模铸轴承钢线材中心黑点产生机理及对策

中心偏析是钢锭凝固过程中常见的主要缺陷,对材料最终性能有显著影响。钢锭尺寸越大,凝固时间越长,偏析程度越严重。模铸生产的轴承钢GCr15线材产品易出现中心黑点缺陷,经过试验检测、现场测温和数值模拟等手段分析,确认黑点缺陷是由于模铸帽口中心碳、铬等元素偏聚引起的。在采取降低浇铸过热度、加强帽口保温和钢锭带模热送等工艺措施后,基本解决了黑点缺陷问题。     

18CrMnTi钢的缺陷原因分析

由于钛的不良影响,18 CrMnTi钢比一般结构钢的冶炼缺陷较多。在钢锭上经常发现表皮气孔、结疤、冷凝和裂纹,液渣保护浇注时,还常出现渣环和包渣。在钢坯表面上则出现环纹(不保护浇注的钢锭)、三角形裂口(渣保护浇注的钢锭)。在低倍检查时发现有:钛夹杂(一般钛疏松)、皮下气泡(皮下钛疏松)、缩孔、夹层以及钛翻皮等。本文汇集了有关上述缺陷的实物照片,并对缺陷原因进行了简要分析,并根据缺陷原因提出应采取的措施,以提高该钢的质量。     

数值模拟在优化模铸浇注工艺中的应用

在模铸生产过程中,钢液浇注过程的任意参数波动均会引起钢锭内部及表面质量问题。而随着计算机应用在工业技术中不断拓展,运用计算机数值模拟研究钢液浇注过程,能很好地预见钢锭浇注过程中会出现的问题,特别是浇注初期的钢液流场情况。研究表明,通过优化工艺条件,可有效改善钢液浇注控制条件,提高钢锭质量。     

从钢锭结晶理论出发讨论38crMoAlA钢点状偏析成因

38CrMoAlA钢材上,出现的低倍点状偏析,是C、S、P元素的正偏析,和以铝元素的负偏析的集合体,是区域偏析的一种。试验数据指出:在电弧炉冶炼和模铸条件下,38CrMoAlA钢点状偏析的形成,和钢锭结晶条件有密切关系,只要从生产工艺上,控制适当的钢液的过热度,缩小液固两相线的温差,缩短液固二相共存区存在的时间,创造良好的结晶条件,限制柱状晶体的发展,可以有效地解决165～170园方大尺寸钢材上的低倍点状偏析质量问题。     

WB36厚壁无缝钢管低倍组织气泡分析及工艺研究

采用扫描电镜、磁粉和超声探伤以及性能测试等方式对WB36厚壁无缝钢管低倍“气泡”形成的原因和实际影响进行了分析研究。结果表明：低倍组织气泡产生的原因主要有脱氧不良、浇注温度高、钢包和耐火材料受潮等,气泡在宏观下呈短线状暗色条纹,微观下为圆形或椭圆形孔洞,主要分布于对应钢锭头部接近冒口端部的钢管近内壁至1/2壁厚处。轻微的气泡采用磁粉、渗透、超声波探伤均无法检出,对钢管的室温力学性能影响较小。WB36钢浇注温度控制在1590℃以下,保证VD精炼67 Pa保持时间不少于15 min、发热剂和保温材料水分含量小于0.1%能够有效防止低倍组织气泡缺陷产生。     

高性能均质靶板用钢的钢锭凝固数值模拟与生产实践

高性能均质靶板用钢,采用40 t EAF-LF-VD-模铸20 t钢锭—锻造加热工艺流程生产.使用ProCAST铸造模拟软件对高性能均质靶板用钢模铸20 t钢锭的凝固过程进行了数值模拟,分析了钢锭纵向截面疏松缺陷的分布区域和程度,得到大型锻造用钢锭与锻造材料探伤缺陷形成原因,可为生产提供指导依据.结果表明,通过控制模铸过热度和添加冒口发热剂的方法,使高性能均质靶板用钢的锻造用钢锭质量得到提高,在锻造后探伤缺陷得到有效控制.     

钢锭模内吊挂稀土棒的加入方法

钢锭模内采用石墨渣保护浇注、吊挂稀土金属棒的加入方法,是根据稀土元素的化学活性,科学地将稀土金属加入到没有炼钢炉渣、没有耐火材料、没有空气供氧的钢液中。完全避免了水口结瘤、汤道堵塞现象;能显著降低钢中氨含量,消除低倍稀土夹杂物孔洞缺陷;稳定提高稀土回收率达65～85％;钢中稀土分布比较均匀;可使钢中长条状的硫化锰夹杂物转变为20微米以下的细小球状稀土夹杂物。这一加入方法,能稳定稀土在钢中的优良作用。     

钢锭模内吊挂稀土棒的加入方法

钢锭模内用石墨渣保护浇注、吊挂稀土金属棒的加入方法,是根据稀土元素的化学活性,将稀土金属加入到没有炼钢炉渣、没有耐火材料、没有空气供氧的钢液中,完全避免了水口结瘤、汤道堵塞事故,并能显著降低钢中氧含量,消除低倍稀土夹杂物孔洞缺陷;提高稀土回收率达65～85％。钢中稀土分布比较均匀;可使钢中长条状的硫化锰夹杂物转变为20μm以下的细小球状稀土夹杂物。这一加入方法能稳定稀土在钢中的优良作用。     

2.25Cr-1Mo-0.25V钢148 mm厚板尾部分层缺陷分析及控制工艺

采用扫描电镜及电子探针对55 t钢锭成材148 mm厚2.25Cr-1Mo-0.25V钢板尾部分层缺陷进行观察分析,结果表明：分层缺陷是由于模铸保护渣卷入钢液造成的。为减少钢板尾部分层缺陷,对冶炼工艺进行优化,精炼过程中采用碳粉、电石及1.2～2.0 kg/t_钢Al线复合脱氧工艺,真空后软吹12～14 min,采用高粘度、低熔点、高熔速及膨胀系数较大的模铸保护渣。优化工艺后,钢板尾部分层缺陷出现概率分别为11.3%、9.6%、6.9%,分层缺陷导致钢板废品率由原8.1%降至1.7%。     

沸腾钢液铝封顶试验

近年来包钢生产的硅铁封顶钢锭,开坯时出现大量“气囊”废品(即头部夹渣缺陷)。为探讨改进沸腾钢质量,提高成坯率的途径,进行了液态铝封顶的试验。试验结果表明: 1.沸腾钢锭采用液铝封顶取代硅铁封顶可消除钢中大型条状硅酸盐夹杂物,并减少钢锭头部增硅造成的钢材机械性能的差异。液铝封顶低倍组织优于硅铁封顶钢,中心偏析轻微。     

钢锭铸造过程中宏观偏析的研究进展

宏观偏析现象普遍存在于铸造合金凝固过程中,直接影响材料的使用性能。近几十年来,研究工作者们对铸造过程中合金元素的宏观偏析进行了预测和控制研究,其目的是使钢锭中溶质元素的分布尽可能均匀。阐述了钢锭宏观偏析分布形式、形成机理和影响因素,详细地总结了宏观偏析数学模型的发展,介绍了钢锭宏观偏析的控制措施。最后,对铸锭宏观偏析数学模型开发和控制提出了新的发展方向。     

GCr15轴承钢连铸方坯与电渣重熔铸锭的 原位统计分布分析

GCr15轴承钢作为高碳钢,其元素偏析尤其是碳元素的偏析对于钢的组织和性能有很大影响。实验应用原位统计分布分析技术对GCr15轴承钢连铸方坯整个横截面以及GCr15电渣锭的中心区域进行了对比分析,并重点研究了C和Cr元素的偏析情况以及试样表面的疏松情况。通过C和Cr元素含量二维等高图以及统计偏析度的对比分析可知,连铸方坯横截面的C和Cr元素都存在严重的中心偏析现象,同时在中心偏析区域外围观察到由于树枝晶搭桥而造成的环状、不连续的C元素负偏析带;GCr15电渣锭中心区域的C和Cr元素分布则较为均匀,即偏析现象得到明显改善。此外,电渣重熔前后试样表面的统计致密度和统计疏松度表明,电渣锭的致密程度要明显优于连铸方坯。     

成材商品锭质量判定的超声波检测分析与改进措施

应用超声波探伤检测手段,结合高低倍、电子探针等检验方法,找到钢锭锻后成品材超声波探伤检测不合的原因。通过对钢锭冶炼、浇注、冷却制度等工艺的调整,制订出商品锭专用冶炼工艺路线。使得锻比（碳合结钢3.0,高合金钢4.0）得以保证的情况下,商品锭锻后的成品钢材可满足Ⅲ级检测标准要求。     

42CrMo钢大尺寸夹杂物的来源与控制

针对42CrMo合结钢轧材超声波探伤合格率低的问题,利用扫描电镜等设备对探伤不合样品进行分析,发现探伤不合样品中有直径为100 μm左右的球形夹杂物或者尺寸为1 000 μm左右的长条形夹杂物.通过钢液内生夹杂和生产过程接触的原辅料的分析比对,认为大尺寸夹杂物主要由于外来夹杂进入钢液中,最终造成轧材探伤合格率低.通过增...     

含钛焊丝钢冶炼工艺优化

本钢北营炼钢厂在开发高钛含量焊丝钢时,经常出现浸入水口结瘤、铸坯卷渣、钛收得率低等问题,特别是铸坯卷渣严重影响轧后盘条表面质量。分析认为,高熔点的Ti N、Ti O2及Al2O3非金属夹杂物是导致浸入水口结瘤的主要原因。通过控制钢中氮含量、强化精炼渣中脱氧、优化浇注过程工艺等有效手段,提高了高钛含量焊丝钢连浇炉数、盘条成材率等质量指标,优化效果显著。     

Solidification and microstructure of a high alloy stainless steel

The steel considered in the present work can be classified as a 6Mo austenitic stainless steel, which has a much higher corrosion resistance than many other commercially available stainless steels. However, because of macrosegregation during solidification of ingot casting, the high alloy content in the steel, especially Mo, N, C, enhances precipitation of intermetallic phases such asa phase. Such precipitation mainly occurs in the center of the material and has normally no significant effect on mechanical properties or surface corrosion resistance. The introduction of modern production methods such as continuous casting of slabs for stainless sheet production has reduced the macrosegregation tendency and related precipitation. However, the microsegregation in a small scale may be enhanced as the higher cooling rate prevents the diffusion in the solidified region. In the present work, the continuous casting solidification process was simulated in a laboratory gradient     

水电用大厚度钢板Q500DZ35的开发

通过对265 mm厚Q500DZ35钢板成分设计,采用洁净钢冶炼技术、自主知识产权的水冷模铸锭浇注、高温低速大压下轧制工艺及合理的热处理工艺,钢质洁净度高,有害元素残余极低,并有效控制了钢板的组织,细化钢板晶粒,使钢板的综合力学性能均匀稳定,经焊接性能评定试验验证,焊接性能稳定。成功实现了265 mm厚Q500DZ35钢板的批量化生产,保证了钢板的各项质量指标均达到水电站用大厚度高强钢板的技术要求。     

低碳Fe--Mn--Si--Al系TWIP钢的显微偏析行为

利用电子探针对实验室以及工厂冶炼的低碳Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的显微偏析进行系统性检测.结果表明:该TWIP钢的实验室铸锭和工厂AOD电极锭具有明显的枝晶偏析,其中AOD电极锭的偏析程度更高,Mn和Al的最大偏析量分别高达6.8%和2.4%;AOD电极锭经电渣重熔后晶界偏析显著,偏析程度并没有得到明显减轻;最后经工厂高温锻造成型后的锭坯中晶界偏析得到改善.合金成分高和结晶温度间隔宽是产生较大显微偏析的主要原因.该TWIP钢的所有试样均呈相同的偏析规律,Mn为负偏析,Al和Si呈正偏析,且Al的偏析程度最高.通过Thermo-Calc对该TWIP钢的溶质分配系数进行计算,发现Mn和Al理论预测的显微偏析规律与实验所得的规律完全相反.通过实验验证,得出Si含量是影响Mn和Al偏析规律的决定性因素.      

21世纪电渣冶金的新进展

电渣技术经过46年的发展，已形成“电渣冶金”新学科，包括电渣重熔(ESR)、电渣熔铸(ESC)、电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接和电渣复合等。目前世界电渣钢年生产能力120万t，用于生产低合金高强度钢、轴承钢、工模具钢、不锈耐热钢和高温合金。最大电渣锭重200t，正在设计建造360t电渣重熔炉。高压电渣重熔(PESR)和真空电渣重熔(VacESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶生产的大型电渣锭成本是普通电渣锭生产成本的1／4，具有技术和经济上的潜在优势。述评了优质大型电渣锭制备，真空电渣重熔、高压电渣重熔，快速电渣重熔技术的进展和电渣重熔炉型的发展趋势。