2205双相不锈钢铸坯皮下夹杂物含量探讨

采用金相显微镜(OM)夹杂物自动图像分析软件统计了 2205双相不锈钢铸坯皮下3 mm位置处夹杂物数量和分布,并用扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)分析了夹杂物形貌和成分.结果表明:2205双相不锈钢铸坯中的夹杂物大小以5～15 μm为主,沿着铸坯宽度方向由表层到1/4位置夹杂物数量有增加的趋势;铸坯中的夹杂物...     

含钛微合金钢凝固过程中TiN的析出行为分析

分别从热力学和动力学方面研究了低碳含钛微合金钢凝固过程选分结晶对TiN夹杂物析出的影响。热力学分析表明,液相线温度以上不会有TiN析出;由于凝固过程凝固前沿Ti、N元素富集,凝固分数达到0.377时,凝固前沿固相中开始析出TiN;凝固末期,Ti和N的富集程度进一步增大,固液相中均有TiN析出。动力学分析表明,随着冷却速度的降低,凝固过程TiN夹杂物的尺寸显著增加,当冷速高于50 K/s时,TiN的理论半径为5.5 μm,当冷速低于5 K/s时,TiN的理论半径在17.5 μm以上;固相中析出的TiN为纳米级别。铸坯中TiN析出物主要尺寸为1~5 μm,且大尺寸夹杂主要在铸坯厚度方向的1/4处和中心处析出,这表明铸坯中的大尺寸夹杂物是在凝固过程中析出的。     

连铸板坯凝固过程中夹杂物运动模拟研究

基于CFD建立了连铸过程中钢液流动、凝固及夹杂物运动三维数学模型。考虑铸坯弧形和水口形状,研究了连铸板坯凝固坯壳对钢液流动和夹杂物运动的影响,得出了夹杂物的上浮率及在凝固铸坯上的分布。研究结果表明,铸坯凝固对钢液流场有显著影响。凝固坯壳阻碍钢液向下流动,考虑凝固的钢液回流区更靠近弯月面,钢液流出回流区更趋于向铸坯中心运动;凝固的夹杂物上浮率相对于不考虑凝固的夹杂物上浮率高。     

电磁制动对SPHC钢连铸坯中夹杂物的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱等手段,对SPHC钢连铸坯在浇注过程中使用电磁制动技术对夹杂物的影响进行研究。结果表明:采用电磁制动技术后,在铸坯宽度方向上,边部夹杂物个数约为心部夹杂物个数的2.00倍、约为距边部1/4铸坯宽度处夹杂物个数的2.08倍。在铸坯厚度方向上,夹杂物数量随位置变化趋势与未加电磁制动是大致相同,仅在距上边部1/4铸坯厚度处夹杂物数量明显降低。从夹杂物总个数角度分析,加电磁制动后铸坯夹杂物总个数略有降低。夹杂物的尺寸均为小于20μm,其形状为圆形、方形、少量三角形和不规则多边形。夹杂物主要类型为Al2O3、铝酸镁类、碳化硅类等。电磁制动对夹杂物的形貌和组成没有明显影响。     

镀锡板基板钢铸坯夹杂物的检测与表征

镀锡板产品轧制厚度薄,用于包装的镀锡板需严格把控质量以避免缺陷的产生,故探究用于生产镀锡板所用基板钢铸坯的夹杂物的成分、形貌、尺寸、数量分布规律尤为必要。采用高频水浸超声检测技术对镀锡板基板钢铸坯中夹杂物的尺寸、数量分布进行了检验分析,并结合大样电解、扫描电镜分析方法对镀锡板基板钢铸坯中的夹杂物进行了成分、种类、形貌分析。结果表明,在铸坯内弧1/4处和外弧处有明显的夹杂聚集区,整体范围内夹杂物的数密度为6.25×10^(2)个/m^(3),局部夹杂物的数密度为3.33×10^(9)个/m^(3);大型夹杂物的主要组成为Al_(2)O_(3)及少量SiO_(2)、CaO等夹杂物,此外还发现含有K2O的大型夹杂物。     

中空钻探钢22CrNi3Mo连铸坯断面夹杂物的研究

通过金相、扫描电镜及能谱等检测手段,对中空钢22CrNi3Mo连铸坯断面非金属夹杂物的尺寸、数量、分布、形貌以及成分等进行了检测和分析.结果表明:夹杂物主要集中在边部;距内弧1/4处夹杂物有聚集现象.夹杂物主要为硫化锰,其次为复合脱氧产物铝硅酸盐,以及球状铝酸盐或含镁铝硅酸盐.     

SPHE连铸坯夹杂物的检验和分析

通过枝晶腐蚀、冷酸蚀、热酸蚀、金相、扫描电镜及能谱等检验手段,对SPHE连铸坯中的夹杂物进行了检验和分析。检验发现在连铸坯内弧厚度1/4处有夹杂物聚集带,铸坯中的夹杂物主要为脱氧产物Al2O3,尺寸不大。并提出减少连铸坯夹杂物缺陷的几项措施。     

IF钢板坯表层大尺寸夹杂物的三维分布

IF钢铸坯表层大尺寸夹杂物分布对冷轧钢板表面质量有较大影响。采用ASPEX自动检测法与逐层刨削法研究了IF钢铸坯表层20 mm内中100 μm以上夹杂物的三维分布。铸坯表层20 mm内夹杂物共分成3类,气泡、氧化铝+气泡、块状氧化铝,数量比例分别为72%、26%和2%。结合水模型研究了结晶器内大尺寸夹杂物被凝固坯壳捕获行为,结果表明,在现有浇铸工况下结晶器内大尺寸夹杂物主要集中在上回流涡心处与浸入式水口下部等结晶器“死区”位置。消除结晶器内死区有助于减少铸坯表层大尺寸夹杂物,提高轧板表面质量。     

船板钢铸坯中大型夹杂物的分析

为了解船板钢铸坯中夹杂物含量、尺寸及来源,采用大样电解法提取B、D船板钢铸坯中的大型夹杂物,利用扫描电镜和能谱仪对夹杂物的形貌和组成进行分析,并对尺寸大于50 μm的夹杂物的来源进行了分析。试验结果表明,在铸坯宽度1/4处夹杂物含量最高。铸坯中尺寸大于50 μm的大型夹杂物主要来源于浇铸过程的卷渣,其余为LF精炼过程对钢中夹杂物进行钙处理的产物、浸入式水口及耐火材料侵蚀产物、钢液二次氧化产物。     

异型坯中大型夹杂物分析

在异型坯横截面不同区域取样,采用大样电解、扫描电镜结合能谱分析对莱钢异型坯中大型夹杂物的特征、数量、形状、成份、分布和尺寸等进行了分析;结合LF精炼前后和铸坯中氧、氮变化,对莱钢异型坯清洁度和夹杂物来源进行分析;结果表明异型坯生产采用半敞开式浇铸,二次氧化严重,大型夹杂物主要为MnO-SiO2-Al2O3系夹杂,熔点较低;加上浸入水口为直孔水口,结晶器横截面窄小,异型坯比表面积较大,凝固速度较快等原因,异型坯中大型夹杂数量明显偏高;并且大型夹杂在内弧R角及腹板部分数量较多。连铸生产中,异型坯内弧R角及腹板部位坯壳应力较高,数量较多的大型夹杂物在此聚集,对裂纹形成有促进作用。     

439铁素体不锈钢板坯的夹杂分析

采用逐道创除的方法对439铁素体不锈钢板坯的皮下夹渣缺陷进行分析,运用金相显微镜以及扫描电镜分析了439板坯内部夹杂的情况。由于皮下夹渣的存在,使板坯的修磨率需2．7％以上。内部夹杂物多为TiN,且夹杂物沿板坯厚度方向以及宽度方向对称分布;同时靠近板坯外面区域,夹杂物数量多尺寸小,而板坯中心区域,夹杂物数量少,但尺寸大。     

低碳钢连铸坯质量缺陷分析及改进

使用不同的技术手段对冶金反应引起的非金属夹杂物和连铸坯缺陷进行了分析。结果表明,连铸坯试样中夹杂物分布不均匀,夹杂物的尺寸超过了20μm。一些薄膜状的非金属夹杂物由MnS和CaS组成。薄膜状的非金属夹杂物的形成与金属的脱硫相关。大量的薄膜状的非金属夹杂物主要由MnS夹杂所包起来的镁铝尖晶石组成。这是由于液态金属在脱氧过程中A1和MgO的存在造成的。有必要对于连铸坯在浇注前进行充分的吹氩搅拌。     

Q195热轧带钢凝固冷却过程非金属夹杂物生成热力学及工业实践

为了控制Q195钢中非金属夹杂物在凝固冷却过程的转变,采用ASPEX自动扫描电镜研究了实际生产凝固冷却过程夹杂物的转变,并用FactSage软件理论计算了这一过程夹杂物转变的热力学原理。研究结果表明:Si-Mn-Al复合脱氧Q195热轧带钢中间包内夹杂物主要成分为SiO2-MnO-Al2O3,连铸坯中硫化物夹杂质量分数急剧升高,氧化物夹杂中SiO2质量分数升高,MnO质量分数下降。钢中夹杂物成分与尺寸有明显对应关系,中间包内夹杂物尺寸越大,Al2O3质量分数越多,SiO2质量分数越低;铸坯中夹杂物尺寸越小,MnS质量分数越高,氧化物夹杂尺寸越小,SiO2质量分数越高。FactSage热力学计算表明,在钢凝固冷却过程,钢中会析出SiO2相、Mn2Al4Si5O18相和MnS相,析出相尺寸一般较小,使小尺寸夹杂物中SiO2和MnS质量分数升高,热力学理论计算可以较好地解释夹杂物成分在凝固冷却过程的转变。     

409L连铸坯夹杂物的实验研究与热力学分析

采用金相、扫描电镜对409L连铸坯的夹杂物数量、分布、类型进行实验研究,热力学分析连铸坯中夹杂物形成机理。结果表明：连铸坯上表面夹杂物数量较多,连铸坯边部三角区域的堆状复合夹杂物数量较多;夹杂物类型以TiN、TiN包裹MgO·Al2O3的复合夹杂物为主;当钢中[N]质量分数0.01%、钢液温度1 580～1 600 ℃,生成TiN夹杂所需要平衡[Ti]质量分数为0.124%～0.154%;钢中[Al]质量分数为0.01%,若钢中[Mg]质量分数不小于7.5×10-5%,则钢液中易生成MgO·A12O3,当[Mg]质量分数不小于0.000 7%后,MgO·A12O3转变为MgO。     

轴承钢连铸过程中非金属夹杂物群迁移行为的分析

为了研究轴承钢方坯连铸过程中存在的非金属夹杂物聚集问题,建立了凝固过程的流-固耦合模型,采用数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了浇注过程中夹杂物族群的迁移行为。结果表明,在断面、结晶器搅拌强度和浸入式水口对比方面,较大断面、较强搅拌和带侧孔的水口对改善铸坯中10 μm以下的夹杂物比较有利,5～10 μm级别夹杂物最易被初生坯壳捕捉。结果显示,5 μm以下的中间包钢液中微观夹杂物数量过大,在浇注过程中会促进夹杂物族群间的碰撞迁移,导致铸坯中20～30 μm级别夹杂物数量增多,但对50 μm以上的大尺寸夹杂物影响甚微;铸坯中该大尺寸级别的夹杂物主要直接来源于中间包。这些研究结果对弄清夹杂物的来源,改善轴承钢疲劳寿命具有重要意义。     

SA508-3钢夹杂物诱导贝氏体形成的原位观察

采用激光扫描共聚焦显微镜原位观察了SA508-3钢连续冷却时夹杂物的析出及贝氏体的形成过程,研究了冷却速度和冷却方式对夹杂物析出及贝氏体形成的影响。结果发现利用激光扫描共聚焦显微镜实验可以在试样表面制备出一定数量的氮碳复合夹杂物Fe(N,C)。随着冷速的提高,视频中出现夹杂物的温度降低,夹杂物的析出量和尺寸增加。采用两阶段冷却方式冷却,快冷时析出大量粗大弥散分布的夹杂物,慢冷时析出大量细小弥散分布的夹杂物。夹杂物能否诱导贝氏体形核与夹杂物的尺寸和分布密度有关。尺寸为1~5μm、分布密度为50~100个/mm~2的Fe(N,C)有利于诱导贝氏体形成。     

汽车齿轮钢8620RH连铸坯中夹杂物研究

利用扫面电镜分析汽车齿轮钢8620RH连铸坯中氧化物夹杂的形貌和化学成分,结合具体的生产工艺,确定直径尺寸不小于25 μm的球状夹杂物是导致圆材B类夹杂物超标的主要原因,且此类夹杂物来源于炉渣。从提高精炼过程夹杂物去除效果和防止非稳态连铸过程卷渣,提高中包去除夹杂物能力等方面制定改善措施。     

板坯连铸机内钢液流动和夹杂物碰撞长大行为

采用数值模拟方法研究了板坯连铸机内钢液流动、夹杂物碰撞聚合行为.由于凝固坯壳的向下运动和上升流股的相互作用,在结晶器窄面附近形成一个角部涡.此角部涡的存在使夹杂物的浓度、数量密度和特征尺寸的分布在结晶器窄面附近产生一个极值.数值模拟结果还表明钢液的对流输运是影响夹杂物分布的重要因素.由于钢液上部回流区的存在,夹杂物分布显现环状特征.在结晶器下部,由于壁面效应和夹杂物碰撞聚合,夹杂物在中心截面上形成"W"形分布,在水平截面上形成"8"字形分布;而在铸坯窄面和水口下方对称面处,夹杂物形成"V"形分布.     

气体保护熔炼条件下Mg-Gd-Y-Zr合金的夹杂物

本文研究了气体保护条件下,常规熔铸的Mg-Gd-Y-Zr合金中夹杂物的形貌、分布及形成原因,并通过计算分析了夹杂物的沉降行为.结果表明,Mg-Gd-Y-Zr合金中有MgO或Y的氧化物为主的球状、簇状、不规则状、线状的复合夹杂物和含熔剂夹杂物,夹杂物的平均尺寸为12.7μm,平均体积分数为0.26%.夹杂物出现的频率随其尺寸增大而急剧减小,尺寸在20μm以下的夹杂物占夹杂物总体积接近85%,尺寸在45μm以下的夹杂物占96%.计算结果表明,夹杂物沉降速率与其尺寸和密度相关;夹杂物密度增大,可使镁合金中夹杂物的最大尺寸减小,计算得到的合金中最大夹杂物的尺寸与实验结果基本一致.     

Ti-Mg复合脱氧对低碳钢中夹杂物及组织的影响

在高温钼丝炉内对实验钢采用Ti-Mg单独及复合脱氧处理,利用带有能谱仪的扫描电镜和光学显微镜研究脱氧产物的成分、大小分布及铸态微观组织的变化,分析夹杂物对晶内铁素体形核以及实验钢奥氏体晶粒大小的影响.结果表明,Ti-Mg复合脱氧后的产物可以作为TiN和MnS的析出核心,形成复合夹杂物;复合夹杂物在冷却过程中可以有效的促进晶内铁素体形核,同时抑制加热过程中奥氏体晶粒的粗化.