中碳钙硫易切削钢夹杂物形态控制

在实验室进行了1kg坩埚实验,研究了中碳高硫结构钢钙处理前后夹杂物的形态、尺寸及组成.结果表明:钢钙处理后获得了可以改善钢切削性的纺锤形夹杂物,夹杂物的平均纺锤形率为68.11%,并且随钢中[Ca]/[S]增加夹杂物纺锤形化趋势增加;钙处理后小于2.5μm的夹杂物占夹杂物总量的76.05%,夹杂物细小、弥散分布于钢基体中;夹杂物类型以钙铝酸盐芯硫化物外壳的复合夹杂物、(Mn,Ca)S形式的硫化物为主,有少量的铝酸钙与CaS的复合夹杂物;含钙硫的45钢铸态钢锭比普通45钢铸态钢锭切削性能有所改善.     

钙、镁在含硫钢中硫化物变性过程中的作用

 为了保证含硫钢的切削性能,同时改善MnS对钢材造成的各向异性,通常对MnS进行变性处理。对含硫钢分别进行了镁处理和钙处理试验,分析了这两种处理方式对钢中夹杂物尺寸和成分的影响。镁处理有利于在钢中形成更加细小的Mg-Al-O氧化物夹杂。在钢液凝固过程中,Mg-Al-O夹杂可以作为MnS的形核核心,减少MnS沿晶界析出的数量;Mg-Al-O氧化物核心外围包裹的Mg-Mn-S中的镁主要来源于氧化物核心中的镁向外层MnS中的扩散。钢经过钙处理后,形成的Ca-Al-O氧化物作为MnS的形核核心;氧化物核心外围包裹的Ca-Mn-S主要是由钢液中溶解的钙进入外层包裹的MnS中所形成;复合硫化物中的钙进一步向氧化物核心中扩散,使核心中钙质量分数逐渐升高。     

镁系易切削钢中夹杂物分析

为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响,以1144高硫易切削钢为试验钢种,采用金相和能谱仪等手段研究了 Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响.结果表明:在易切削钢铸坯中,Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变,分布更为均匀,同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升.在轧材中,...     

镁处理易切削钢硫合金化后夹杂物演变行为研究

为开发含镁硫系易切削钢,采用高温模拟实验及热力学计算相结合的方法研究了夹杂物演变.探究了硫合金化对钢液中不同镁系夹杂物的影响及作用机理.实验结果显示,硫合金化会导致钢液中镁系夹杂物沿着MgO(s)→2MgO·SiO2(s)→MgO-SiO2-MnO(1)的路径转变.热力学计算结果表明,随着钢液中硫含量的增加,[Mg]-...     

新型贝氏体易切削塑料模具钢中夹杂物的研究

本文研究了新型贝氏体易切削塑料模具钢中几种夹杂物的形态和成分，对含核心的硫化物的能谱分析证实核心为ＣａＯ．２Ａｌ２Ｏ３和ＣａＯ．６Ａｌ２Ｏ３，并对钙在硫化物的变形过程中的作用进行了初步探讨，同时发现了与硫化物复合在一起的氮化钛和氧化铝。     

易切削钢中夹杂物及锡的形态

研制了一种新型含锡易切削钢.在锡含量小于0.05%(质量分数)时,钢材具有良好的易切削性能,其力学性能也达到了国家标准.在扫描电镜下观察了钢中夹杂物和断口的形貌,利用能谱分析了夹杂物的成分.结果表明,钢中的复合夹杂物主要由氧化物和MnS组成.多数呈球形或纺锤形,在断口及夹杂物的表面上锡明显偏析.     

易切削钢中稀土夹杂物类型的预测

论述了易切削钢中稀土夹杂物相的形成条件及其预测方法，并总结了稀土夹杂物对钢性能的影响，。初步建立了钢液成分、夹杂物类型与钢性能的关系。     

非金属夹杂物对钙系与钙硫系易切削钢切削性能的影响

研究了在18t钢包中采用喷粉方法生产的钙系与钙硫系易切削钢中非金属夹杂物对切削性能的影响。试验结果表明：以200m/min的速度切削Y40CrCa钢时，刀具寿命比切削40Cr钢时高6－10倍；以160m/min的速度切削Y40CrCaS钢时，刀具寿命比切削40Cr钢时高20倍。经能谱仪查明在刀具后面形成保护薄膜，它是延长刀具寿命的主要原因。     

碲处理控制Y15易切削钢中MnS夹杂物形貌

 为了研究碲对钢中MnS夹杂物形貌的影响,针对Y15高硫易切削钢,利用SEM-EDS扫面电镜,结合FactSage热力学计算,分析了不同碲质量分数对钢中MnS夹杂物形貌、尺寸、长宽比的影响,同时探讨了稀散金属碲对MnS夹杂物形貌控制的机理。研究结果表明,钢液中加碲后,在MnS夹杂物的外环形成了碲、锰、铁的复合相。钢中加碲后MnS夹杂物的形貌和分布大幅度改变,当碲硫比为0.05时,链状MnS夹杂物大幅度减少,球状MnS夹杂物数量增加;当碲硫比增加到0.2时,链状MnS夹杂物基本消失;当碲硫比增加到0.5时,MnS夹杂物形貌的变化不再明显。钢中加碲显著降低了MnS夹杂物的长宽比,控制MnS夹杂物长宽比最合适的碲硫比为0.2。FactSage计算结果表明,MnTe的生成温度为1 900 ℃,在MnS的析出温度下,MnTe是作为液态夹杂物存在的。在凝固过程中,MnTe和MnS发生固溶现象,由于MnTe为液态,两者形成的固溶体会趋于球形生长。     

BN型易切削钢中夹杂物的控制及对切削性能的影响

汽车曲轴用钢42CrMo要求在不影响力学性能的前提下,具有较好的切削性。传统的钢种无法满足使用需求,通过在钢中添加B、N元素,并对钢中夹杂物进行控制,以满足性能要求。首先通过坩埚熔炼实验得到不同B、N含量的试样;其次利用FactSage软件计算出理想条件下不同B、N含量的钢液中各种夹杂物的析出量及析出温度;然后通过对试样设置不同的冷却方式和定向凝固实验,得到钢中BN夹杂物的形貌、尺寸及分布的影响因素;最后,通过切削实验研究了夹杂物对切削性能的影响因素,最终得到理想切削性能的BN型易切削钢。结果表明,尺寸较小而密度较大的BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用更好。切削性较好的试样,其切削性能已达到与硫系易切削钢Y1215同等水平。     

Effect of Total Oxygen Content on the Machinability of Low Carbon Resulfurized Free Cutting Steel

The effect of total oxygen content on the machinability of low carbon resulfurized free cutting steel was studied by means of machinability tests, metallographic, and scanning electron microscopy observation. The results showed that the total oxygen content had a notable effect on the machinability of SAE 1215 steel. The best machinability of the steel in terms of tool life and surface roughness could be obtained by controlling the total oxygen content at 0.0105 and 0.0125 wt%. When total oxygen content in the steel was less than 0.0105 wt%, the machinability of the steel was increased with the increase of total oxygen content because of the significant reduction of the aspect ratio of MnS inclusions. However, when total oxygen content in the steel was more than 0.0125 wt%, the machinability of the steel was deteriorated dramatically with the increase of total oxygen content, which was attributed to that the amount and the size of oxide inclusions (MnO–Al₂O₃, MnO–SiO₂, and 2MnO–SiO₂) with high hardness and high melting point both had a significant increase, and some MnS inclusions were also wrapped by the MnO–SiO₂ and 2MnO–SiO₂ hard oxides. Furthermore, the tool wear would reach the maximum when total oxygen in the steel rose to 0.0150 wt%.     

Y20CaRE易切削钢的研究

在50kg的真空感应炉中用硅钙合金和稀土金属处理了含硫的Q235钢,研制了一种新型的环保型易切削钢,并进行了切削和力学性能的测试.借助于扫描电镜和能谱分析技术研究了钢中夹杂物.其测试结果表明,适量加入钙和稀土可明显改善钢中的硫化物夹杂、有效提高钢的易切削性能,且对钢材力学性能无不利影响.     

低碳高硫易切削钢中氧化物夹杂对可切削性能的影响

 对现场和实验室冶炼的8炉低碳高硫易切削钢进行切削试验,同时对钢中的非金属夹杂物进行评级和SEM及DES能谱分析。结果表明：无论钢中是否含有锡等易切削元素,低碳高硫易切削钢的刀具磨损量均随钢中B+C类氧化物夹杂级别的增高而明显增加;钢中存在的氧化物夹杂主要为硬质Al2O3-MnO和MnO-SiO2、2MnO-SiO2型氧化物,可加剧切削过程的刀具磨损。钢中氧含量和氧化物夹杂级别相对较低时,适当提高氧含量可促使有利形态的MnS生成而使可切削性能得到改善;当氧含量高时,钢中氧化物夹杂级别明显提高,从而导致可切削性能的明显恶化。     

低碳高硫易切削钢的切削性能研究

 对宣钢生产的X1215低碳高硫易切削钢进行了切削试验,运用扫描电镜研究了钢中的夹杂物形态。切削试验表明,该钢的易切削性能优于45钢,切削比Kr达到1.48。分析表明,该钢中全氧的质量分数为120×10-6 时,钢中大量存在的条形硫化锰及纺锤形硫化锰-氧化物的复合夹杂是钢材切削性能优良的主要原因。     

BOF-RH-CC工艺生产无取向硅钢过程中夹杂物行为的研究

通过系统取样,采用金相显微镜、图像分析仪和扫描电镜对比研究了用和不用钙处理的无取向硅钢在生产流程各个阶段的夹杂物的数量、尺寸分布以及夹杂物的类型演变情况。经过定量比较发现,RH真空处理和中间包冶金去除了铝脱氧后80%以上的夹杂物,未经钙处理的硅钢片中夹杂物数量约为1 73×109 个/cm3,经钙处理后约为8 55×108 个/cm3,说明钙处理有利于夹杂物的聚合长大和去除。夹杂物中的MnS变性为CaS或CaS与Al2O3·MgO的复合夹杂物。     

Computational Thermodynamic Study of Inclusions Formation in the Continuous Casting of SAE 8620 Steel

The general purpose of this work is a thermodynamic study of non‐metallic inclusions in the CC tundish for SAE 8620 steel. Specific purposes are: (1) Obtaining the phases formed and their composition in inclusions by applying computational thermodynamics for SAE 8620 steel; (2) Establishing conditions of steel composition for the improvement of SAE 8620 castability, including the plant validation in terms of the castability index. Thermodynamic studies were performed with the commercial software FactSage and databases. Simulations were carried out by the global chemical composition of SAE 8620 steel in the CC tundish, resulting in both steel composition and non‐metallic inclusions (oxides and sulphides) at the desired temperature. Furthermore, results showed both different solid oxides and liquid phase formation in inclusions by varying calcium content in the steel. Thus, it was possible to determine the inclusion composition as a function of aluminium and calcium content of SAE 8620 steel, and moreover, to establish a range of calcium content in which the inclusions are predominantly formed by liquid phase. In addition, the percentages of liquid and solid phase in inclusions, as well as, oxide compositions could be calculated.     

易切削结构钢中非金属夹杂物与切削性能的相关性

本文以钙硫系易切削结构钢为主要研究对象,借助于定量图像分析仪、电子探针、扫描电镜等仪器和设备,探讨了钢中非金属夹杂物与钢切削性能的相关性。研究钢中非金属夹杂物尺寸对刀具寿命的影响,结果表明:本试验条件下夹杂物对刀具寿命的临界影响尺寸为8μm。还研究了非金属夹杂物的间距、均匀性及数量对刀具寿命的影响。
最后,建立了描述非金属夹杂物特征参数与刀具寿命关系的数学模型。
试验表明,刀具寿命（T）主要受钢中非金属夹杂物有效颗粒数（Ne）和分布均匀度（H）的影响。     

连铸工艺开发SAE1141汽车用易切削钢

采用EAF—LF—CC工艺生产SAE1141汽车用易切削钢,对连铸坯内在质量、轧材表面质量等问题进行了控制,并对连铸、连轧生产的SAE1141钢进行了各项性能的检测,钢材性能可满足汽车零部件的要求。采用连铸工艺生产SAE1141,在成材率方面比模铸提高10％以上。连铸时要采取措施防止水口结瘤及连铸坯表面裂纹。为提高切削性能,连铸时需对硫化物形态进行控制。