非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响

钢中非金属夹杂物对材料力学性能的影响十分显著。本文利用图像分析技术 ,系统研究了非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响。试验结果表明 :高硅铸钢的夹杂物主要为Si、Cr、Fe的氧化物 ;夹杂物平均尺寸、夹杂物面积百分数、夹杂物平均间距等参数均影响材料的力学性能 ;夹杂物平均尺寸大于 15μm、夹杂物面积百分数大于1%、夹杂物平均间距小于 2 5μm时 ,就会极大地影响高硅铸钢的抗拉强度和冲击韧性。     

钢液中凝聚态夹杂物表面粘附作用机理研究

钢液中夹杂物大多以凝聚态形式存在,通过建立凝聚态夹杂物粘附模型,研究了凝聚态夹杂物之间及其与耐材表面之间的粘附机理。结果表明:凝聚态夹杂物间粘附力数量级在10-5N,且粘附力随夹杂物与弯月面接触角、钢液表面张力增大而增大。不同尺寸凝聚态夹杂物粘附时,粘附力随夹杂物间距增大而减小,随两夹杂物半径差的增大而增大;同尺寸凝聚态夹杂物发生粘附时,粘附力比同条件下不同尺寸夹杂物间粘附力显著减小,最大值为不同尺寸夹杂物间粘附力的0.56倍。凝聚态夹杂物与耐材表面间的粘附力随液桥与耐材表面接触角、夹杂物与壁面间距增大而减小,随凝聚态夹杂物动力半径与弯月面弧所在圆的半径之差、钢液表面张力增大而增大。分析结果对研究钢液中夹杂物物理吸附过程具有一定指导作用。     

夹杂物对X120管线钢氢致开裂的影响

研究了X120管线实验钢的抗H_2S氢致裂纹敏感性。用多功能金相显微镜对X120管线实验钢非金属夹杂物进行颗粒度分析,用场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析裂纹形貌和裂纹内夹杂物。结果表明:X120管线实验钢氢致开裂一般都从非金属夹杂物处萌生扩展,并互相交叉连接;实验钢中B类夹杂物较D类夹杂物易于形成长条型裂纹,且B类夹杂物级别越高,其HIC敏感性越大;X120管线钢中S、Al含量越高,其夹杂物级别越高,非金属夹杂物数量越多,氢致开裂敏感性也越大。     

IF钢板坯内最大夹杂物粒度的预测

介绍了极值法推测钢中夹杂物的原理和应用,采用极值法对IF钢板坯内最大夹杂物粒度进行预测。金相试样观测到夹杂物最大粒度为128μm,采用极值法预测铸坯内最大夹杂物粒度为197μm,大样电解试验得到板坯内最大夹杂物粒度为220μm。极值法预测与大样电解结果误差在10%内,可以认为极值法能够对钢中最大夹杂物粒度做出有效的推测。     

熔剂熔炼AM60B镁合金中的夹杂物

采用扫描电镜及能谱对AM60B镁合金中夹杂物进行了研究,并就AM60B镁合金铸件中夹杂物的形成原因以及它们对镁合金铸件质量的影响进行了分析。通过大量试验,得到在镁合金中存在的夹杂主要有氧化物夹杂、熔剂夹杂、外来夹杂等几种,其中最主要的是氧化物夹杂。通过适当工艺可以去除大部分夹杂物。     

铸坯质量(第五讲) 连铸坯清洁度的控制

所谓钢的清洁度是指钢中夹杂物的水平,它通常可以用钢中总氧量、夹杂物数量或评级等来表示。与钢锭相比,连铸坯中夹杂物特点是: 来源广泛,组成复杂; 钢水二次氧化产生的夹杂较为严重; 结晶器液相穴内夹杂物上浮困难。     

DP780钢中大型夹杂物分析与控制

通过大样电解实验对DP780汽车用钢大型夹杂物进行了研究。结果表明,大型夹杂物的尺寸度在50~700μm之间。稳态铸坯中大型夹杂物以SiO_2-Al_2O_3和SiO_2-MnO复合氧化物为主;头坯中大型夹杂物以SiO_2-CaO-Al_2O_3和CaO-SiO_2氧化物夹杂为主;混浇坯中大型夹杂物以SiO_2和Al_2O_3-CaO-MgO复合氧化物为主,尾坯中大型夹杂物以SiO_2、SiO_2-Al_2O_3-MnO和SiO_2-Al_2O_3-CaO等复合氧化物为主。稳态坯各样大型夹杂物含量平均为34.25 mg/10 kg,处于正常水平。头坯大型夹杂物含量为39 mg/10 kg,比稳态坯高14%,混浇坯大型夹杂物含量平均为33.5 mg/10 kg,尾坯大型夹杂物含量为35 mg/10 kg,与稳态坯基本一致。     

37Mn5钢中的显微夹杂物研究

针对国内某钢厂生产37Mn5钢圆坯采用的LD-LF-CC工艺流程,对钢中显微夹杂物的类型进行了分析,并研究了工艺环节以及非稳态浇铸两个因素对显微夹杂物含量的影响。结果表明,铸坯中显微夹杂物以球形钙铝酸盐夹杂为主,类型为Al2O3-Si O2-Ca O-Mg O复合夹杂,Al2O3-Mn S复合夹杂和Mn S夹杂。不同工序对显微夹杂物去除效果不同,其中吹氩工艺去除效果最为明显,夹杂物含量降低36.05%,LF处理后夹杂物含量降低18.89%。非稳态浇铸下显微夹杂物含量较高的问题需通过提高钢包的自开率、中间包和结晶器流场优化、强化保护浇铸和稳定浇铸工艺来解决。     

ZG35Cr2Si2CuMo耐磨钢A_K的影响因素分析

通过对耐磨钢ZG35Cr2Si2CuMo的化学成分、力学性能、显微组织、夹杂物检验、对夹杂物评级以及夹杂物成分分析,指出A_k值的主要因素是D型非金属夹杂物,提高A_k值的途径为控制非金属夹杂物种类,数量、形态等。     

球墨铸铁夹杂物的电解萃取研究

采用扫描电镜和透射电镜研究了球铁铸件中夹杂物的形貌和成分,并且通过电解萃取的方式将夹杂物从原铁液、球化后、铸件试样中提取出来后进行XRD分析,同时对铸件中夹杂物的分布进行了研究。结果表明,通过电解萃取可以将球铁件中稳定的夹杂物提取出来,铸件中夹杂物主要由SiO_2、MgO-MnO和MgO-FeO组成,单铸Y型试块不同位置夹杂物含量相差较大,试块顶部夹杂物最多,达到1.30%,底部和中部夹杂物含量相对较少,分别是1.14%、1.01%。     

不锈钢连铸中间包内夹杂物去除行为数值模拟

针对中间包连铸过程中夹杂物的存在易导致铸坯出现质量缺陷的问题,以不锈钢连铸中间包为研究对象,通过数值模拟方法研究了控流装置、夹杂物密度以及夹杂物尺寸等参数对中间包内夹杂物去除行为的影响规律。研究结果表明,在设置堰坝和湍流控制器中间包内,密度为2 700 kg/m3,粒径为5 μm的夹杂物去除率为63.32%,而150 μm的大尺寸夹杂物去除率可达到89.04%。当夹杂物粒径为10~50 μm,密度为2 700~4 500 kg/m3时,夹杂物密度对夹杂物去除率影响较小。无控流装置中间包时,夹杂物在顶渣层呈以中心纵截面对称的分布;设置堰坝中间包时,挡渣堰坝两侧出现了70 μm以上夹杂物密集区;设置堰坝组合湍流控制器中间包时,夹杂物主要被限制在中间包第一腔室自由液面,研究结果对于进一步发挥不锈钢连铸过程中的中间包冶金功能具有指导意义。     

应用极值分析评估帘线钢大尺寸夹杂物分布

基于定量金相检测的大颗粒夹杂物的尺寸,应用 ASTME2283中极值分析的标准化方法（最大似然估计法）对帘线钢冶炼过程所取试样中夹杂物尺寸分布进行了统计分析,并采用 SEM/XPS对大尺寸夹杂物进行了成分检测。分析结果表明：在逆程周期为 1000的检测条件下,通过极值分析方法可计算出试样中相对应 99.90%概率的最大夹杂物尺寸,客观描述了帘线钢中夹杂物尺寸分布特征;某一视场或不同视场内发现不同成分类型的大尺寸夹杂物： CaO-SiO2类和 SiO2-MnO类两类夹杂物具有不同的尺寸分布规律;软吹 40min时 SiO2-MnO类夹杂物出现大尺寸概率明显小于 CaO-SiO2类夹杂物,说明大尺寸夹杂物主要为 CaO-SiO2类夹杂物。     

晶内铁素体在夹杂物上形核机制的讨论

从夹杂物与金属之间的界面能和热膨胀系数不同导致的应变能,夹杂物周围基体局域溶质贫乏等角度对晶内铁素体在夹杂物上形核机制进行讨论．并试图分析解释不同夹杂物对铁素体形核作用的差别。     

夹杂物对埋弧焊焊缝韧性的影响

导致目前我国铁路桥梁用低合金钢埋弧焊(SAW)焊缝韧性低的主要原因是由于焊缝中存在的硅酸盐和复合氧化夹杂物。夹杂物在焊缝中呈球形,分布于整个焊缝,在动载作用下极易构成裂纹源,从而降低韧性。在试验范围内,当焊缝中夹杂物的体积百分率从0.136％控制到0.086％时,其0℃V形冲击功从45J提高到118J。焊缝中夹杂物含量随焊剂碱度的增加而降低,当焊剂碱度从0.7增加到3.4时,其夹杂物降低2.6倍。夹杂物对韧性材料破坏尤为严重。断口分析表明,夹杂物主要分布在纤维区,并位于韧窝底部。夹杂物与基体之间成为韧窝形成的起裂源。相反,在解理区极少发现夹杂物存在。有效提高低合金钢SAW焊缝韧性方法是使用工艺性能良好的碱性焊剂。     

薄壁铸件不明夹杂物缺陷成因的微观分析

通过扫描电镜分析了薄壁铸件不明夹杂物缺陷的成因.分析结果表明,夹杂物为涂料夹杂和氧化夹渣.提出采用优质涂料、适当减小涂层厚度、降低锰合金粒度等措施,铸件夹杂物缺陷已大幅度减少.     

超低碳深冲钢冶炼全流程氧含量及夹杂物演变研究

采用氧氮测试仪和扫描电镜对超低碳深冲钢冶炼全流程中的氧含量及夹杂物进行了研究。结果表明,RH精炼过程中氧含量急剧下降,夹杂物由FeO转变为Al_2O_3类脱氧产物;中间包浇铸过程中含氧量受钢液液面剧烈波动的影响,夹杂物以Al_2O_3·TiO_x类夹杂为主;连铸坯中不同部位的含氧量与生产条件有关,夹杂物以铝钛夹杂为主。     

30W1700薄规格无取向电工钢的夹杂物行为

通过氧氮分析、化学成分检测、扫描电镜观察和能谱分析,对不同工序下薄规格无取向电工钢30W1700中的典型夹杂物进行研究,结合钢液元素含量和夹杂物数量的变化分析30W1700钢中夹杂物形成机理以及分布规律。结果表明:30W1700钢冶炼过程中典型夹杂物为CaO、Al_2O_3、SiO_2、MgO、AlN;夹杂物尺寸在≤3μm占总量的80%以上,RH精炼有效去除了钢液中的大部分夹杂物。     

南钢管线钢非金属夹杂物去除工艺

根据南京钢铁管线精炼的优化改进过程中夹杂物的变化,旨在减少管线钢中的低熔点Ca O-Al2O3类长条夹杂物。文章介绍了"BOF-LF-RH-钙处理-CC"工艺流程,LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣,通过渣钢反应深脱硫,延长RH真空处理时间,促进夹杂物聚集上浮脱除,然后进行钙处理将夹杂物转变为高熔点Ca O-Ca S系夹杂物。     

夹杂物尺寸对粉末高温合金低周疲劳寿命影响的机制

为了研究夹杂物尺寸对粉末高温合金低周疲劳寿命的影响,将夹杂分别位于试样中心、表面、亚表面并改变其尺寸,研究同一位置下,不同夹杂物尺寸对应力应变分布的影响,结果表明:当夹杂物界面上不含微孔洞时,夹杂物与基体尺寸比例在实验室尺度（1:25）到工程尺度（1:10 000）范围内,夹杂物尺寸对应力应变影响很小;工程实际中,缺陷往往会与基体形成不完好的连接界面,即初始损伤破坏——微孔洞。缺陷对寿命的影响原因:夹杂物尺寸越大,它与基体的界面就越大,出现不完好连接和缺陷的概率就会增加,容易在界面处产生初始损伤破坏;当夹杂物界面上含有微孔洞时,随着夹杂物尺寸变大,界面正应力明显增大,界面切应力微弱减小,基体最大正应力和最大塑性应变均明显增大。     

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。