超低碳钢连铸过程中Ti和P对水口结瘤的影响

浇注含Ti超低碳钢时,浸入式水口内产生结瘤,严重影响生产效率,同时对产品质量造成危害。根据企业生产的经验,随着超低碳钢中Ti和P含量的增加,水口结瘤的问题越来越严重。通过深入分析实际生产过程的试样和实验室研究,阐明浇注超低碳钢时Ti和P对水口结瘤的影响。分析了含Ti含P的超低碳钢水口结瘤物的成分,结果表明结瘤物的主要成分是氧化铝(>90%),Ti含量较少(0.58%～3.58%)。采用脉冲分布解析原子发射光谱法(OES-PDA)测得氧化夹杂物的大小随Ti含量的增加而变小。采用液滴法测定了溶质Ti和P对钢液/Al2O3体系的润湿性影响,结果表明Ti和P使体系接触角和钢液表面张力降低,其中Ti能够降低体系的接触角只是在其具有反应湿润性的情况下。研究表明Ti和P对产生结瘤的作用有显著区别:只要形成的表层界面具有润湿性,Ti就可以降低Al2O3夹杂物的大小,而氧化铝夹杂物颗粒越小,越容易结瘤。为了不产生结瘤就必须控制好Al脱氧的时间和Ti的加入时间。P可以增加Fe-Ti-P三元体系的润湿性是因为P可以增加Ti的活度,降低钢液的粘度。与Ti相比,P对产生结瘤的影响较小。     

Effect of different deoxidation methods on local corrosion resistance of low alloy high strength steel

Al- deoxidation and Zr- Ti compound deoxidation were used to deoxidize high- strength low- alloy steel. The microstructure and inclusions of the steel under different deoxidation conditions were observed by optical microscope and scanning electron microscope.According to the Russian GOST 9. 911??89 standard, the indoor accelerated corrosion test and electrochemical test were carried out to investigate the influence of different deoxidation methods on the local corrosion stability of high- strength low- alloy steels. The results show that the inclusions formed by the two deoxidation methods are all fine oxides. The inclusions formed in the Al- killed samples are spherical or linear, whereas the inclusions formed in the Zr- Ti- killed samples are uniformly distributed in spherical shape. The local corrosion resistance of Zr- Ti composite deoxidation samples in seawater is better than that of conventional Al deoxidation samples. The average corrosion rate of Zr- Ti composite deoxidation steels is reduced by 17. 27%.Zr- Ti compound deoxidation can effectively control the type, size and distribution of inclusions, the size is mainly distributed in 1-5??m.The Zr- Ti composite oxide is dispersed in the matrix, which can reduce the sensitivity of pitting corrosion and improve its stability to seawater localized corrosion.     

等离子表面Cr-Si合金化改善TiAl基合金高温抗氧化性能的研究

利用等离子表面合金化技术,在TiAl基合金表面实现了Cr-Si二元共渗。通过SEM、EDS、XRD检测合金渗层的形貌、合金元素含量与相结构,并研究了合金化处理对TiAl基合金高温抗氧化性能的改善效果。结果表明,合金渗层组成相为Cr3Si及Laves相TiCr2,过渡层物相主要为Al8Cr5与Al3Ti,合金层内Cr、Si元素含量呈梯度分布;经高温氧化后合金渗层表层形成致密CrO2,内层形成连续Al2O3阻隔层,其氧化动力学曲线呈典型的抛物线型。     

脱氧工艺对硅钢连铸坯非金属夹杂物的影响研究

 研究了Al+FeSi以及FeSi两种不同脱氧工艺对硅钢铸坯中非金属夹杂物的影响。通过合理的试验设计并运用T［O］含量测定、金相分析、SEM及EDS等研究手段,对铸坯中的夹杂物进行了分析,研究表明Al+FeSi复合脱氧不仅比FeSi脱氧具有更强的脱氧能力,且能使铸坯中的夹杂物在尺寸和数量上有明显降低,夹杂物的特征也由Si O Al Mn Ti Fe系变性为以尺寸＜5 μm的Al2O3夹杂为核心、包覆Al Si S Mn Ca Ti Fe O系的复合夹杂。     

钛稳定超纯铁素体不锈钢硅铝复合脱氧的试验研究

 为改进超纯铁素体不锈钢的脱氧工艺,提高夹杂物控制水平,在硅钼高温电阻炉内对钛稳定超纯铁素体不锈钢的精炼过程进行了试验研究。结合热力学计算,研究了不同Si、Al含量(质量分数,下同)比值的硅铝合金的脱氧效果,以及脱氧、钛合金化和钙处理后钢中典型夹杂物的组成和形貌及粒度分布。结果表明：钢中初始氧含量相近的条件下,硅铝合金复合脱氧的钢中酸溶铝、全氧量与纯铝脱氧结果相近。硅铝复合脱氧后钢中夹杂物主要为(MgO-)Al2O3-SiO2复合脱氧产物。钛合金化后夹杂物的类型主要为Al2O3-MgO-(SiO2)-TiOx复合夹杂物和TiN。钙处理后的夹杂物主要为球形的MgO-Al2O3-CaO-SiO2-TiOx类复合氧化物。采用硅铝合金复合脱氧比纯铝脱氧钢的夹杂物的总数量、总面积和平均粒径均要小。     

阴极发光技术及Ti-IF钢水口结瘤机理研究

采用阴极发光显微镜对Ti-IF钢水口结瘤物进行了研究,发现结瘤物的阴极光主要有红色、绿色和蓝色,红色物质为Al2O3,绿色物质为MgO·Al2O3·(TiOx)或CaO·Al2O3·TiOx,蓝色物质为Al2TiO5.Ti-IF钢水口结瘤物中存在大量含钛结瘤物,生成这种低熔点含钛结瘤物是Ti-IF钢结瘤严重的根源.     

Ti_2O_3与AlCl_3共沉积方法熔盐电解制备Ti-Al合金

在NaCl-KCl熔盐体系中,以AlCl_3作为氯化剂,通过液相反应将钛的氧化物氯化为TiCl_3。对比TiO、Ti_2O_3、TiO_2的氯化效果,并综合AlCl_3与TiO、Ti_2O_3、TiO_2反应热力学分析,较好的结果是Ti_2O_3氯化为TiCl_3。采用不同的电化学测试手段研究了Al(Ⅲ)与Ti(Ⅲ)在Mo电极上的合金化过程,采用共沉积法制备TiAl_2、TiAl_3合金。同时借助于XRD和SEM手段对合金进行了分析,说明通过熔盐电解可以直接制备Ti-Al合金。     

TA15钛合金高温氧化行为

研究TA15钛合金在750~950℃,空气中氧化1~150 h的氧化动力学规律,采用SEM、XRD及EPMA测试技术分析该合金氧化层的显微组织形貌、相组成和复合结构,并对氧化膜的生成机理进行探讨。结果表明:合金在750、850和950℃温度下的氧化行为均符合抛物线规律,但在950℃以上随氧化温度的升高和保温时间的延长,氧化质量增加值持续升高,并远大于750℃和850℃时的氧化质量增加。750℃和850℃下氧化150 h后,合金氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/基体;950℃下氧化150 h后合金的氧化层结构为TiO2/Al2O3/TiO2/Al2O3/TiO2/Ti3Al/基体。     

氮在Fe-Cr-V液态高氮合金中的溶解行为

 采用MgO坩埚高频真空/加压感应炉在氮气压力04~10 MPa、温度1 570~1 640 ℃下,对加压感应熔炼Fe Cr V系高氮不锈钢进行了实验研究。结果表明,在30CaO 45Al2O3 25SiO2渣覆盖的情况下,氮在Fe 15Cr 10V、Fe 18Cr 10V、Fe 18Cr 15V和Fe 20Cr 20V液态合金中的溶解度分别为0595%、0736%、0776%和1020%,溶解度与氮分压的关系基本符合Sievert定律。渣对钢液吸氮和铝脱氧都起重要的作用,1 873 K、10 MPa氮气氛中,在30CaO 45Al2O3 25SiO2、40CaO 40Al2O3 20SiO2、40CaO 50Al2O3 10SiO2三种不同渣系作用下氮在液态Fe 18Cr 15V中的浓度分别是0776%、0849%和0884%。     

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Thermodynamics calculation indicates that the stable inclusion is Al2O3 for Ti-alloyed Al-killed steel. And only when Al content is below 0. 008% does Al2TiO5 emerge. Systematical samples from practical production of Ti-IF steel reveals following discoveries. Unstable Al-Ti composite oxides formed in steel possibly due to the reaction between titanium oxides in ferrotitanium and aluminum in steel. During casting process, the aluminum loss near the melt/slag interface is more sever if the content of reducible oxide such as SiO2 is higher in tundish flux. Therefore Ti enrichment happens in partial areas near the melt and thermodynamic conditions for generating Al2TiO5 or Ti3O5 could be satisfied. In addition, titanium oxides can be easily transported into steel melt by turbulent flow.     

齿轮钢中非金属夹杂物控制技术研究

为了降低钢的T[O]含量和生成较低熔点的非金属夹杂物以改善合金结构钢的抗疲劳破坏性能,在炉外精炼中采用了高碱度和高Al2O3含量的渣系.研究发现LF和RH精炼结束时钢液T[O]含量均随炉渣碱度增加而降低,在炉渣Al2O3含量低于25%时,T[O]随炉渣Al2O3含量减少而降低,而当炉渣Al2O3超过25%后,T[O]则随炉渣Al2O3含量增加而降低.精炼过程钢液中夹杂物按"Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物"顺序发生转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的转变是由外向内逐步进行的,转变速度相对较慢,因而致使LF结束时钢中仍存在许多尚未转变的Mgo-Al2O3系夹杂物.钢液T[O]对夹杂物转变有显著影响,降低T[O]含量有利于生成较低熔点的CaO-MgO-Al2O3系夹杂物.     

GCr15轴承钢脱氧过程中非金属夹杂物生成热力学及工业实践

通过热力学软件FactSage 7.0和工业实践,对1 873 K下GCr15轴承钢脱氧过程中非金属夹杂物生成热力学进行研究。计算结果表明,当轴承钢中的w(Mg)>0.4×10^-6时,钢中夹杂物由Al₂O₃转变为MgO·Al₂O₃;当钢中的w(Mg)>10×10^-6时,钢中夹杂物主要为MgO。当轴承钢中w(Al)>100×10^-6、w(Ca)>0.1×10^-6时,钢中开始生成固态CaO·6Al₂O₃和CaO·2Al₂O₃夹杂物;当钢中w(Ca)>2×10^-6时,钢中生成的夹杂物为液态钙铝酸盐;当钢中w(Ca)>13×10^-6时,钢中开始生成固态CaO夹杂物。工业实践检测和热力学计算结果基本吻合,此外,研究发现纯铁液的脱氧热力学与轴承钢差异较大,因此...     

钛表面钛钯合金层耐蚀性能及耐蚀机理研究

采用磁控溅射沉积钯膜层+热扩散技术在工业纯钛表面制备Ti-Pd合金层,研究了Ti-Pd合金层的耐蚀性能,用重量法评价了合金层的腐蚀速率,分析了不同样品经腐蚀后的表面形貌和成分。结果表明:Ti-Pd合金层在37%(质量分数,下同) HCl溶液和80%H_2SO_4溶液中的腐蚀速率比纯钛降低了2个数量级。Ti-Pd合金层经37%HCl腐蚀后,表面含有Ti、Pd、O元素,表面有微小的点蚀坑。Ti-Pd合金层经80%H_2SO_4腐蚀后,表面含有Ti、Pd、S、O元素,表面有亚微米级的点蚀坑。提出了Ti-Pd合金层的耐蚀机理:微量的Pd和Ti O2组成的钝化膜使表面腐蚀电位提高,产生耐蚀效果。     

LF炉无铝脱氧的工艺实践

介绍了承钢120t系统对钢中酸溶铝没有要求钢种的LF炉无铝脱氧实践。精炼过程中采用硅钙钡、硅钙粉、电石、碳化硅等对钢水进行无铝脱氧工艺,减少了钢水中的Als和Al2O3,精炼过程中加入Al2O3含量较低的精炼渣系,提高炉渣碱度,降低SiO2的活度,大幅提高硅的脱氧能力;优化钙处理工艺,对钢水进行深脱氧,通过夹杂物变性控制夹杂物的形态和尺寸。实践证明,对钢中酸溶铝没有要求的钢种采用无铝脱氧工艺后,没有降低钢水质量,提高了钢水可浇性,吨钢精炼费用降低2．96元／t。     

Inconel718高温合金电渣重熔铝钛元素烧损热力学分析

 为了研究Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣系各组元对合金中易氧化元素铝、钛的影响，以五元渣系CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2为基，通过分子与离子共存理论，根据渣金界面中各组元的平衡反应和物质守恒，建立了Inconel718高温合金电渣重熔过程中渣金界面铝、钛元素氧化反应的热力学模型。通过分析该模型并对模型结果进行渣金平衡验证试验，验证了模型的有效性。研究结果表明，渣中CaF2、MgO质量分数的变化对合金中铝、钛元素的影响很小；渣中Al2O3有烧钛增铝的作用，TiO2有烧铝增钛的作用，CaO能够抑制铝元素的烧损；能够有效减少Inconel718高温合金电渣重熔过程中铝、钛元素烧损的渣系配比为CaO质量分数为20%～25%、TiO2质量分数为4%～6%、MgO质量分数为1%～4%、CaF2质量分数为50%～60%、Al2O3质量分数为15%～20%。     

On Physico‐Chemical and Technical Limits in Clean Steel Production

Great progresses in steel cleanliness have been attained during the last decades. In the measures of oxygen the lowest levels are approaching 5 ppm in O_tot i.e. close to the thermodynamic limit of Al deoxidation. As the thermodynamics of the reaction system is firmly anchored to the steel chemistry and thus to the properties of steel and the final product, it is useful to examine the thermodynamic constraints for selected steels in the refining and casting processes. In most steels Al‐O equilibrium determines the limit of deoxidation. Calculations by applying thermodynamic software showed that in selected “common” steels the equilibrium oxygen content varied from below 5 ppm up to 30 ppm or higher depending on the aluminium content, interaction effect of other alloying elements and temperature. For lower oxygen content there are several possibilities. The first one is to use stronger deoxidizing additions like Ca, Zr, Ce etc. However, they can be problematic as substitutes as they produce inclusions which influence steel properties. The second way is to intensify the deoxidizing power of certain elements e.g. Si by bringing the steel in intimate contact with a proper slag with low SiO₂ activity in ladle treatment with violent stirring. In the calculation example it was possible to decrease oxygen content from 30 ppm to the level below 10 ppm in C/Mn/Si steel at very low Al level. The third potential but unused process is vacuum deoxidation especially for medium and high carbon steels. Equilibrium oxygen contents below 1 ppm are thermodynamically easily attainable. But in practice the vacuum treatment should be designed to intensify the carbon‐oxygen reaction on the top surface of the stirred steel liquid. Also the eventual reactions with refractory materials should be suppressed.     

电渣重熔高温合金渣系对冶金质量的影响

 电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：CaF2 65%～70%、[Al2O3]12%～15%、[CaO]12%～15%、[MgO]3%～8%、[TiO2]2%～5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：[CaF2]60%～65%、[A12O3]15%～20%、[CaO]15%～20%、[MgO]0～5%、[TiO2]0%～2%。     

Mg脱氧对船板结构钢中夹杂物的影响

研究了Mg脱氧对于船板结构钢中微米级夹杂物演变行为的影响.钢中典型夹杂物是中心为氧化物、外围为MnS的复合夹杂物.随着钢中Mg含量的增高,独立氧化物和独立硫化物的数量减少,氧化物和硫化物的复合夹杂物数量增多,同时夹杂物的尺寸减小、数量增加.随着钢中Mg含量从0升高到27 ×10^-4％、38×10^-4％、99 ×10^-4％,夹杂物中心氧化物成分的变化趋势是：Al2O3→（Mg-Al-Ti-O）→MgO.     

脱氧方式对高铝钢中非金属夹杂物的影响

摘要：为了研究不同脱氧方式对高铝钢中非金属夹杂物的影响,采用高温试验和热力学计算相结合的方法,对比分析了先SiMn后Al和先Al后SiMn两种脱氧方式下高铝钢中夹杂物形貌、类型、数量和尺寸特征。结果显示：先加入SiMn后,生成大量液态球形的Mn-Si-Al-O系复合夹杂物,再加入Al后夹杂物演变为Al2O3,且夹杂物数量明显减少;采用先Al后SiMn脱氧方式时,高铝钢中夹杂物始终以Al2O3为主,夹杂物最终数量相对较低。2种脱氧方式钢中夹杂物平均等效圆直径和尺寸分布相差不大。此外,采用先SiMn后Al进行脱氧时,发现尺寸较小的AlN颗粒附着在Al2O3夹杂物表面形成Al2O3-AlN复合夹杂物。而采用先Al后SiMn脱氧方式时,高铝钢中发现单一AlN夹杂物和Al2O3-AlN复合夹杂物,AlN夹杂物的形成与钢水中的氧势和合金原料有关。     

基于氧化物冶金技术的钛/铝脱氧技术应用研究

通过实验分析了钛脱氧的钢液再采用铝终脱氧后钢中夹杂物的形态和成分,并研究了钢的组织形貌和力学性能.结果表明:Al质量分数为0.015%时,钢中仍然存在大量的Ti氧化物,Ti氧化物具有促进针状铁素体形核的能力,从而使组织得到细化,其冲击功比不加铝脱氧钢提高了33%,证明了铝终脱氧的可行性.