CSP流程薄板坯及热轧板卷氧化皮组织演变

 采用SEM和XRD方法对CSP冷轧冲压用钢薄板坯和热轧板氧化皮进行了研究。结果表明：覆盖在板坯表面的氧化皮对氧化性炉气的高温腐蚀有明显保护作用,均热前后Fe2O3:Fe3O4:FeO为5:35:60,新鲜基体腐蚀严重些,Fe2O3和Fe3O4含量增加到28%和64%;卷取后快冷钢的氧化皮以2层结构为主,Fe2O3:Fe3O4:FeO为6:31:63,缓冷钢的氧化皮中析出了弥散或薄片状的Fe相,Fe2O3:Fe3O4:FeO:Fe为8:73:15:4,二者厚度相差不大;卷取温度升高,快冷钢的Fe2O3和Fe3O4的含量略有降低,但缓冷钢中残余FeO含量明显减少,不利于酸洗。     

富Ce混合稀土阻燃ZM5合金氧化膜结构分析

在ZM5镁合金中添加0.1%混合稀土RE(富Ce混合稀土)时,阻燃效果最佳,镁合金起燃温度提高到800℃以上。对该合金表面进行了DSC、SEM和XRD分析。结果表明:在高温熔炼时合金表面生成了一层由(RE)2O3、MgO和Al2O3组成的厚度为2-4μm的致密氧化膜。通过热力学研究氧化膜的形成过程发现,RE与MgO发生交互反应,使中间层的(RE)2O3增加,导致中间层致密度增加,致密的氧化膜抑制了基体镁合金的进一步氧化。     

内氧化对热镀锌高强钢镀层/基板界面的影响

 由于高强钢中添加的Si、Mn等合金元素会在退火时会发生选择性氧化,从而影响镀液与带钢之间的润湿性,因此热镀锌高强钢生产存在可镀性的难题。为了提高热镀锌高强钢的镀层附着性,以不同镀层附着性的连续热镀锌0.2%C-1.8%Si-1.8%Mn高强钢为研究对象,采用GD-OES、SEM、FIB、TEM等研究了镀层/基板界面抑制层与基板次表层内氧化层的特征,同时采用模拟退火试验研究了退火气氛露点对内氧化层形成的影响,揭示了退火气氛露点、内氧化层厚度、抑制层覆盖率与镀层附着性之间的相关性。结果表明,该热镀锌高强钢镀层附着性优劣由镀层/基板界面位置抑制层决定,当抑制层覆盖率达到80%以上时,可获得良好的镀层附着性。内氧化层厚度对抑制层覆盖率的影响存在临界厚度,约为0.58 μm。当内氧化层厚度由0逐渐增加至0.58 μm时,抑制层覆盖率由约10%增加至约80%;当内氧化层厚度由0.58进一步增加至3.85 μm时,抑制层覆盖率略有增加,介于80%~90%之间。提高退火气氛露点可以促进基板次表层形成内氧化,在退火温度分别为800和870 ℃、保温时间为120 s、退火气氛为N₂-5% H₂(体积分数)的试验条件下,当退火气氛露点由-40 ℃提高到+10 ℃时,内氧化层厚度由基本为0提高至3~5 μm。为了获得合适的内氧化层厚度,建议将0.2%C-1.8%Si-1.8%Mn高强钢的退火气氛露点控制在-20~-10 ℃范围内。     

热轧板氧化铁皮结构显微分析

应用电子背散射衍射(EBSD)显微分析技术研究了热轧板表面氧化铁皮显微结构,表征了不同工艺条件下的氧化铁皮层状微观结构,此外,还应用了金相法、X射线衍射(XRD)分析方法对热轧板氧化铁皮结构进行了辅助研究。研究表明,受卷取温度变化快慢的影响,热轧板卷取后芯部、边部的氧化铁皮显微结构存在较大差异,其中芯部降温速度慢,内部的FeO较充分的转换成Fe3O4,边部降温速度快,内层FeO被大量保留。Fe3O4的含量和结构最终决定酸洗速度,具有FeO、Fe3O4双层结构的氧化铁皮比单层Fe3O4氧化铁皮容易酸洗。     

化学成分对薄规格酸洗板表面质量的影响

针对薄规格酸洗板频发的表面麻点问题,从钢种自身氧化特性角度出发,通过不同成分的配比,跟踪实际生产热卷的表面状态,探讨化学成分对表面质量的影响。利用热重模拟、扫描电镜分析和现场跟踪发现,原钢种不具有明显的抗氧化特性,热轧过程中铁皮整体较厚;当钢中添加Si-Cr元素后,钢种抗氧化性明显提高,在1 100℃左右在界面可形成厚度为16μm的致密氧化膜,有效降低了精轧入口处的铁皮厚度,但由于致密氧化膜的存在,热轧除鳞效果有所降低,易于形成条带状铁皮形貌;当钢中复合添加Si-Cr-P元素后,P元素的存在可显著改善致密氧化膜的除鳞特性,表面质量明显提高。     

无取向硅钢50W600组织和织构演变规律的研究

利用光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)研究了铸坯、热轧板、冷轧板和退火板的组织和织构,采用磁性能测试仪测试磁性能。结果表明,通过使用电磁搅拌可使连铸坯中心等轴晶率达到44.5%,采用高温卷取工艺使热轧钢板表面组织发生完全再结晶,平均晶粒尺寸为28.5μm,热轧板中心位置组织由再结晶晶粒和长条带状组织交错组成,退火板平均晶粒尺寸为74.2μm。热轧板厚度方向织构分布不均匀,表层织构主要为黄铜织构和高斯织构,1/4层织构主要为{100}和{112}组分,中心织构主要为{100}和{110}组分,退火板织构主要由{111}面织构和较弱的{100}面织构组成。随机抽取成品样板采用爱泼斯坦方圈法测量磁性能,结果满足用户要求。     

TC11合金的高温磨损行为和耐磨性

采用高温磨损试验机对TC11合金进行了400~600℃高温干滑动磨损试验,研究了TC11合金的高温磨损行为和耐磨性;并通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析仪(EDS)对磨面和亚表层的物相、形貌和成分进行分析,并探讨了磨损机制。在400℃下随着载荷增加磨损率略有增加,超过200 N时磨损率出现快速提高;当温度进一步提高至500~600℃时,磨损率降到最低,且不随载荷增加而变化。分析表明,在400℃时,磨面上出现塑性变形和撕裂的痕迹以及沿滑动方向的犁沟,同时出现致密的黑色光滑区和剥落区,磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化轻微磨损。而在500~600℃,磨损表面均为致密的黑色光滑区和剥落区,且600℃时的剥落区小于500℃时的,磨损机制为氧化轻微磨损。亚表层分析表明,在高温下磨损表面均形成一层摩擦氧化物层,在400℃时摩擦氧化物层厚度为5~8μm,而在500~600℃,摩擦氧化物层增加到10~15μm,且摩擦氧化物层的致密度随温度增加而提高。摩擦层显示出高的硬度,可达到HV1000以上,而且随着温度增加,显微硬度显著增加。     

42CrMo4热轧板表面氧化铁皮掉粉缺陷分析及控制

针对精冲钢42CrMo4热轧板表面氧化铁皮掉粉缺陷,通过金相组织、物相检测、成分检测、生产关联性因素分析等手段,研究了其氧化铁皮成分、形貌、结构特征及其演变,讨论了热轧关键工艺参数控制与氧化铁皮形成的关系。研究结果表明,传统生产工艺中,掉粉缺陷热轧板的氧化铁皮厚度不均匀,厚度变化范围为10~19 μm,其中FeO质量分数较高,达26.9%;当采用“高温快轧”配合“低温卷取”工艺可有效控制氧化铁皮的厚度及结构,抑制热轧板表面的氧化铁皮掉粉缺陷。当出炉温度为1 190 ℃、终轧温度为860 ℃、穿带速度高于5.5 m/s、卷取温度为540 ℃、采用前段冷却、加大轧后冷却速度,可基本解决氧化铁皮掉粉缺陷。     

PS-PVD 热障涂层抗沙尘冲刷行为研究

为提高PS-PVD热障涂层的抗沙尘冲刷性能,采用等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)在粘结层表面制备7YSZ热障涂层,在大气环境下进行了抗沙尘冲刷试验,研究了PS-PVD热障涂层的冲刷行为及失效机制。通过等离子喷涂技术(APS)在PS-PVD热障涂层表面制备了一层致密层状涂层,重点研究了致密层厚度对PSPVD热障涂层抗冲刷失效性能的影响。结果表明PS-PVD热障涂层冲刷过程经历了快速、中速、慢速冲刷三个阶段。随着致密层厚度的增加,对PS-PVD热障涂层抗冲刷性能的提升愈加明显。当致密层厚度为5μm时,对PS-PVD热障涂层抗冲刷性能无明显影响;当致密层厚度为10μm时,PS-PVD热障涂层抗冲刷性能提高了约30%;当致密层厚度为20μm时,PS-PVD热障涂层抗冲刷性能约提高了4倍。     

铝对抗磨耐热钢抗氧化性的影响

 研究了不同铝含量的Fe 25Cr 20Ni在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃的高温氧化行为。其中,Fe 25Cr 20Ni 472Al在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃时的平均氧化速度比Fe 25Cr 20Ni分别降低47.14％、58.14％和17.49%。X射线衍射分析结果表明,氧化膜主要为Fe、Cr的氧化物和尖晶石（NiCr2O4、FeCr2O4）,其中在Fe 25Cr 20Ni 472Al合金中检测到了Al2O3。对氧化后试样截面进行扫描电镜观察和能谱分析,结果表明,不含铝以及铝的质量分数为1.68%和7.10%的试样氧化后氧化膜分为两层：即厚度较为均匀,存在较多的破碎、剥落的外层和外层与基体之间的较为致密,但存在空穴的内层;铝的质量分数为4.72 %的试样氧化膜较为致密,基本无剥落,分层现象不明显,生成的Al2O3存在于氧化膜的最外层,有效防止了材料的进一步氧化。     

热轧结构钢氧化铁皮结构及其对酸洗质量的影响

为研究热轧结构钢氧化铁皮厚度、结构及其对酸洗质量的影响,设计了"高温、低冷速"和"低温、高冷速"两种热轧工艺,并进行了热轧结构钢的生产制备.利用光学显微镜、扫描电镜分析了带钢宽度方向上氧化铁皮的厚度分布、结构特点和带钢酸洗后的表面形貌;基于不同热轧工艺下氧化铁皮厚度、结构差异,对带钢的酸洗效果以及酸洗色差缺陷的产生机理...     

600MPa级高强钢热轧卷取工艺研究及应用

为了探究卷取过程热轧带钢的氧化铁皮和组织性能的变化规律,采用扫描电镜、电子探针、光学显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同卷取温度和冷却方式对600 MPa级热轧带钢表面质量和组织性能的影响。结果表明,650、600℃卷取温度下,与缓慢冷却方式相比,采用快速冷却方式可有效改善热轧带钢表面氧化铁皮的结构,使氧化铁皮中FeO比例提高10%～15%,氧化铁皮厚度下降25%～30%,同时有效减弱热轧带钢表面氧化铁皮与基体界面硅元素和锰元素富集;不同冷却工艺下热轧带钢中的晶粒尺寸相近;650℃卷取+快速冷却工艺下热轧带钢的屈服强度最高,试样断口的位错密度最高,但断后伸长率并未明显下降。     

屈服强度450 MPa级新型耐候钢研制

 通过连续冷却相转变行为研究,成功试制了20 mm厚屈服强度450 MPa级耐候钢板,并对钢板的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能及焊接性能进行了分析。连续冷却相变行为和钢板试制结果表明：精轧温度约为850 ℃、累计压下率不小于0.6、轧后冷速为15～30 ℃/s、终冷温度不大于579 ℃可以得到以多边形铁素体（晶粒尺寸为3～10 μm）和退化珠光体为主并含有少量马奥岛（M-A组元）的钢板,其屈服强度和抗拉强度分别为458和557 MPa,伸长率不小于 28%,－60 ℃冲击功不小于 287 J,其优异的低温冲击韧性与钢板有效晶粒尺寸较小以及大角度晶界所占比例较高有关。72 h亚硫酸氢钠和氯化钠溶液周期性浸润试验结果显示,试制钢板的耐蚀性能比Q345B分别提高了约49%和40%。对试制钢板进行线能量为30 kJ/cm的埋弧焊焊接试验,得到的焊接接头热影响区熔合线处－40 ℃冲击功为156 J。     

梅钢热轧厚规格带钢氧化铁皮控制工艺

为了提高热连轧厚规格带钢表面质量,减小氧化铁皮对产品质量的影响,对氧化铁皮的形成过程、弯曲过程的受力、理想氧化铁皮成分组成进行了分析。通过分析,认为理想的氧化铁皮厚度应越薄越好,Fe3O4比例越高越好,采用高温快轧可以获得薄的氧化铁皮,卷取温度迅速降低到300～570 ℃时,带钢表面富氏体发生共析反应,则可以得到更多的Fe3O4。在这一工艺指导下,试验测得氧化铁皮厚度不大于10 μm,氧化铁皮中Fe3O4质量分数不小于70%,氧化铁皮可以得到有效的控制,验证了这一工艺在控制热轧厚规格氧化铁皮上的正确性。     

热轧酸洗板表面黑色条纹缺陷成因分析

热轧酸洗板表面存在暗黑色的条纹。通过SEM、EDS以及表面粗糙度仪对酸洗后的钢板表面形貌以及不同部位粗糙度值进行了分析,发现板面发黑的部位较为毛糙,粗糙度值较大但不存在元素的偏聚。结合对热轧板的氧化铁皮结构以及实验室模拟酸洗分析,得出了产生条纹缺陷的主要原因：氧化铁皮厚度的均匀性以及氧化铁皮与基体的结合状态。     

双相不锈钢2205热轧钢带氧化铁皮显微分析

 应用OM、SEM、XRD技术,分析研究了双相不锈钢2205热轧钢带氧化铁皮显微结构特征,这是决定钢带酸洗效果的本质因素之一。结果表明：热轧后钢带表面氧化铁皮存在大量的裂纹以及局部伴有氧化铁皮部分脱落,有利于酸洗;氧化铁皮厚度一般为10 μm左右,但是存在局部区域氧化层增厚以及氧化铁皮向基体内部的嵌入;氧化铁皮中含有难以酸洗的铁橄榄石（Fe2SiO4）和尖晶石结构的Cr2O3·FeO等物相,增加了钢带表面氧化铁皮酸洗去除的难度。     

Gleeble模拟热轧工艺对磷非平衡晶界偏聚的影响

 采用Gleeble 3500热模拟试验机研究了轧制和卷取温度下磷元素晶界偏聚与热轧板高温热塑性的关联机制。研究结果表明,含磷钢中磷元素晶界偏聚符合空位-磷原子复合体非平衡共偏聚理论,800 ℃以上轧制温度对磷元素晶界偏聚引起的钢板脆性影响较小,而在500～650 ℃温度范围存在磷元素偏聚导致的热塑性低谷区,且在该温度区施加1%拉伸预应变将加剧磷元素晶界偏聚和钢板脆性。因此,本试验成分含磷钢热轧生产中卷取温度设定应避免550 ℃塑性低谷。     

热轧退火钛带酸洗工艺研究

酸洗是钛带冷轧前的重要工序之一,首先从酸的浓度及配比、酸洗时间、酸洗温度等方面对热轧退火后钛带卷的酸洗条件进行了实验室探究。结果表明,随着氢氟酸与硝酸体积比的降低,钛带的酸洗失重率逐渐降低,而酸洗所需时间逐渐增加。综合考虑酸洗的效果、速度及成本认为最佳酸洗工艺条件是：酸洗温度为40℃,酸洗液中氢氟酸体积分数为3％、硝酸体积分数为27％,酸洗时间为240s时,酸洗效果最佳,此时,钛带试样失重率为1．12％。此外,研究发现,酸洗温度为25℃和55℃皆不利于钛带酸洗。之后,工业化试验表明,按照最佳的酸洗工艺条件对工业纯钛带进行酸洗,酸洗效果较好,表面氧化皮可被彻底洗尽。