镁对非调质钢中组织及硫化物的影响

为了探究不同镁含量对非调质钢中组织和硫化物形态、尺寸、分布及成分的影响,采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜、小样电解等方法,分析了经高温电阻炉冶炼不同镁添加量的49MnVS3非调质钢。结果表明,由于镁蒸气压较高,在实验室冶炼中大量挥发,导致钢中镁的实际平均收得率仅为3.10%;镁的质量分数为0～22×10^-6时,随着镁的质量分数的增加,钢中硫化物形态由Ⅱ类逐渐向Ⅰ类、Ⅲ类转变;钢中硫化物尺寸增大,硫化物的分布均匀性得到显著改善;钢中复合夹杂物比例明显增加,但MnS的比例出现下降;形成了细小弥散的氧化物,增加了奥氏体形核质点,具有细化组织的趋势。     

含Ti复合夹杂物对中碳非调质钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜和能谱仪研究了含Ti复合夹杂物对非调质钢组织细化的影响,测定了含Ti非调质钢的室温拉伸强度和冲击功,并观察了断口形貌.结果表明:Ti的复合夹杂物可以作为晶内铁素体形核核心,细化奥氏体晶粒;加Ti后冲击断口中延性形貌所占面积比例上升,在保持非调质钢强度的条件下使韧性提高约50%.     

非调质钢铸坯中夹杂物的分布

在非调质钢铸坯上不同位置取样,用SEM-EDS和Aspex对试样中夹杂物进行分析统计,并用FactSage软件计算了夹杂物的析出情况,通过分析主要得出以下结论:从铸坯边部到中心,夹杂物的平均尺寸和平均面积逐渐增加,夹杂物密度逐渐减小,氧化物尺寸变化不大,硫化物尺寸逐渐增加。含硫非调质钢中夹杂物类型主要是硫化物和少量的氧化物。氧化物的析出温度为1 400～1 600℃,成分均在三元相图的固态区,不易聚合长大;MnS在1 450℃时析出数量逐渐增多,在1 350℃时开始大量析出;在铸坯凝固过程中,MnS以氧化物为核心形核析出。     

非调质钢中钛氧化物冶金行为

通过热力学计算及实验,研究了含钛汽车用非调质钢在液态和凝固过程中含钛夹杂物的析出规律.研究表明,通过调整非调质钢中O,Al和Ti的含量,可以控制夹杂的形态和尺寸,从而得到细小、弥散非金属夹杂物作为针状铁素体的形核核心,细化钢的组织,提高钢的强度和韧性.     

浅谈汽车曲轴用非调质钢38MnVS6炼钢工艺

通过对38MnVS6炼钢工艺的分析得到:钙处理前应控制Al含量不宜过高,可以增大12CaO·7Al_(2)O_(3)与CaO-Al_(2)O_(3)之间的区域,增强钙处理效果;钙处理前控制较低的氧含量,防止生产大量的CaO;钙处理后补喂硫线生成少量粒CaS,避免大颗粒CaS生成,增加可浇性;采用三段电磁搅拌及加强铸坯冷却可以有效控制硫化物析出,改善铸态组织;通过钙处理后大颗粒夹杂物成分比较复杂,外围为CaS及镁铝尖晶石成分,中间为钙铝酸盐。     

氧含量对易切削钢中硫化物生成行为的影响

通过实验研究了氧含量对硫化物形态的影响.结果表明:随着氧含量的增加,MnS夹杂物的形态由Ⅱ类向Ⅰ类转变,其平均直径和面积分数增大,数量减少,长宽比减小.通过数学模型以及Fe-Mn-S和Fe-Mn-S-O体系的四元相图研究了氧含量对硫化物形态产生影响的机理.在氧质量分数高达0.022%时,凝固初期形成了大量的MnO系低熔点液态氧化物,促进了MnS的形成方式从共晶方式向偏晶方式转变,形成Ⅰ类MnS;氧质量分数在0.01%以下时,凝固初期形成的MnO系低熔点液态氧化物较少,大部分MnS是在凝固末期以共晶形式析出,形成Ⅱ类MnS.     

汽车用含硫非调质钢中夹杂物的研究

采用金相显微镜观察、扫描电镜结合能谱仪分析等方法,对不同的汽车用含硫非调质钢试样中的夹杂物进行研究.研究结果表明:汽车用含硫非调质钢中的夹杂物形态主要为条状、纺锤状和球状,呈弥散分布或群落状分布;夹杂物以单一的硫化物为主,存在少量以氧化物、氮化物为核心外裹硫化物的复合夹杂物,几乎没有单独存在的氧化物和氮化物;复合夹杂物多为球状或纺锤状(90％以上长宽比小于3);纺锤状硫化物25％为存在核心或为伴生的复合夹杂物;较高的氧含量有利于形成复合硫化物.     

碲处理改善汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的研究

为研究碲元素对汽车曲轴用非调质钢38MnVS6硫化物形貌的影响,在冶炼过程中喂入70 m的Mn-Te线,加入0.012%Te,通过金相显微镜及扫描电镜对Φ380 mm连铸圆坯及Φ105 mm热轧圆钢的非金属夹杂物进行研究。研究发现,硫化物的形态在连铸坯横向与纵向的形态相同;MnS与MnTe形成共晶化合物,MnTe的存在改变了MnS的析出形态,可以使硫化物形态向短杆甚至椭球态转变,整体长度尺寸变小,平均长度由45μm缩短为15μm;加入0.012%Te后,MnTe与MnS两种夹杂物发生固溶,轧材夹杂物与铸坯相似,而未Te处理的圆钢硫化物随轧制的方向被明显的拉长。     

Ti-Al复合脱氧钢中夹杂物的析出行为及对钢的组织的影响

利用光学显微镜和扫描电镜、透射电镜对Ti-Al复合脱氧钢中夹杂物的析出行为进行了研究。结果表明：在Ti-Al复合脱氧钢熔炼试验中,通过采取钢熔化后先加碳、硅、锰、铌进行预脱氧,再加铝进行脱氧,最后再加钛进行终脱氧的脱氧合金化处理方式,钢中产生的夹杂物主要为Ti-Al复合夹杂物或Ti-Al-Mn等复合夹杂物,夹杂物尺寸为1-3μm,分布比较均匀。这些分布较均匀的细小夹杂物引起了周围钢组织的高密度位错,诱导了大量晶内针状铁素体的形成,细化了钢的组织,提高了性能。     

钙处理对中硫含量钢中硫化物形态影响的试验研究

通过实验室真空感应炉冶炼铸锭然后锻造成棒材的方法,研究了不同Mn/S（质量比）对含硫非调质钢中硫化物形态的影响.研究结果表明：提高Mn/S有利于改善铸态和棒材中硫化物的分布均匀性;随着Mn/S的提高,棒材中长宽比<3形态的硫化物由5%左右提高至25%以上,Mn/S提高有利于硫化物的球化或纺锤化控制;实验条件下,Mn/S应控制在40左右.     

初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响

中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%(质量分数)的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响.结果表明:初始组织为珠光体+先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程,在铁素体回复再结晶的同时伴随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出,得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,但等轴状铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布.温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出和铁素体回复与再结晶.由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀,变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗碳体的组织.     

钢中氧含量对硫化物夹杂种类和形态的影响

主要研究了钢中氧含量与硫化物夹杂物的种类和形态之间的关系,以控制合适的氧含量,从而提高线材的切削性能,对15个炉次的冶炼过程及其成品取样,分析氧含量对硫化物夹杂的成分、形态及切削性能的影响。结果表明:钢中硫化物与氧化物形成的复合夹杂物的比例会随着氧含量的增加而变大,硅、铝、钙氧化物为核心,外围包裹MnS或CaS的纺锤形或球形复合夹杂对提高切削性能非常有利,应保证成品线材中的氧的质量分数不低于0.0140%。     

Effect of titanium on the microstructure and hardness uniformity of non-quenched and tempered prehardened steel for large-section plastic mould

Two non-quenched and tempered (NQT) prehardened plastic mould steels, differing by titanium content, were produced to have good hardness uniformity in large sections (485?×?970 and 465?×?1325?mm²). The effect of titanium on continuous cooling transformation curves, hardness uniformity and microstructure (grain size, phase constituents) were studied. It was found titanium had refined the grain size of NQT steel by the pinning effect of Ti (C, N) at grain boundaries, and titanium also effectively postponed the nucleation of proeutectoid ferrite in intercritical region. Using finite element method, the cooling rate from core to surface along longitude direction of the steels was predicted. The results indicated that the NQT steel with titanium had better process adaptability than that of NQT steel without titanium. Compared with production of NQT steel without titanium, production for NQT steel with titanium can largely save the production cost by shortening the production cycle and reducing the resources.     

钙处理对含硫非调质钢中硫化物形态的影响

通过实验室小炉试验研究钙处理对中硫非调质钢中硫化物形态的影响。结果表明,钙处理后铸坯中硫化物由纯硫化锰转化为含钙铝的复合硫化物,长宽比在1~2区间内的硫化物比例明显提高;在轧制后,经过钙处理的试样中硫化物的长宽比也更多地集中在1~3区间内,这说明钙处理有效改善了钢中硫化物的形态特征,使得更多的硫化物呈纺锤状,提高了钢材性能。     

Al含量对汽车用高强钢中夹杂物的影响

应用氧氮分析、扫描电镜夹杂物自动分析、热力学计算等方法, 研究了Al含量不同的三种典型汽车用高强钢中夹杂物的数量、种类、析出温度的变化规律.结果表明, 钢中Al的质量分数从0.054%增加到1.35%, 钢中的T[O]质量分数从0.00150%减少到0.00075%, 夹杂物数量从38.28 mm^-2减少到28.12 mm^-2, 钢中夹杂物的数量呈减少趋势.随着钢中Al的质量分数的增加, 钢中氧化物夹杂的演变规律为Al₂O₃·MnO→MgAl₂O₄, 铝系夹杂物的演变规律为Al₂O₃→Al N, 硫化物夹杂的演变规律为MnS→MgS.热力学计算表明, Al N夹杂的生成与钢中的Al含量有关, Al含量高的钢中Al N夹杂更易生成;Al N的析出温度随着Al含量的增加而上升, 析出温度分别为1375、1528和1561 K.     

中碳高硫易切削钢中Zr添加对MnS夹杂物形貌特征的影响

摘要：为改善中碳高硫易切削钢中MnS夹杂物形貌特征,在2kg真空感应炉开展了钢中添加Zr金属的试验。利用SEM-EDS研究了不同Zr含量下钢中氧化物和硫化物的形貌特征,并利用Thermo-Calc软件分析了中碳高硫易切削钢中不同种类MnS的形成过程和机制。结果表明：不添加Zr元素的试验钢中,硫化物主要为簇状形貌的II类,以及少量大尺寸的I类,尺寸和空间分布都很不均匀。加了质量分数为0.0015%的Zr元素后,钢中硫化物基本上是以沿晶界分布的簇状形貌存在,复合硫化物占比只有0.1%。随着Zr质量分数进一步增加至0.0051%,钢中主要生成细小的、纯ZrO2氧化物粒子,为硫化物提供了大量形核核心,减弱了硫化物在晶界聚集的分布行为,提高了硫化物的分布均匀性。试验结果表明,高硫氧比条件下,同样可以利用钢中氧化物粒子改善MnS形貌,关键是得到细小尺寸、高效形核效果的第二相粒子。     

Effect of Zr addition on morphology characteristics of MnS inclusions in medium carbon high sulfur free cutting steel

In order to improve the morphology characteristics of MnS inclusions in medium carbon high sulfur free-cutting steel, Zr alloy with different contents were added into the 2kg vacuum induction furnace in laboratory, and the characteristics of oxides and sulfides in steel with different Zr additions were investigated with scanning electron microscope and energy dispersive spectrometer (SEM-EDS). The formation mechanism and process of different MnS inclusions were analyzed with thermodynamic software Thermo-Calc. The results show that sulfides in the experimental steel without Zr element are mainly type II MnS with cluster morphology and a small number of type I MnS with large size, and the size and spatial distribution of the sulfides are extremely uneven. After adding 0.0015 mass% of Zr element, the sulfides in the steel are mainly distributed along the grain boundary with cluster morphology. Complex sulfides account for only 01%. As the Zr content further increases to 0.0051 mass%, fine and pure ZrO2 particles are generated in the steel, which provides a sufficient oxide nucleus for MnS formation, weakens the distribution behavior of sulfides in grain boundary polymers, and improves the distribution uniformity of sulfides. Thus, oxides in steel can be used to improve the morphology of sulfides even under the condition of high S/O ratio. The key is to obtain second phase particles with fine size and efficient nucleation ability.