镧对16Mn钢中夹杂物和组织的影响

在高温钼丝炉内向16Mn钢中加入不同含量镧进行脱氧。利用SEM、EDS和OM测试并研究La含量对钢中夹杂物的成分、大小分布及试验钢组织的影响,并探讨了钢中含镧夹杂物诱发晶内针状铁素体形核机制。结果表明,随钢中镧含量增加,夹杂物依次转变为LaAlO3、La2O2S和La2S3。试样经镧处理后,钢液在1600℃时保温180 s,夹杂物最为细小且弥散。钢中晶内铁素体含量随镧含量增加先增大后减小,最佳镧含量约为0.014%(质量分数)。钢中含镧夹杂物周围形成贫Mn区,促进晶内针状铁素体形核。     

Mg对X80管线钢夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响

在实验室条件下,对X80钢进行了镁处理和热处理试验,分析了镁对钢中夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,镁处理后,钢中钙铝酸盐类夹杂物含量减少,MgO·Al₂O₃夹杂物含量增加。Mg含量进一步增加,钢中会形成MgO夹杂物,导致MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物含量减少。镁处理对钢中硫化物、碳化物和氮化物的类型和含量影响不大。镁处理可使钢中小尺寸夹杂物数量增加,夹杂物尺寸平均值减小。镁处理X80钢热处理后,钢中夹杂物主要为尺寸小于1 μm的MgO·Al₂O₃,具有钉扎晶界的作用,从而使镁处理后试样的奥氏体晶粒尺寸明显减小。     

铸造过程中DP590钢大型夹杂物研究

采用大样电解的方法,分析了DP590钢中大型夹杂物的类型、形貌、来源、组成及数量。结果表明,连铸坯中的大型夹杂物主要有简单的CaO-Al_2O_3型夹杂和含Na、Mn、Mg、Ti、As及S的CaO-Al_2O_3复合夹杂物,其主要来自于Ca处理后的脱氧产物及脱氧产物上浮到结晶器液面的卷渣。大型夹杂物的形状均呈不规则形状,以角状和颗粒状为主,少部分呈球状,粒径均在50~700μm之间。稳态坯中大型夹杂物含量为30 mg/10 kg,处于正常水平。头坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高36.7%。混浇坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高13.3%。尾坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高16.7%。头坯中粒径大于300μm夹杂物占头坯中所有大型夹杂物的50%。稳态坯、混浇坯和尾坯中各粒度大型夹杂物所占铸坯类型的比重相差不大。     

超低硫X65管线钢中非金属夹杂物研究

对本钢超低硫X65管线钢中夹杂物的研究结果表明,LF精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的Al2O3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分Al2O3夹杂物中出现TiO、SiO2、MnS等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量MgO、SiO2或MnS等的2~50μm的球形mCaO.nAl2O3,部分为Al2O3、MnS、CaS或CaS-MnS。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mCaO.nAl2O3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的Al2O3、MnS和CaS夹杂物等。     

金属铁熔融过程中镁脱氧产物的特性

在高温钼丝炉内向铁液中分别加入NiMg和SiMg合金进行脱氧,分析过程中溶解氧、全氧、残镁量及夹杂物随时间的变化,并与铝脱氧进行对比。结果表明:加入0.05%的SiMg合金处理后,铁液中溶解氧含量(质量分数)为1.5×10-6,全氧含量为1.9×10-5;经SiMg与NiMg合金处理的试样中夹杂物变化基本相同;加入镁合金并保温15min后凝固试样中夹杂物尺寸明显减小,约为2μm,其成分由Mn-Si-Al复合氧化物转变为Mg-Al尖晶石类夹杂物;加入Al并保温15min后,凝固试样中夹杂物尺寸较大,约为5μm,成分为纯Al2O3夹杂物;SiMg合金处理的试样中单位面积上夹杂物数量最少,钢中夹杂物最为细小、分散。     

Mg合金在炼钢过程应用研究

采用镁铝铁合金在实验室高温炉进行了脱氧试验;镁铝合金在炼钢厂超低碳钢生产中开展了工业脱氧试验。与铝脱氧钢的夹杂物类型和分布进行对比,含镁合金脱氧生成的脱氧产物以Al-O和Al-Mg-O为主,粒径更细小,夹杂物分布更加弥散,钢中Al2O3夹杂物聚集程度明显降低,Al-Mg-O夹杂对氧化铝夹杂起到分散作用。镁铝合金在超低碳钢钢种进行的推广应用,表明镁铝合金脱氧罐次的冷轧板均没有出现夹杂废品。     

镁处理对低碳钢中夹杂物和组织的影响

对低碳钢进行镁处理,利用SEM-EDS研究钢中夹杂物的形貌、成分和尺寸分布,通过金相显微镜观察钢的微观组织。结果表明:镁处理后,Mg-Al复合夹杂物以MgO-MgO·Al_2O_3固溶体形式存在;钢中66%的夹杂物尺寸小于3μm;单位体积夹杂物数量提高了17.3%;通过对比观察Mg处理后钢样的金相显微组织,发现Mg-Al复合夹杂物能够有效诱导晶内针状铁素体形核。     

铝对含钛微合金钢成分控制及夹杂物形成的影响

自主设计了不同Al含量的含钛微合金钢，采用火花源光电直读光谱仪检测了每炉钢的化学成分，分析了Al含量对试验钢中O和Ti含量的影响规律；利用OM、SEM观察了试验钢夹杂物形貌并进行了能谱分析，研究了Al含量对试验钢夹杂物形成的影响规律。研究结果表明：随着Al含量的增加，钢中Ti氧化物夹杂逐渐减少，Ti主要以TiN及TiC的形式存在，收得率得到提高；当Al质量分数大于0.033 7%时，Ti的收得率均高于90%；当Al质量分数控制在0.033 7%~0.060 6%时，脱氧效果较好，并可降低夹杂物数量、减小夹杂物的尺寸。     

铝对含钛微合金钢成分控制及夹杂物形成的影响

自主设计了不同Al含量的含钛微合金钢，采用火花源光电直读光谱仪检测了每炉钢的化学成分，分析了Al含量对试验钢中O和Ti含量的影响规律；利用OM、SEM观察了试验钢夹杂物形貌并进行了能谱分析，研究了Al含量对试验钢夹杂物形成的影响规律。研究结果表明：随着Al含量的增加，钢中Ti氧化物夹杂逐渐减少，Ti主要以TiN及TiC的形式存在，收得率得到提高；当Al质量分数大于0.033 7%时，Ti的收得率均高于90%；当Al质量分数控制在0.033 7%~0.060 6%时，脱氧效果较好，并可降低夹杂物数量、减小夹杂物的尺寸。     

ZM6镁合金铸件夹杂物表征及其对拉伸力学性能的影响

夹杂是影响ZM6镁合金铸件力学性能的重要因素。通过拉伸试验测试含有夹杂缺陷ZM6镁合金的力学性能,对试样断口宏观形貌和微观形貌进行观察,测量夹杂物尺寸,定量研究夹杂物的等效直径对抗拉强度和伸长率的影响,建立抗拉强度和伸长率分别与夹杂物等效直径之间的函数关系,并采用ANSYS软件建立含有不同夹杂物尺寸的ZM6镁合金有限模型。结果表明：ZM6合金中的夹杂物主要为氧化镁;等效直径能够很好的表征夹杂物尺寸,随着夹杂物等效直径的增大,抗拉强度和伸长率会随之降低;有限元模拟表明夹杂物和基体界面位置存在明显应力集中,且位于基体较薄界面位置,可较准确预测含不同尺寸夹杂物的合金拉伸性能,拉伸应力应变曲线偏差5%之内,抗拉强度预测误差小于10%。     

提高连浇炉数对汽车板洁净度影响分析

对汽车板提高连浇炉数到10炉后钢水洁净度及耐火材料使用情况进行现场工业试验,分析了10炉连浇浇铸过程中T[O]、钢水中[N]质量分数变化,夹杂物分布情况,并对浇铸后耐火材料使用情况进行了分析。研究结果表明,开浇第1炉T[O]质量分数控制在28×10－6,[N]质量分数为18×10－6,T[O]平均质量分数为28.1×10－6,整体控制较好;[N]质量分数控制稳定在17.2×10－6左右。开浇第一炉夹杂物数量并不多,第1炉达到6.46 个/mm2,最后1炉夹杂物分布情况为9.06 个/mm2,整体控制水平较好。10炉连浇后塞棒及中间包工作层厚度耐火材料均可满足现场工艺要求。     

IF钢夹杂物演变和头尾坯洁净度研究

分析IF钢头、尾坯离端部不同距离氧、氮含量、夹杂物评价,为头、尾坯合适的切头、切尾、如何修磨提供依据。钢水从RH出站至凝固过程中大颗粒复合夹杂物不断去除,热轧材夹杂物主要是氧化铝、氮化钛。头坯离头端2.5 m以后,尾坯离尾端1 m后,D类夹杂减少,头坯D类夹杂评级比尾坯波动大;头坯[wT[O]、][w[N]]高于中间坯18×10－6、8×10－6、尾坯[wT[O]]高于中间坯2×10－6。头坯离头端1 m后,夹杂物少于15 个/mm2,粒径4.4 μm,尾坯上离尾端1 m后,夹杂物少于10 个/mm2,粒径5.1 μm,尾坯洁净度好于头坯。     

钇基稀土对高强船板钢夹杂物及低温冲击性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析方法,研究了钇基稀土含量对EH36高强船板钢夹杂物和低温冲击性能的影响。结果表明,EH36钢中添加适量稀土能够显著提高钢材的低温冲击性能。钢中稀土含量为0.018%(质量分数)时,-40 ℃横向冲击性能提高了59.4%,-60 ℃横向冲击性能提高了65.7%。低温冲击断口形貌由无稀土钢样的解理断面转变为韧窝断口,韧窝底部的细小球状稀土复合夹杂物对裂纹扩展起到缓冲作用,阻碍了裂纹的扩展。同时,稀土可以将EH36钢中长条状Al₂O₃-CaO-MnS夹杂物变质为细小的类球状稀土夹杂物,夹杂物粒径从约5 μm细化到3 μm以内。     

BH钢精炼结束到中间包过程增碳控制研究

为控制BH钢精炼结束到中间包过程的增碳量,分析了钢包内衬、中间包覆盖剂、中间包内衬等因素对BH钢钢液增碳的影响。通过分析表明,钢液的增碳量随着钢包砖衬碳质量分数的降低而下降,将包壁和包底的碳质量分数控制在0.5%以下,渣线部位的碳质量分数低于5%可以大幅度减少钢包耐材向超低碳钢液增碳效果,钢包的增碳量随着包龄的增加而降低。建立钢水覆盖剂的传热模型,将覆盖剂成分控制在高碱度低熔点区域[（wSiO2≤5%,][wCaOAl2O3/wAl2O3＝1～1.5,][wCaF2＝5%）]来增大熔融层的厚度从而减小富碳层与钢液接触的概率。通过应用无碳长水口和中包工作层使用涂抹料,精炼结束到中包增碳量平均减少1.4×10－6～1.5×10－6,增碳不超过3×10－6比例由36%～44%提升至60%以上。     

非稳态浇铸条件下IF钢铸坯中大型夹杂物分析

应用了大样电解、扫描电镜、能谱分析等方法,研究了转炉—RH—连铸工序生产IF钢的头坯、交接坯、尾坯中大型夹杂物的质量分数、粒径、来源,并与正常坯进行了对比。结果表明：非稳态浇铸条件下,头坯的大型夹杂物质量分数最高,平均质量分数是正常坯的3.15倍,其次是交接坯和尾坯,平均质量分数均高于正常坯。本次试验只有头坯和尾坯中发现大于300 μm的大型夹杂物,且在头坯中质量分数最高,质量分数为7.47×10－7。交接坯中大于80 μm粒径的夹杂物高于正常坯,而正常坯中则以小于80 μm的夹杂物为主。头坯中大型夹杂物主要来源于结晶器卷渣、耐火材料、中间包渣、引流砂;交接坯和尾坯中大型夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包渣;正常坯中大型夹杂物的来源主要是水口结瘤以及结晶器卷渣。     

铈在253MA耐热钢中赋存状态的热力学分析

基于多相多组元反应平衡原理及凝固过程固液相界面的溶质再分配理论,建立了稀土耐热钢凝固过程中夹杂物析出与溶质元素微观偏析的耦合热力学模型,并通过工业试验验证了该模型的准确性。利用该模型系统研究了在不同铈含量、氧含量、硫含量条件下253MA耐热钢中固溶的铈含量。在本模型计算条件下,为保证耐热钢中较高的固溶铈含量,铈添加量(质量分数)须在0.025%以上;钢中的氧硫的质量分数应满足[%O]+[%S]0.009([%O]0.0046)及2[%O]+[%S]0.014([%O]0.0046)。     

Inclusion chemistry and morphology in shielded metal arc (SMA) steel weld deposits

The composition and morphology, and the size and distribution of the nonmetallic inclusions found within a series of shielded metal arc (SMA), C-Mn steel weld deposits, produced using AWS E7016 type electrodes, have been investigated using transmission electron microscopy (TEM) and associated x-ray microanalysis techniques. The majority of the inclusions were ≈ 0.1 μm to ≈ 1.0 μm in diameter, and microanalysis generally showed them to be rich in Mn, Si, and Ti, with lower levels of Al, Cu, and S. Most of the inclusions were heterogeneous, often containing Mn- or Cu-rich sulphide globules embedded in their surfaces.Inclusion composition could be related to that of the overall weld deposit, in a similar manner to that described previously for inclusion compositions and the flux type employed in submerged arc weld deposits. Specifically, the Ti content, Mn content, and the Mn/Si ratio of the inclusions could be related directly to that of the overall weld composition. Varying the basicity index (BI) of the electrode coating was found to have little effect on inclusion composition.No correlation was found between inclusion size and composition, although large inclusions (say ≥4 μm in diameter) were generally found to have atypical compositions, often indicating the presence of significant levels of elements such as Al, K, Ca, and Na. A further precipitate or inclusion type was found to be a feature of all the welds examined, namely a distribution of fine copper sulphide particles (≤100 nm in diameter).In addition, the observation of acicular ferrite nucleation events frequently showed them to be associated with the surface Mn- or Cu-rich inclusion globules of inclusions ≥0.2 μm in diameter.