真空碳脱氧碱性平炉钢大型电站转子锻件质量的研究

本文叙述了在真空铸锭过程中,采用真空碳脱氧的方法,处理碱性平炉冶炼的电站转子钢的试验情况,着重研究了真空碳脱氧处理的碱性平炉钢电站转子锻件的质量。①同酸性平炉冶炼的转子比较,非金属夹杂物含量比大气浇注降低77%,比真空浇注降低27％;②改善了硫化物夹杂的形状和偏析率,沿锻造变形方向,硫化物多呈球形或纺锤形,硫印和点状偏析评级从2～4.5级下降到0～2.5级,③断面收缩率在纵向提高6%,在切向提高13%,在径向提高7％;④冲击韧性在纵向提高6％,在切向提高31％;⑤脆性转变温度从58℃下降到14℃。鉴于碱性平炉能大量去除磷、硫,能提供锑、锡、砷、铅等有害元素非常低的钢液,采用真空碳脱氧后,碱性平炉同碱性电炉一样,能够取代酸性平炉,生产质量稳定的优质、大型电站转子锻件。     

真空碳脱氧转子锻件中的缺陷夹杂物

转子锻件中,技术条件所不允许的缺陷,主要由非金属夹杂物所引起。工业条件下从钢液中去除夹杂物,受到很多因素的影响。目前发表的许多研究资料,往往是相互矛盾的。本文通过对28根真空碳脱氧的碱性平炉转子中有严重缺陷的9根转子锻件的研究,论述了这类缺陷夹杂物的特性以及与冶炼工艺和真空碳脱氧参数的关系,试验并分析了它们的来源和形成机理,并提出了在碱性平炉真空碳脱氧处理的条件下,降低夹杂物的措施。     

热加工对硫化物及氧化物夹杂的影响

随着制造业的发展,人们对钢材的质量提出了更高的要求,而夹杂物是影响钢材质量十分重要的因素之一.特别是对高强钢而言,夹杂物对其韧性的影响更加敏感.因此,研究冶炼过程中对夹杂物的控制及后续热轧和热处理工艺对钢中夹杂物的影响,是钢铁材料制造和加工过程中的一个重要课题.夹杂物对钢材的强度、塑性、韧性、抗疲劳性能、耐腐蚀性能都会产生重要影响.要减少夹杂物对钢材性能的影响,需从优化冶炼工艺开始.随着气泡去除夹杂物技术、真空碳脱氧技术及中间包电磁搅拌技术在冶炼过程中的应用,钢材中的夹杂物含量明显降低.然而,在目前工业化的生产环境中,仍然无法实现将钢中的非金属夹杂物完全消除.目前的研究已经表明,热轧和热处理过程对夹杂物也有重要影响,这对进一步控制夹杂物的尺寸、分布、形态,达到减轻夹杂物对钢材性能影响的目的具有重要的意义.因此,目前除了发展新的冶炼工艺以进一步降低钢中的夹杂物含量外,研究和阐明热加工工艺对夹杂物的影响也是研究重点.文中归纳了冶炼过程中先进的夹杂物控制技术及其原理,评述了热变形和热处理过程对夹杂物的数量、尺寸、分布、形态特征及类型产生的影响,对研究钢材在制造、加工过程中夹杂物的变化规律及控制具有参考价值.     

钢液预处理→120t转炉→钢包精炼→真空脱气→连铸流程生产GCr15轴承钢的纯净度

对7炉采用钢液预处理→120t转炉→钢包精炼→真空脱气→连铸流程生产的GCr15轴承钢进行了氧、氮及残余元素含量分析、非金属夹杂物评级、夹杂物电子探针观察和能谱分析以及电解夹杂物等分析。结果表明:采用该流程生产的GCr15轴承钢的纯净度较高,尤其是氮元素含量和残余元素含量均比电炉流程生产的GCr15轴承钢明显降低;钢中的夹杂物主要是铝酸钙和氧化铝,也有少量的硫化物和氮化物,而且总是以复合夹杂物的形式存在。     

电渣重熔马氏体时效钢中的非金属夹杂物研究

本文应用电子扫描法(SEM+EDS)和金相法,对真空感应熔炼(VIM)及随后进行电渣重熔(ESR)的改进型18NiNb马氏体时效钢中的非金属夹杂物进行了定性和评级分析。结果表明,电渣重熔对去除钢中的硫化物和尺寸较大的单颗粒夹杂效果明显,电渣重熔后钢中的夹杂物主要为细小的氧化物夹杂,数量明显减少、且呈弥散分布,进一步提高了18NiNb合金钢的钢锭质量。     

大锻件内非金属夹杂物的形成及防止措施

介绍了大锻件内非金属夹杂物的形成过程,非金属夹杂物的机械性能和特性对钢质零件内在性能的影响及防止非金属夹杂物产生的措施.     

炼钢脱氧制度对碳锰钢坑孔腐蚀扩展的影响

选用脱氧制度不同的碳锰钢,通过冶金分析考察了试验用钢的冶金特点、夹杂物及组织特征,分析了冶金工艺对组织及夹杂物类型的影响。通过挂片试验比较了不同脱氧制度钢的坑孔腐蚀速度,并结合闭塞腐蚀电池及特殊的金相分析方法,研究了脱氧制度对蚀坑扩展的影响及影响机理。结果表明,炼钢脱氧制度对锰铌钢的组织与夹杂物有重要影响,沸腾钢脱氧差,硫化物夹杂为土豆状Ⅰ类硫化物;镇静钢脱氧程度高,其硫化物夹杂为共晶态Ⅱ类硫化物,轧制后为条片状;半镇静钢的脱氧情况介于前二者之间,硫化物夹杂轧制后为短条状或长雪茄状。随着钢的脱氧程度下降,在同样外阴极极化条件下,其闭塞腐蚀电流减小。挂片结果表明,脱氧程度较差的半镇静锰铌钢的耐蚀性明显优于镇静锰铌钢,它们之间的局部腐蚀程度差异基本与室内闭塞腐蚀电池测试结果相同。     

浅析硬线钢中非金属夹杂物

硬线盘钢制品对钢的纯净度,夹杂物的尺寸、分布以及形态都有严格的要求,非金属夹杂物又是影响硬线钢质量的主要因素之一。本文通过介绍硬线钢中非金属夹杂物的来源和分类,分析了不同类型夹杂物的形成机理及形貌,指出了非金属夹杂物对硬线钢的影响和危害。     

非金属夹杂物对钢性能的影响

本文分析了钢中非金属夹杂物的形成以及非金属夹杂物的分布状态与材料性能的关系,钢中非金属夹杂物对加工工艺的影响和性能改善的方法,以及在选材时对非金属夹杂物的综合因素分析。     

FGH96合金反复镦拔与挤压缺陷对比分析

对FGH96合金反复镦拔变形与挤压变形两种制坯工艺的夹杂缺陷水平进行了比较,并分析了不同变形状态下非金属夹杂物的形变特性。结果表明:反复镦拔变形后,锻件内检测到的非金属夹杂物数量有不同程度的增多,超标缺陷成倍增长;而FGH96合金挤压+等温锻造变形后,锻件内检测到的非金属夹杂物数量明显减少,纯净度水平有大幅提高。从微观夹杂物形貌的变形特性来看,等温锻造变形时在垂直于变形方向合金中夹杂物缺陷的尺寸增大;反复镦拔变形时,合金中原有非金属夹杂物缺陷聚集使可检测到的缺陷面积增大;而在挤压变形过程中,夹杂物缺陷在挤出方向被拉长成不连续的线状,每个方向上夹杂物的面积均减小;FGH96合金挤压+等温锻造变形后夹杂缺陷的大小主要由挤压变形后夹杂缺陷破碎情况决定;因此大挤压比变形可有效破碎合金中非金属夹杂物,改善锻件质量。     

稀土处理对Mn-V-Ti钢点蚀性能影响的研究

实验室冶炼了5炉稀土处理及未处理的锰系低合金船体钢,并收集了一种工业生产的同种钢。通过冶金分析、极化试验、闭塞电池试验及挂片试验,研究了夹杂物变性对钢材点蚀诱发及扩展的影响;结果表明:钢中夹杂物是点蚀的诱发源,硫化物夹杂物的数量对钢材的点蚀性能有显著影响。稀土硫化物夹杂数量少,体积小,能显著降低钢的点蚀诱发敏感性,降低钢的蚀坑扩展速度,提高钢的耐蚀性。     

钢中非金属夹杂物及其金相检验

对钢中非金属夹杂物按来源、化学成分和形态进行了分类,并依据金属学原理讨论了非金属夹杂物的危害以及对钢的各种性能的影响,详细介绍了各类非金属夹杂物的形态特征和分布特点以及在光学显微镜明场、暗场和偏光下的颜色,最后简单介绍了非金属夹杂物检验标准GB/T10561-2005的主要内容和技术要点。     

高铁弹条钢夹杂物塑性化控制的热力学分析

提高高铁弹条钢的疲劳性能,除了要求弹条钢具有较高的纯净度外,还必须控制弹条钢中的非金属夹杂物。弹条钢中存在的脆性和不变形非金属夹杂物是弹条钢疲劳断裂的重要原因,所以必须控制弹条钢中的夹杂物为低熔点和具有良好的变形能力。借助Factsage热力学计算软件对1873K时钢液与夹杂物间的平衡进行了计算,确定了生成具有良好变形能力的低熔点CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物所需要的钢液成分。结果表明：将夹杂物的成分控制在CaO-SiO2-Al2O3系的低熔点区域2中时,钢液中的溶解氧含量为（1～3）×10^-6,远远低于将夹杂物成分控制在低熔点区域1中时的溶解氧的含量,此时可以同时实现夹杂物塑性化和钢液纯净化的要求。     

钢中非金属夹杂物对疲劳性能的影响

本文研究了38CrMoAlA和30CrMnSiA两种钢中所含夹杂物对疲劳性能的影响。研究结果表明:在夹杂物含量基本相同的条件下,夹杂物的大小、形状及分布特徵对疲劳寿命具有明显的影响。夹杂物的颗粒大小直接支配着裂纹的成核与扩展,当夹杂物的平均直径大于40μm时,由夹杂物引起疲劳失效的比率可达95％以上。因此,在控制夹杂物含量的基础上,通过减小夹杂物颗粒尺寸和改变不利的几何形状及分布,可减缓夹杂物对疲劳性能的有害影响。     

X80管线钢中非金属夹杂物的检验及其对钢性能的影响

根据GB／T10561--2005并结合检验实例,介绍了X80管线钢中各种非金属夹杂物的形态及其特征;并分析了夹杂物对钢性能尤其是焊接性能的影响。结果表明：X80管线钢中含有GB／T10561--2005中规定的A,B,C,D及DS各类夹杂物;钢中的夹杂物除了对力学性能和耐腐蚀性能有影响外,对X80管线的钢焊接性能影响也较大。     

非金属夹杂物特性对钢铁材料疲劳性能影响的研究进展EI北大核心CSCD

本文综述了非金属夹杂物对钢铁材料疲劳性能的影响及研究现状,从夹杂物的角度出发,首先介绍非金属夹杂物特征提取的最新研究进展,分别从实验测量方法和数学公式科学统计方法两方面进行论述;其次根据夹杂物对于疲劳损伤的主要原理,介绍5种应用较为广泛的定量化分析夹杂物特征参数与钢材疲劳性能的数学模型;然后以夹杂物的形貌特征、力学性能以及与基体之间的相互作用为出发点,探究非金属夹杂物的特性对重载零件钢材疲劳性能的影响。最后指出从多角度解析非金属夹杂物对钢材疲劳性能的主要作用机理,构建非金属夹杂物对钢材疲劳寿命预测模型是未来该领域的研究重点。     

夹杂物特征参数对40CrNi2Mo钢塑性的影响

用定量金相、扫描电镜和能谱分析等方法获取了用2种工艺冶炼的40CrNi2Mo钢中夹杂物尺寸特征参数,研究了这些参数对钢塑性的影响。结果表明:由于夹杂物的体积分数和尺寸比较小,夹杂物间距的增大,在塑性断裂时由夹杂物形成的微孔洞很难以内颈缩形式聚合,微孔洞间的局部剪切也不容易扩展。由此判断,真空自耗重熔钢的断面收缩率比电渣重熔钢的高。钢中的夹杂物对其均匀延伸率、形变硬化指数和拉伸强度没有影响。     

国内外钢中非金属夹杂物检验标准解析

介绍了国内外主要的钢中非金属夹杂物检验标准,并对其进行了分析比较。结果表明:国内外非金属夹杂物检验标准虽然很多,但其评价方法基本可归纳为两大类,即最差视场法和平均视场法,前者较适用于夹杂物的常规检验,后者则适用于特殊重要件或纯净度较高钢中夹杂物的检验;然而对于同一视场中的非金属夹杂物含量,不同标准得到的评估结果基本一致。     

0Cr17Ni4Cu4Nb钢中的细小硫化物夹杂及其对策

采用金相分析、扫描电镜(能谱分析)等方法对0Cr17Ni4Cu4Nb钢小型锻件上用无损检测方法检出的磁痕进行了分析.结果表明,该锻件的材质符合国标要求,但存在影响零件使用性能的细小条状夹杂物.通过对原材料的分析评价及锻造试验,探索了沉淀硬化不锈钢中细小条状硫化物夹杂的控制手段,并提出了评价这类夹杂物的补充检验方法.     

钢中夹杂物检验及DIN 50602—1985标准中夹杂物评定方法

介绍了钢中夹杂物的评定方法，分析了DIN 50602—1985标准中夹杂物宽度、长度和OG型夹杂物的评定方法。结果表明：DIN 50602—1985标准规定用夹杂物面积评定夹杂物级别，这样更能凸显夹杂物对钢性能的影响；对于超长的单个串条状夹杂物，建议采用夹杂物整体长度和宽度对夹杂物进行评级，不进行分割降级和额外标注尺寸；根据DIN 50602—1985标准中图1计算了夹杂物面积，再根据该标准中表3计算夹杂物的面积，得出二者对OG型夹杂物的评定界限值基本相同，由此可根据OG型夹杂物的直径来评定夹杂物的级别。