EAF-VOD-VAR和VIM-VAR冶炼工艺对G50超高强度钢韧性的影响

研究了真空感应熔炼+真空自耗重熔(VIM-VAR)和电弧炉+真空-氧脱碳+真空自耗重熔(EAF- VOD-VAR)法两种工艺冶炼的超高强度钢G50%:0.28～0.29C、1.88～1.98Si、4.45～4.49Ni、1.04～1.05Cr、0.57～0.61Mo、0.031～0.034Nb)的夹杂物和机械性能。结果表明,EAF-VOD-VAR法冶炼的G50钢夹杂物级别低于VIM-VAR法冶炼的G50钢的夹杂物级别;EAF-VOD-VAR法冶炼的1350钢的韧性(A_KU2 86～88 J,K_IC130～132 MPa·m^1/2)明显高于VIM-VAR法冶炼的G50钢的韧性(A_KU270～74 J,K_IC 112～118 MPa·m^1/2)。     

0.05C-14Mn-19Cr-0.7N高氮奥氏体不锈钢电渣锭的高温塑性

试验0.05C-14Mn-19Cr-0.7N钢经1t非真空感应炉冶炼,并重熔成电渣锭。在电渣锭中心取样,通过Gleeble 3800热模拟试验机对试验钢进行800~1250℃,应变速率0.005~10s^-1的高温拉伸试验,得出温度和应变速率对试验钢断面收缩率的影响,并观察了各温度拉伸后的组织。试验结果表明,随着温度从800℃升高至1250℃,试验钢抗拉强度从327 MPa下降到68 MPa,断面收缩率由22%升至55%;1200℃时,应变速率从0.01s^-1增加到10s^-1时,试验钢的抗拉强度从43 MPa增加至109 MPa,断面收缩率从38%提高至71%。综合实验结果,高氮奥氏体不锈钢0.05C-14Mn-19Cr-0.7N最优的变形参数为:1200~1250℃,应变速率1~10s^-1。     

氮含量对U71Mn高速钢轨力学性能的影响

重轨U71Mn钢(%:0.66～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn、≤0.030P、≤0.030S)的冶金工艺流程为100 t转炉-LF(VD)-280 mm×380 mm连铸。研究了转炉至中间包各工序[N]及影响因素,氮含量对钢轨力学性能的影响。结果表明,随钢中氮含量由54×10^-6增加至94×10^-6,钢轨的断裂韧性由34.7～38.1 MPa m1/2降至28.1～31.5 MPa m^1/2。LF精炼时将增碳剂由沥青焦改为无烟煤时,钢中氮含量可控制≤64×10^-6,平均氮含量为50.9×10^-6。     

热处理工艺对22MnCrNiMo钢闪光焊缝耐蚀性能的影响

研究了880～960℃二次循环淬火,560～640℃ 20～40 min回火对R4s （22MnCrNiMo）级系泊链钢闪光焊缝区人工海水耐蚀性能的影响。结果表明,920℃2次淬火+600℃回火时,钢的焊缝腐蚀速率和腐蚀深度达到最低。确定出最佳淬火温度、回火温度和回火保温时间为920℃,600℃和30 min,腐蚀速度在30天时为0.030 g/（m²·h）,60天时为0.032 g/（m²·h）,90天时为0.43 g/（m²·h）     

频分多址检测法在硐室爆破盲炮识别过程中电雷管安全性试验研究

针对频分多址法（FDMA）在硐室爆破盲炮检测识别过程中的电雷管安全性问题,结合该方法原理,通过2种信号发生器在不同功率、不同距离和不同电爆网路感应面积的情况下发射电磁信号,进行现场电爆网路模拟试验并检测感应电流。对电流变化趋势进行分析发现：（1）当电爆网路感应面积≤0.5 m²时,在2种信号发生器工作状态下电雷管都是安全的;（2）当电爆网路感应面积与信号发生器面积相等,分别为1.32 m²和0.78 m²,且二者距离重合时电雷管全部会被引爆;（3）当电爆网路感应面积＞0.5 m²,且放置位置与信号发生器重合时电雷管均会被引爆。通过分析试验结果得出：在信号发生器功率≤120 W的条件下,只要保证电爆网路感应面积＜0.5 m²,电雷管均不会发生爆炸。     

高炉富CO2鼓风的煤气量及热平衡综合分析

为了探析高炉富CO₂条件下炉缸煤气量及热量损失,本文通过计算不同富CO₂率鼓风的炉缸煤气量,明确了炉缸煤气量各成分随富CO₂率的变化规律,在此基础上,根据CO₂+C=2CO的吸热反应,分析了富CO₂鼓风对燃料比、理论燃烧温度、冶炼强度及热平衡的影响。结果表明,按照1 kg燃烧碳量计算,鼓风CO₂含量提升1%（需要鼓风中带入0.0434 m³的CO₂）,炉缸煤气量中CO提高0.0868 m³,N₂下降0.1251 m³,总煤气量下降0.0817 m³。同时,带入的0.0434 m³的CO₂,其分解热量为306.20 kJ。     

CO2用于K-OBM-S转炉冶炼不锈钢的理论分析与实践

为探究K-OBM-S转炉冶炼不锈钢过程中用CO₂代替底吹氩气(Ar)的可行性,以409不锈钢为例,基于热力学计算明确了底吹气中CO₂体积分数应高于30%,以此保证在脱碳末期CO₂仍能参与脱碳反应.CO₂氧化1 kg C,Si和Cr就会使1 t 409不锈钢钢水分别降温13.8 K、升温10.9和3.9 K,该升温效果显著低于O₂.理论分析表明,CO₂总流量应低于6.56 m³/t,以此保证脱碳终点钢水温度高于1 923 K,避免Cr发生严重氧化.利用太钢80 t K-OBM-S转炉开展相关工业试验,结果表明,与原底吹工艺(30 m³/min O₂+30 m³/min Ar, O₂-50%Ar)相比,试验工艺(35 m³/min O₂+27 m³/min CO₂,...     

热变形参数对Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢晶粒的影响

试验Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢由5 t VIM+1 t VAR双真空冶炼,利用Gleeble-1500热模拟机试验研究了Cr14-Co13-Mo5-Ni2钢形变温度(1040~1080℃),形变量(20%~60%)和形变速率1~20 s^-1对钢的晶粒尺寸的影响。结果表明,形变温度1040℃、形变量60%、形变速率20 s^-1时,Cr14-Co13-Mo5-Ni2齿轮钢具有细小圆整均匀的晶粒组织,晶粒平均尺寸为4.03 μm。     

高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢的加压感应熔炼

采用MgO坩埚高频真空感应炉在氮气压力0.45~1.0MPa、温度1640~1700℃下,对加压感应熔炼高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢进行了实验研究。结果表明,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr12、Cr17Mn5Ni5、Cr19Mn15和Cr20Mn8不锈钢中氮的溶解度分别为0.391%、0.692%、1.120%和0.899%,氮在液态不锈钢中的溶解与Sievert定律有所偏离;氧浓度在350×10^-6内,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr20Mn8钢液的吸氮反应仍为一级反应,其传质系数为0.023cm·s^-1;随钢中氧浓度的增加,液态钢的吸氮速率和钢液中的平衡氮含量显著降低。     

稀土处理无取向电工钢中非金属夹杂物的演变

使用自动扫描电镜分析了镧铈混合稀土处理无取向电工钢生产全流程钢中夹杂物的形貌、数量和尺寸,采用ICP-MS测量了各个阶段钢中的总镧（TLa）和总铈（TCe）的含量。通过分析可知,在加入稀土前,钢中的氧化物夹杂主要为镁铝尖晶石;加入稀土后,钢中的夹杂物被改性为（RE）₂O₂S、（RE）AlO₃以及它们的复合夹杂物,此外还有少量的（RE）S。随着钢中TLa质量分数从1×10^-6增加到10×10^-6, TCe质量分数从5×10^-6增加到18×10^-6,夹杂物的改性规律为：Al₂O₃·MgO→（RE）AlO₃→（RE）₂O₂S、（RE）AlO₃双相夹杂物→（RE）₂O₂S→（RE）S。随着冶炼过程中钢中稀土含量的减少,（RE）₂O₂     

Nb-Ti微合金化超低碳钢析出物热力学分析及对热塑性影响

建立了基于双亚点阵模型的 (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y)复合热力学模型,并计算了1023~1623 K时Nb-Ti微合金化超低碳钢(/%:0.02C,0.12Si,1.70Mn,0.012P,0.004S,0.101Nb,0.009Ti,0.010Als)的析出相中各组分的摩尔分数、占位比以及析出顺序。通过Gleeble热模拟机、透射电镜和能谱分析仪研究了析出物对该钢230 mm铸坯热塑性的影响和验证所建立的热力学模型。结果表明,1523 K时,钢中Nb、Ti的固溶摩尔分数分别为5.4×10^-4和3.87×10^-5,降至1023 K时,Nb、Ti固溶含量趋于0。随温度降低析出物中Ti、N占位比逐渐下降,而Nb、C占位比逐步上升,析出物的演变顺序为Nb_0.315Ti_0.685C_0.02N_0.98 , (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y) , Nb_0.85Ti_0.15C_0.71 N_0.29, 计算值与实验结果基本吻合。析出物尺寸小于60 nm,数量高于5个/μm²时,铸坯热塑性明显降低;1241 K钢的抗拉强度临界应力为63.8 MPa,裂纹易形成;同时,Gleeble试样断口处发现Al、Si、Mn、Nb、Ti在晶界处富集,碳氮化物引起空洞,应力作用下形成裂纹。因此连铸过程的铸坯矫直温度应≥1241 K。      

60Si2MnA弹簧钢盘条脱碳层控制工艺的优化

60Si2MnA弹簧钢ø9ø12 mm盘条的生产流程为100 t BOF-LF-VD-150 mm×150 mm坯连铸-高速线材轧制工艺。讨论了脱碳机理和分析了脱碳的影响因素。通过适当降低二加热段温度,提高均热段温度,铸坯总加热时间由2.7 h降至1.5 h,控制加热炉内氧含量3%5%,开轧和吐丝温度分别从（1000±20）℃和（850±15）℃降至（950±20）℃和（820±20）℃,减少727℃以上温度的风冷时间等工艺措施,使60Si2MnA弹簧钢盘条的全脱碳层由0.072 mm降至0,总脱碳层由0.142 mm降至0.063 mm,弹簧的疲劳寿命由17.7万次提高到23.2万次。     

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用80t顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢（/%:0.36～0.44C, 0.15～0.35Si, 0.45～0. 70Mn, ≤0.025P, ≤0.025S, 0.80～1.15Cr, 0.50～0.65Mo, 0.25～0.35V）Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO₂-Al₂O₃,精炼后白渣碱度4～8,T（FeO+MnO）≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^-6,平均N含量33×10^-6,抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。     

200 t LD-LBAr-CC流程生产低碳铝镇静钢的洁净度

钢厂试验的低碳铝镇静钢(/%:0.036～0.037C、0.009Si、0.173～0.176Mn、0.012～0.013P、0.005～0.006S)生产流程为200 t LD转炉-钢包吹Ar精炼(LBAr)-230 mm×1 300 mm板坯连铸工艺。通过LD转炉挡渣出钢,并加入Mn-Fe、铝丸进行预脱氧和合金化3 min,钢水T[O]和[N]分别为91.8×10^-6和19.4×10^-6,在氩站经10～12 min 25～45 m³/h流量吹氩和3～5 min 15～25 m³/h的软吹氩后,T[O]降至42.3×10^-6,[N]为22.0×10^-6,中间包和铸坯T[O]分别为38.3×10^-6和28.9×10^-6,[N]分别为23.6×10^-6和26.5×10^-6。该流程生产的铸坯满足T[O]≤30×10^-6的内控要求。经氩站精炼后,显微夹杂物去除率为30.0%,而大型夹杂物去除率达58.7%;显微夹杂物主要为脱氧产物Al₂O₃;大型夹杂物主要为SiO₂、Al₂O₃、SiO₂-Al₂O₃、CaO-SiO₂-Al₂O₃。     

35 t三流不对称中间包流场的物理数学模拟和应用

以钢厂三流不对称GCr15钢320 mm×480 mm方坯连铸35 t中间包为研究原型,采用1:3水模型试验和数值模拟相结合的方法研究不同控流装置对中间包内流场的影响,优化中间包内流场,并得到最优的导流墙结构。结果表明,原型中间包各水口滞止时间很小,死区比例达到39.68%;增加优化后的Y型导流墙后,滞止时间增大了29.51 s,死区比例减小了15.54%,且各水口一致性较好。通过GCr15轴承钢现场试验发现,中间包优化后钢水T[O]由优化前的19.3×10^-6~26.3×10^-6平均值22.7×10^-6降低至9.5×10^-6~17.2×10^-6,平均12.3×10^-6;铸坯中夹杂物由12.0~15.3个/mm²降低到6.8~8.4个/mm²,>1.25μm夹杂物明显降低。     

钛稳定化321奥氏体不锈钢EAF-AOD-LF-板坯连铸的生产工艺实践

钛稳定化321奥氏体不锈钢（/%:0.04～0.08C,0.40～0.70Si,0.80～1.50Mn,≤0.035P,≤0.005S,17.0～18.0Cr,9.0～9.5Ni,0.20～0.40Ti,≤0.020 0N）的生产流程为90tEAF-45t AOD-LF-180mm×1 238 mm板坯连铸。该钢在浇铸过程中易产生水口结瘤和结晶器钢水中出现"结鱼"。根据TiN析出规律的分析,得出为降低TiN在钢水中的析出,应控制[N]≤0.015 0%,[Ti]≤0.25%,中间包钢水温度～1500℃。通过AOD全程采用超纯Ar搅拌,钢包中渣层厚度150 mm,[O]为15×10^-6～20×10^-6,控制[N]～110×10^-6,采用碱度0.75,1300℃粘度0.165 Pa·s的保护渣等工艺措施,使Ti回收率由原40%提高到52%,成品N含量由0.0140%降至0.010 5%,浇铸结束后水口内径由42 mm增至50 mm,轧制缺陷率由改进前3.5%降至1.2%。     

振动激发形核技术在45 t Q345B钢锭浇铸过程的应用

振动激发形核装置由激发形核棒、升降、测温、振动、冷却、减震等系统组成。在45 t Q345B钢扁锭浇铸过程,高度200mm振动激发形核棒置于铸锭中心处,插入钢液深度50~80mm。试验结果表明,(1)在模铸过程使用振动激发形核装置安全可靠;(2)冷却气体达到40 m³/h棒体表面有结壳现象,而当冷却气体液量在20 m³/h,棒体表面很光滑,合适的冷却气体流量为20~40 m³/h,激发形核棒表面和钢液间的温差为55~80 ℃;(3)通过探伤检测,振动处理板Ⅱ级合格,而未经振动处理的常规板有连续性缺陷,判定为不合格。     

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。      

我国压铸模具钢研究新进展

介绍了我国压铸模具钢材料研究和应用新进展。通过研究合金元素对压铸模具材料性能影响,开发出低Si、V及含Ni、Co、W等新型压铸模具钢;通过降低钢中S含量、采用RE改变夹杂形态和优化锻造工艺,模具钢等向性能达到90%以上;比较常规电渣重熔、气保电渣重熔和真空自耗三种工艺生产的压铸材料,钢中N含量分别为150×10^-6、90×10^-6和≤40×10^-6,O含量分别为24×10^-6、15×10^-6和6×10^-6;利用ASPEX Explorer型金属质量分析仪对三种工艺夹杂物指数统计分析,采用真空自耗冶炼的非金属夹杂物数量呈指数减少,并且没有>5μm的非金属夹杂物,模具冲击性能大幅提升,7 mm×10 mm无缺口冲击功可达到450 J;制定了高端压铸模具材料显微组织、无缺口冲击评价指标和规范;随着一体化压铸技术发展,未来模具材料向着大型化、超洁净、高精度和长寿命方向发展。