.     

诱导晶内铁素体形核的夹杂物控制

结合晶内铁素体的形核机制与异质形核理论,系统介绍了可以诱发晶内铁索体形核的夹杂物的类型和尺寸范围.分析认为,诱导IGF的有效形核核心一般为复合夹杂物,夹杂物上须有与IGF共格品面错配度较小的析出相.内部氧化物与边缘析出相形成的凹形边缘为IGF的形核提供了有利条件.诱导IGF形核的夹杂物类型不同,几何尺寸也有所差异,但均...     

EAF-RH-LF-CC生产Q345B的洁净度研究

在炼钢过程各工位取样,分析研究了EAF-RH-LF-CC工艺下Q345B无缝管钢的洁净度.试验结果表明：（1）铸坯中的总氧含量可以稳定在0.002%左右;（2）非金属夹杂物以近似球形的氧化物和硫化物居多,其数量依炼钢流程工序不断降低,且精炼过程中降幅最大.（3）LF过程有明显的增氮现象,需控制LF过程的二次氧化;（4）与RH过程相比,在LF结束时钢中10～20μm的夹杂数量较多,应适当延长LF脱氧后的软吹时间;（5）RH精炼初渣中w（FeO＋MnO）过高,RH钢包渣需进行改质处理.     

垃圾焚烧飞灰玻璃化的控制参数

通过模拟飞灰残渣的方法,研究了垃圾焚烧飞灰玻璃化技术中玻璃体的形成条件,实验发现1,350,℃下 Cl和 S 不影响玻璃体的形成;相比于在炉内慢速冷却,熔体经空气中自然冷却更容易形成玻璃体;空气自然冷却时,高 Ca 组分比高 Na 组分更难形成玻璃体,而炉内慢速冷却时,高 Na 组分更难形成玻璃体;Al 对玻璃体的形成具有促进和抑制的双重作用;B2O3可以代替 SiO2组建网络结构形成玻璃体.定义 O/F,给出计算公式中各系数的经验值,得出玻璃体的形成条件为炉内慢速冷却时,O/F<3.2;空气自然冷却时 O/F<3.4.利用深圳市生活垃圾焚烧飞灰与添加剂 SiO2和 B2O3的玻璃化实验进一步验证了玻璃体的形成条件