真空脱气轴承钢的试验研究

本文对采用真空处理冶炼轴承钢的RH法、VArD法和碱性电炉钢进行了试验研究。结果表明,破坏概率在10％的情况下,RH脱气轴承钢的疲劳寿命是大冶碱性电弧炉钢的1.4倍,VArD脱气轴承钢的疲劳寿命和大冶电炉钢相近,没有明显的提高。RH脱气轴承钢的疲劳寿命之所以得到提高是因为钢中非金属夹杂物分布瀰散,夹杂物由Al和Si氧化物类型组成,并具有硫化物包围氧化物的趋势:而VArD脱气轴承钢和电炉钢非金属夹杂物分布集中并多为Al和Ca的铝酸钙类型夹杂物组成,而铝酸钙盐所形成的点状夹杂物是降低钢材疲劳寿命的主要原因。钢中氧含量在14～30ppm,稳定夹杂物总量在0.011～0.016%之间对疲劳寿命没有显著的影响。非金属夹杂物至工作表面的远近直接影响材料的疲劳寿命,距工作表面越近其疲劳寿命越低。     

渣系中MgO含量对镁铝铁合金脱氧H13钢中夹杂物的影响

采用CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2渣系的精炼渣,研究了渣系中MgO含量对镁铝铁合金脱氧H13钢中夹杂物密度、尺寸和成分的影响。结果表明:采用质量分数5%MgO精炼渣精炼后,钢中的夹杂物最少,密度为55.62个·mm-2,夹杂物尺寸均小于8μm;当MgO的质量分数低于或高于5%时,夹杂物数量都较多,都含有尺寸为8~10μm的大型夹杂物;当精炼渣中MgO的质量分数为0时,钢中夹杂物主要为MgO·Al2O3和Al2O3-SiO2,当精炼渣中MgO的质量分数为5%,8%和12%时,钢中的夹杂物分别主要为MgO·Al2O3和Al2O3-SiO2、MgO·Al2O3和Al2O3-SiO2-CaO、MgO·Al2O3和Al2O3-SiO2-CaO-MgO;通过热力学数据计算得到的与钢中镁、铝相对应的氧化物稳定区图与试验得到的A类夹杂物的成分一致。     

轴承钢生产中的钡合金脱氧工艺

为提高GCr15轴承钢的质量,在生产中采用钢包精炼炉进行钡合金脱氧,并将此工艺生产的钢与钢包精炼炉和真空精炼炉用铝脱氧的钢进行了夹杂物对比分析和疲劳寿命对比试验.结果表明:钡合金脱氧钢的疲劳寿命高于相同氧含量真空和非真空铝脱氧钢的,钢中的夹杂物细小均匀,呈弥散分布,并消除了点状夹杂物;喂钡合金线的脱氧效果优于直接加入钡合金块的,其疲劳寿命最高,最终氧含量达到7 mg·kg-1.     

CeF3对自保护药芯焊丝熔敷金属中夹杂物和韧性的影响

详细研究了CeF3对自保护药芯焊丝熔敷金属中非金属夹杂物尺寸和分布的影响.结果表明,熔敷金属中的主要非金属夹杂物是AlN和Al2O3.药芯中加入CeF3能够细化夹杂物和降低大尺寸夹杂物的数量,加入适量的CeF3能够提高熔敷金属的低温冲击韧度.稀土改变夹杂物在熔敷金属中的尺寸和分布主要是与夹杂物在熔敷金属凝固时的上浮行为有关,稀土能促进大颗粒夹杂物的上浮.     

稀土镧对纯净钢中夹杂物及抗拉强度的影响

为了掌握稀土镧对纯净钢中夹杂物的影响,采用扫描电镜、能谱分析仪、等离子光谱分析仪等对加入稀土镧的纯净钢中夹杂物形态和尺寸及钢的抗拉强度进行了研究。结果表明:当稀土镧加入量在0~0.100%之间时,随着加入量的增加,镧的固溶量增加到0.022 6%,夹杂物中的镧含量增加到0.0200%;随着镧含量的增加,夹杂物由硅酸盐、铝酸盐转变为稀土镧的氧化物、硫氧化物,而且夹杂物形状也由不规则的形状转变为规则的球形;稀土夹杂物的尺寸都小于3μm,夹杂物中的稀土镧含量及钢的硬度、抗拉强度随着钢中稀土镧含量的增加而增加。     

电渣重熔控制H13钢中夹杂物研究

H13钢是热作模具钢中应用最广泛的钢种之一,夹杂物对其性能有危害作用.用金相显微镜、扫描电镜对电渣重熔工艺控制H13钢中夹杂物进行了研究.结果表明:电渣重熔后夹杂物尺寸和数量均有所减少,但产生了新的TiN类夹杂物,形状为三角形和四边形形状.     

Ti对低合金高强钢大热输入焊缝夹杂物的影响

对不同Ti质量分数的低合金高强钢气电立焊焊缝夹杂物进行对比分析,并研究焊缝夹杂物数量、分布、类型对焊缝组织的影响。结果表明,当Ti质量分数由0增加至0.028%~0.038%范围内时,夹杂物得到有效细化,尺寸小于2μm的夹杂物比例大幅度提高,促进了针状铁素的形核。当Ti过量时,小于2μm的夹杂物比例迅速降低,贝氏体转变成为主导。夹杂物中心以氧化物为主,外层包裹物为MnS。随着Ti质量分数的增加,夹杂物中Mn、Si等元素减少,Al、Ti、O质量分数增加,夹杂物中心的氧化物以MnO、SiO2、Al2O3、MgO的次序逐渐转移至边缘,最终被TixOy取代。此过程中,夹杂物由Mn-Si-O转变为Ti-Mn-Al-O,最后转变为Ti-Al-O,并且对于针状铁素体形核而言,完成了无效夹杂物-有效夹杂物-无效夹杂物的转变。     

72A硬线钢丝拉拔裂纹的形成与扩展机制

通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察，分析了72A硬线钢丝拉拔裂纹形成与扩展机制。结果表明：钢丝在拉拔过程中于表面层状非索氏体和大尺寸非金属夹杂物处形成横向裂纹源，钢丝内部游离态铁素体和夹杂物的交互作用形成裂纹扩展通道。净化钢液，消除大尺寸非金属夹杂物；优化热轧工艺，消除游离态铁素体可避免拉拔断裂。     

显示及鉴别钢中非金属夹杂物的新方法

钢中非金属夹杂物,严重地影响钢的质量。因此,研究钢中非金属夹杂物,对控制产品质量是很重要的。而显示鉴别钢中非金属夹杂物又是研究钢中非金属夹杂物的前提。为此我们进行了(1)用电解抛光法显示钢中非金属夹杂物;(2)用硫化物薄膜沉淀法及硝酸银溶液处理法鉴别钢中硫化物夹杂的试验。     

45钢中非金属夹杂物的鉴别

钢中的非金属夹杂物对钢的质量影响很大,钢中不同类型的夹杂物对钢的性能的影响也不同,在实践中必须区分开不同类型的夹杂物。 我厂生产的曲轴是用45钢经锻打成形的,金相分析时发现其中有一条粗大的非金属夹杂物,初看时,发现夹杂物太大,不敢肯定夹杂物的性质。为了     

夹杂物尺寸及位置对51CrV4弹簧钢疲劳寿命的影响

用能谱仪、扫描电镜分析了51CrV4弹簧钢的疲劳断口,研究了夹杂物尺寸及位置对该钢疲劳寿命的影响规律。结果表明:51CrV4试验钢的疲劳强度为702.5MPa,在保证试样表面没有划痕和麻点的情况下,疲劳裂纹主要起裂于椭球状且塑性较低的复杂氧化铝夹杂;在夹杂物尺寸越大和距离表面越近的情况下,其疲劳寿命越低;在710MPa应力水平下近表面夹杂物的临界尺寸为5.47μm。     

复杂形状夹杂物对动车组车轮辋裂的影响

以CRH5型动车组轮轴为研究对象,研究了夹杂物的形态对轮辋局部应力和轮辋裂纹成核的影响。结果显示,夹杂物棱角角度越小,夹杂物周围应力水平越高;夹杂物的厚度越小,半径越大,夹杂物周围最大等效应力越大,越易引起局部应力集中,导致疲劳裂纹易于萌生。利用有限元法和曲线拟合方法得到不同工况下夹杂物的临界尺寸,研究发现:不同工况下夹杂物的临界尺寸不同,弯道工况下的临界尺寸最小,夹杂物的尺寸超过临界尺寸时,裂纹才会萌生。     

夹杂物几何特征对拉伸过程中X80管线钢中裂纹萌生及扩展的影响

采用扫描电镜原位观察的方法,研究了在拉伸过程中X80管线钢中夹杂物的尺寸、形态对裂纹萌生与扩展的影响。结果表明:在拉伸过程中,夹杂物尺寸越大,夹杂物内萌生的裂纹数量越多,第1条裂纹萌生时的应力越小;夹杂物的形态和尺寸决定第1条裂纹的萌生位置;夹杂物的尺寸、形态对X80管线钢的拉伸强度无显著影响。     

低合金高强度钢药芯焊丝焊缝中夹杂物诱导针状铁素体形核的作用

测量了HSLA钢药芯焊丝焊缝中夹杂物尺寸大小,分布状况,用透射电镜和能谱仪观测了焊缝中夹杂物的形态和化学成分,系统研究了焊缝中AF的形核机理。在药芯焊丝焊缝中,适量的Ni、Mn和Mo有利于提高焊缝显微组织中的AF质量分数,Ni、Mn和Mo的质量分数和焊接线能量对夹杂物的尺寸大小、化学成分影响不大,诱导AF形核、长大的夹杂物是Ti、Mn、Si、Al、Cu形成的氧硫复合物。夹杂物有高能惰性界面,以及夹杂物附近存在很高的应变能,两者共同作用诱导药芯焊丝焊缝中AF的形核。     

09CuPTiRE钢中夹杂物的研究

通过电子探针和金相显微镜，对09CuPTiRE耐大气腐蚀钢中夹杂物进行了研究一结果表明：①符合新铁标要求的夹杂物是保证钢板性能基本稳定的主要原因；②存在一些主要组成为SiO2 Al2O3 FeO CeO2(CeS．LaS) MnS TiN TiS的大尺寸复合夹杂物；⑧稀土元素加入较少致使少量长条状MnS存在。     

硫复合系易切削钢中夹杂物热变形行为的数值模拟

用模拟轧制的方法研究了热加工参数对Ｓ－ＲＥ系易切削钢中夹杂物形态，大小，分布，数量及相对塑性的影响，通过实验结果建立数学模型，利用计算机数据模拟夹杂物的热变形行为，为锻造或轧制过程中的夹杂物预测和控制提供一种新的参考方法。     

轴承钢中Ds类大颗粒夹杂物形成机理及控制研究

研究轴承钢中Ds类夹杂物的形成机理,结合公司实际生产工艺进行精炼渣系优化,缩短真空时间,减少硅钡线使用量等试验.通过扫描电镜区域能谱分析、面扫描手段,对比试验前后Ds类夹杂物种类及演变.试验证明,以上措施能够降低Ds夹杂成分及级别.     

钢轨铝热焊缝的微观缺陷种类和形成机制

通过扫描电镜观察铝热焊接钢轨焊缝拉伸和冲击断口的断口形貌及能谱对缺陷进行成分分析,研究了使用中合格的铝热焊缝的微观缺陷的种类和形成机制。结果表明:微观缺陷主要包括微孔和夹杂,其中微孔由微气孔和微缩孔组成,夹杂物按形态和尺寸分为团簇状夹杂、锥状夹杂、粒状夹杂、积聚物夹杂、丝状夹杂和混合形夹杂。夹杂物的形成原因主要为硫磷含量过高形成偏析物;氧或硅含量过高形成氧化物或硅酸盐;操作工艺不当造成铝热剂熔化不完全形成铁、硅夹杂。     

0Cr13铁素体不锈钢丝在模压过程中开裂的原因

通过对0Cr13铁素体不锈钢丝的化学成分、显微组织、开裂形貌及夹杂物的分布等进行分析,以找到其在模压过程中发生开裂的原因。结果表明:该不锈钢丝的化学成分异常,碳含量较高,铬、锰含量较低;不锈钢丝中存在数量较多的碳化物和聚集分布的夹杂物,碳化物的尺寸为0.3~0.8μm,呈暗灰色颗粒状,夹杂物的尺寸为15~25μm,主要为氧化物、钙镁酸盐及硅酸盐;模压前,不锈钢丝已发生强烈的塑性变形,碳化物在晶界处塞积,组织不均匀,夹杂物与基体的交界处存在应力集中;模压过程中,材料发生塑性失稳,裂纹起源于夹杂物导致的应力集中区域,并向内部扩展,最终导致不锈钢丝发生开裂。     

冶炼工艺对12MnNiVR钢板焊接性能影响

以生产冶炼工艺为基础,研究不同的合金添加方法及添加工艺,通过调整多种合金的添加顺序和添加时机,分析冶炼工艺对钢中夹杂物的数量、尺寸、类型的影响规律,探索冶炼工艺对大热输入焊接性能的作用机理。新冶炼工艺生产钢板,小尺寸夹杂物数量多,钢中大量夹杂物钉扎奥氏体晶粒长大的作用明显;夹杂物中多含Ti的氮化物或氧化物,并同时含有MnS;大热输入焊接热循环后,HAZ韧性远高于传统工艺生产钢板。