含钛低碳洁净钢凝固过程氧化钛的析出行为

通过热力学研究,确定了含钛低碳钢中形成氧化钛的最佳钢液条件.在溶质元素偏析和扩散的基础上,建立了凝固过程氧化钛长大模型.计算结果表明,凝固过程对Ti 203的析出、长大有很大影响.在凝固过程中,析出的Ti203随凝固过程的进行很容易长大,并且随冷却速率的提高,Ti203的尺寸明显减小.相比较来说,凝固前液相中形成的较大的Ti 203在凝固过程中不容易长大,尺寸变化相对较小,并且受冷却速率的影响也小于凝固过程中析出的Ti203.     

SAPH440钢凝固过程中TiN析出模型

通过凝固过程偏析模型和热力学计算,建立了含钛微合金钢在液态及凝固过程中TiN的析出模型.模型计算表明SAPH440钢液相中TiN没有析出,凝固过程中在固相率fs为0.65时TiN开始析出,TiN的析出抑制了钛和氮的晶间偏析.通过调整微合金钢中氮和钛含量,配合连铸工艺,可以控制TiN的析出时机,减小对钢性能的危害.     

含钛焊丝钢中TiN析出的热力学分析

对含钛焊丝钢中TiN析出进行了热力学计算与分析。结果表明:钢中氮含量在0.008 0%以下,钛含量在0.050%～0.100%范围内,液相线1 517.3℃以上不会析出TiN;该钢种目标钛含量0.070%～0.080%范围内,在其固相线1 456.6℃以下弥散析出细小TiN,须满足钛、氮浓度积小于3.720 3×10^-4,此时钢中氮含量控制在小于0.005 0%的水平为宜。     

转炉内Na2CO3处理生产低磷钢工艺试验研究

实验室内用模型复吹转炉研究了含Na2CO3、CaO等混合脱磷剂炉内脱磷效果及若干工艺因素的影响，试验证明，吨钢Na2CO3用量3～5kg可使中、低碳钢液磷含量降至<0．010％。工业试验证明，适当条件下复吹转炉中吨钢Na2CO3用量2．5kg(不加其它材料)可使磷降至<0．010％。     

添加镁对低碳钢的凝固组织影响

为了提高低碳钢方坯内部质量,通过一些试验,采用小尺寸钢锭研究了添加镁对碳含量为0．1％的低碳钢凝固组织影响。同时也用FE-SEM观察钢锭中形成的夹杂物,完成了有关氧化物和氮化物的几种热力学分析。向钢中添加镁可增加等轴晶的比例,特别是在钛含量为0．2％～0．25％的低碳钢中有明显影响,其可导致TiN的结晶直至凝固结束。假定在不含钛钢中添加镁促进等轴晶结晶的影响主要归因于MgO或MgO·A12O3形核的作用,然而,与含钛钢相比,其增加等轴晶的比例较少。显然,对于TiN结晶来说,MgO也能有效作为反应试剂导致促进8-Fe和等轴结晶的异相形核。通过向低碳含钛钢中添加镁证实了MgO和TiN的共同作用。通过添加钙,当向钢中添加镁时,假定由于镁的加入导致的促进作用减少了液态氧化物并且降低了全氧,因此,固态MgO或固态MgO·Al2O3的结晶数量减少。证明了平面错合度是评价相对异相形核能力的有用指数。     

奥氏体中的纳米沉淀物对Nb—Ti微合金钢连续冷却过程中铁素体转变开始温度的影响

本文通过采用热膨胀方法研究了在无形变和热形变Nb—Ti微合金钢连续冷却过程中的转变特点,在Nb—Ti钢中,Ti含量从0变化到0．031％,而Nb含量保持不变。在不同冷却速度下,根据得到的连续冷却转变（CCT）曲线,测量了热膨胀曲线。对于无形变Nh—Ti钢,试验结果发现：铁素体转变开始温度（Ar3）随着钛含量增加到0．015％而减少,当钛含量范围介于0．015％～0．027％之间时,铁素体转变温度大幅降低。对于热形变Nb—Ti钢,当钛含量小于0．027％时,虬温度没有明显差别,但是当钛含量大于0．027％时,Ar3温度明显降低。为了阐明Ar3温度的变化,需要考虑奥氏体晶粒尺寸（Dr）、Nb—Ti沉淀物和残余应变。根据试验结果,开发了无形变和热形变Nb—Ti微合金的Ar3计算数学模型。     

精炼及连铸过程影响钛收得率的因素分析

通过试验及热力学计算,分析了高强钢生产时精炼及连铸过程,影响Ti收得率的因素。结果表明：液相线温度以上,钢中酸溶铝的质量分数为0．025％时,钢液中0．02％的Ti不能与溶解氧反应,但能被大气中的氧二次氧化,板坯中发现氧化钛夹杂物;精炼及连铸过程中,钛与钢液及大气中的氮均不能发生反应;1600℃温度下,当w（Si）=0．25％时,钢液中钛的质量分数为0．02％时有可能与渣中的SiO2反应生成Ti的氧化物进入渣中。提出了稳定控制钢中Ti含量的措施,并应用于生产实践,实现了控制Ti质量分数的波动范围为（0～2）×10^-5。     

含铈IF钢中含钛夹杂物的析出行为

通过热力学计算研究了IF钢中含钛夹杂物的形成过程以及铈对钢液中Al2O3夹杂物的变质机理,并采用扫描电镜、能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的含钛夹杂物。热力学计算和扫描电镜观察结果表明:TiN不能在熔炼温度下形成;在IF钢液凝固的过程中TiN以异质形核的形式生成并长大,生成TiN-Al2O3夹杂物;在含铈IF钢中TiN-Al2O3夹杂物被稀土铈变质为TiN-CeAlO3夹杂物,稀土铈减小了含铈IF钢中含钛复合夹杂物的尺寸。     

帘线钢中钛夹杂形成的热力学分析

对帘线钢中TiN夹杂的形成热力学进行了计算,通过理论计算表明,在帘线钢凝固过程后期,固液界面的TiN平衡浓度积较低,易形成钛夹杂.相对碳含量较低的帘线钢而言,碳含量较高的帘线钢在凝固后期由于固液界面的温度较低,导致TiN平衡浓度积也较低,更易于形成钛夹杂.根据理论分析结果,采取了相应的技术措施,使与钛夹杂相关的帘线钢合格率得到明显提高.     

硅对含铜和镍低碳钢高温氧化行为的影响

本文研究了Si对富Cu相印富Ni相的影响,试验条件是含0．3％Cu和0．3％Cu＋0．15％Ni盼铁基合金,加入到含Cu0．17％-0．41％、Ni0．3％～0．13％、Si0．03％-0．12％的钢试样中进行氧化。试样在1150℃大气条件下保温60、300和600s,对比试样为无Cu、Ni含0．02％Si的低碳钢试样。含Cu、Ni钢的氧化速率随时间的延长而降低且比无Cu、Ni低碳钢的要低,在含Cu、Ni钢试样上观察到了内氧化层。内氧化层中的氧化物数量随氧化时间的延长而增多,且氧化物特征为富含Fe和Si,与Fe—Cu—Ni合金相比,含Cu、Nj、Si钢在氧化物中有更多的富Cu、Ni金属粒子聚集。研究表明。硅粒子个数随氧化物金属界面处氧含量的增高而增多,因Cu、Ni的富集而增加了氧的溶解度,这些内氧化物降低了氧化速度和夹杂。有10个因素造成含Cu、M、Si物质比含Cu、Ni物质氧化物大量增。     

钛对铌微合金化钢夹杂物析出行为的影响

采用高频真空感应炉在1 550℃的Ar气氛中冶炼不同钛含量的钛、铌微合金化钢并对其进行热处理。分析了钛加入量对钢的成分、组织结构、钢中典型夹杂物及宏观力学性能的影响。研究结果表明:采用Al脱氧后的钛、铌微合金化钢氧含量降低到0.002 0%左右,合金元素的利用率超过80%。钢中的夹杂物主要有球形或近似球形的Al2O3、SiO2、TiOx及其复合夹杂。(Ti,Nb)(C,N)、NbC、TiC夹杂以氧化物夹杂为核心析出。随着钛合金加入量的增加,钢样中的部分夹杂物形貌由球形发展成长方形。经共聚焦激光扫描高温显微镜热处理过的钢样中析出较多细小的(Ti,Nb)(C,N)夹杂物。随着钛含量的增加,热处理后的钢中小于1μm夹杂物数量急剧增加,尺寸大于1μm的夹杂物的数量呈现减少的趋势。高温在线金相组织分析表明:钢中钛加入量增加,高温奥氏体晶粒变小,钢的组织细化,从而钢的宏观硬度增高。     

Control of Ultra Low Titanium in Ultra Low Carbon Al-Si Killed Steel

 Titanium is the impurity in some special steel grades. The existence of titanium decreases the grain size, depresses the yield strength, and results in the low quality of these steels in various properties. Thus, titanium should be removed to the minimum. Based on the industrial production of ultra low carbon Al-Si killed steel, the physical-chemical behavior of titanium was investigated in vacuum degassing refining (RH) process with and without desulfurization. The influences of titanium content in hot metal, ladle slag composition, and ladle slag quantity, etc, on titanium content of refined liquid steel were discussed. The results showed that the partition ratio of titanium between ladle slag and liquid steel is in inverse proportion to the 4/3 square of aluminum content. The maximum partition ratio of titanium between top slag and liquid steel can be obtained by adjusting an optimum slag composition including contents of FeOx and Al2O3 and the slag basicity, and the suitable range of them should be controlled higher than 6%, less than 20%, and within 1. 5 to 3. 0, respectively. Moreover, desulfurization refining by RH decreases the partition ratio of titanium between ladle slag and liquid steel significantly. To ensure the titanium content stably less than 15×10-6 in a 300 t ladle, the titanium content in hot metal must be less than 500×10-6 and the thickness of basic oxygen furnace (BOF) slag carrying over must be less than 50 mm.     

Thermodynamics Behavior of Titanium for BOF Smelting Bearing Steel

Titaniumnitride is a kind of hard and crispyin-clusion, whichis harmful to the fatigue life of steelandis related to the titaniumand nitrogen contentsof steel ,that is ,the amount of titanium nitride in-clusion increases with the increase of titanium andnitrogen contents of steel[1 -3]. The nitride is moreharmful than oxides with the same di mension.It isnoted from experi ment results of the fatigue life ofbearing steel that when the titaniumcontent decrea-ses from40×10-6to 10×10-6,the fatig…     

二安替吡啉甲烷分光光度法测定钛铁中钛含量

建立了二安替吡啉甲烷分光光度法测定钛铁中钛含量的快速分析方法。采用稀硫酸和过硫酸铵溶解试样,以1.8 mol/L盐酸为显色酸介质,利用二安替吡啉甲烷与四价钛能形成稳定1:3的黄色络合物[Ti(DAPM)3]^4+的特性,通过测定被测元素的吸光度值,建立钛含量与吸光度之间的线性拟合,回归曲线方程为A=2.6618w+0.0033,线性相关系数为0.9998。该方法适用于钛铁中钛含量范围25%~40%的测定,标准样品测定结果与认定值一致,其相对标准偏差小于0.45%,分析速度快,操作简单,值得推广。     

含钛夹杂物对大热输入焊接用钢HAZ韧性的影响

 通过调整冶炼工艺,研究钢中氧化钛和氮化钛的数量、尺寸及分布规律,并利用热力模拟试验机对试验钢的大热输入焊接热影响区韧性进行分析。试验结果表明：实施新的冶炼工艺能够使钢中形成大量细小的氧化钛和氮化钛类夹杂物;在熔合线部位温度为1400℃时,钢中的TiN因溶解而失去钉扎作用。尺寸小于5μm的含Ti2O3和MnS的复合夹杂物,其形成IAF的能力强;尺寸为5～6μm的这类夹杂物具有IPF的形核能力。新的冶炼工艺能够大幅度提高大热输入焊接热影响区韧性。     

渗碳钢钛含量的优化设计

根据钢铁材料的微合金化原理和强韧化原理,对广泛使用的含钛渗碳钢的钛含量进行了理论计算分析和优化设计,结果表明,适当降低钛含量,不影响其在渗碳过程中阻止奥氏体晶粒长大的作用,但可有效地减少或消除含钛渗碳钢中的液析氮化钛,从而提高钢材的力学性能.     

Titanium Content Control for Bearing Steel

On the basis of the thermodynamic analysis and fundamental study in the laboratory, the equilibrium of the Ti A10 system was investigated. The results showed that the equilibrium titanium content in the steel increased with the increase in the soluble aluminum content in the steel and the TiO2 content in the slag. Although the slag basicity decreased and Al2O3 content in the slag increased, the titanium content increased. Based on these results, the BOF smelting process of low titanium bearing steel was put forward.     

EAF-CSP流程钛微合金化高强钢板的组织和性能研究

珠钢采用Ti微合金化技术在EAF—CSP流程上成功地开发出屈服强度为450～700MPa的高强度热轧钢板。系统地研究了试验钢的组织和性能．并分析了组织与性能的关系。结果表明，随钛含量增加或成品厚度减薄钢板的屈服强度显著提高，最高达到695MPa；钛的质量分数低于0．024％时对屈服强度影响不大；当钛的质量分数低于0．045％时．钢板屈服强度的提高主要来自于晶粒细化，而当钛的质量分数大于0．045％后，钢板强度的进一步提高来自于沉淀强化。     

Role of Nitrogen during Oxidation of Titanium Diboride in Air

We have studied the effect of nitrogen on oxidation of titanium diboride in air. By thermodynamic analysis of the reaction in the TiB₂ – air system, we have established that the oxide film is layered. When the air content in the system is less than 50 mass%, the predominant reaction products are boron and titanium nitrides, which suggests a special role for nitrogen during oxidation.     

Ti对低碳Mn-V钢奥氏体动态再结晶的影响

采用Gleeble热模拟试验机和透射电镜、扫描电镜及定量金相等分析技术,就钛对低碳Mn-V钢奥氏体晶粒长大行为、奥氏体动态再结晶行为等进行了研究.结果表明,含钛钢中形成稳定的碳氮化钛,对阻止再加热奥氏体晶粒长大有利.含钛钢变形抗力比不含钛钢要高,其动态再结晶开始的临界变形量比不加钛钢的小,易于发生再结晶,且含钛钢的再结晶晶粒尺寸相对较细,再结晶晶粒长大速度也更慢.