超塑性材料现状及新型超塑性低中碳合金钢研发

 在分析超塑性金属材料现状及发展趋势的基础上,对低中碳钢、高碳钢和双相不锈钢、奥氏体钢等钢铁材料的超塑性研究进行了归纳分析,提出了低成本量大面广低中碳合金钢将成为超塑性材料研发的一个重要方向。研究结果表明,通过科学合金化设计、精细组织调控和初步超塑性行为研究,可以获得在10－2/s应变速率和750～850 ℃下具有1 000%超塑性的低成本超塑性低中碳合金钢。这种优异超塑性性能主要归因于形成超细晶组织的合金化设计与组织调控。该研究成果打破传统低中碳钢不具有超塑性的局面,实现了可工业化超塑性能的低中碳合金钢创新发展,将推动超塑性钢材在航空航天和交通运输等领域的广泛应用。     

空冷高硅中碳低合金钢的组织与性能

研究了高硅中碳低合金钢空冷态和空冷+回火态的显微组织和力学性能.试验钢在860℃保温0.5h奥氏体化后空冷处理,随后分别在250℃和400℃保温1h回火.结果表明:试验钢空冷后组织为贝氏体/马氏体和残余奥氏体的混合组织,硬度约为41 HRC;而250℃回火后组织变化不大,硬度明显升高,约为49 HRC,韧性明显增加,由44 J/cm2增加到66 J/cm2,抗拉强度、屈服强度和延伸率明显下降.回火温度进一步增加对力学性能影响不大.     

Nb对高碳钢珠光体球化的影响

摘要：设计了2种不同Nb含量的高碳珠光体钢（0.025Nb和Free -Nb）,采用光学显微镜、扫描显微镜、透射电镜和硬度测试仪对两种试验钢珠光体球化前后的显微组织进行了观察和球化后的硬度进行了测量。结果表明：Nb元素可以细化高碳珠光体钢的片层间距,相同条件下具有更多的铁素体 渗碳体界面,在球化退火的第一阶段提供大量的位错和亚晶界使片状珠光体快速熔断,同时也给第二阶段碳的扩散提供高速扩散通道;细小的片层间距缩短了碳和合金元素的扩散距离,使球化转变速度加快,促进了高碳珠光体的球化。Nb元素的添加获得了细小片层间距以及更多的合金碳化物使试验钢的初始硬度偏高,球化退火前4h硬度值下降幅度较大,球化退火4h后对试验钢硬度的影响不大。     

转炉高碳低磷钢工艺研究与应用

阐述了在武钢第一炼钢厂的条件下生产高碳钢采用高碳出钢工艺的研究及应用情况。通过对过程炉渣、过程温度与倒渣时机等工艺参数的有效控制,可以在吹炼终点熔池ω（[C]）达0．3％～0．8％的情况下,使熔池ω（[P]）控制在0．015％以内,从而达到降低生产成本的目的。     

低碳低合金钢连铸板坯尺寸的控制实践

通过对武钢炼钢总厂二分厂的低碳低合金钢铸坯尺寸控制过程进行描述,分析铸坯尺寸波动和偏离标准范围的主要影响因素,提出一套将铸坯尺寸稳定控制在标准范围内的方法,并已取得较明显的效果.     

Research status of low carbon high strength bainitic steel

The research status of low carbon Si- Mn bainitic steel at home and abroad in recent years was summarized. The mechanism of bainite transformation and the formation process were introduced. By analyzing the effects of alloying elements on the properties and microstructure of low carbon Si- Mn bainitic steel, the partitioning behavior of alloying element Mn in the process of dual phase insulation was discussed and the strengthening mechanism of low carbon bainitic steel was revealed. Finally, the relationship between the technology, organization and properties of low carbon high strength bainitic steel was elaborated and several kinds of preparation techniques which can obtain yield strength and elongation higher than 1000MPa and 15% respectively were introduced. On this basis, the main research directions of low carbon high strength bainitic steels were prospected.     

难溶高碳合金钢消解方法的探讨

采用盐酸和硝酸并利用微波消解法完全消解难溶高碳合金钢,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定其中的主要合金元素含量。试验对消解方法、消解试剂的选择及用量、水用量对高硅样品消解的影响、微波消解程序等进行了探讨。最终确立了最佳消解条件为:称取0.2g样品,依次加入10.0mL水、5.0mL盐酸、5.0mL硝酸,在目标温度达到180℃条件下进行微波消解处理。而对于硅质量分数在1.0%以上的高硅难溶高碳合金钢样品,应适当增加水用量。按照实验方法处理多个难溶高碳合金钢样品,并采用ICP-AES测定其中的主要合金元素Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V,结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为0.23%~4.7%;按照实验方法处理4个难溶高碳合金钢标准样品,并使用ICP-AES测定Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V,测定结果与认定值相吻合。     

提高高碳钢高拉一次补吹成功率工艺优化

针对高碳钢高拉一次补吹成功率比较低的现状,对不合格的炉次进行了跟踪统计,发现造渣不当、碳温不协调、渣料质量波动对高碳钢高拉一次补吹成功率影响比较大。为此,对3个主要影响因素进行了详细分析,根据分析结果提出了相应的工艺参数优化措施及加强渣料的质量跟踪管理,使高碳钢高拉一次补吹成功率由原有的93·4％的提高到了97·3％。     

高湿热海洋环境低合金结构钢腐蚀研究进展

 21世纪是海洋的世纪,发展海洋工程材料、建设海洋工程强国是推进和实施国家海洋战略的重要内容。南海是中国海上战略要地,也是建设“海上丝绸之路”十分突出的战略支点,具有重要的战略意义。南海海洋环境是一个复杂多变的环境,不同的海域、不同的腐蚀区域、不同的材料所对应的腐蚀行为与机理都不尽相同。而南海高温、高湿的极端环境相较其他海域更为恶劣,对材料的腐蚀行为具有较大的影响,对低合金结构用钢的寿命和可靠性提出了更高要求,对于高湿热海洋环境下低合金船体结构用钢研究的重要性日益凸显。主要介绍了南海高湿热环境下船体结构用钢的耐蚀性评价方法与耐蚀性改进方法。耐蚀性评价方法包括以周浸试验为主的模拟腐蚀加速试验与相关性分析,提出了目前针对南海高湿热环境的模拟腐蚀加速试验在腐蚀介质、温度、湿度、试样尺寸等试验参数设置不统一的问题,阐述了灰关联度分析法、秩相关系数法及神经网络模型等相关性分析方法。耐蚀性改进方法包括合金成分优化、夹杂物改性与组织调控等,总结了Ni、Cr、Cu、Sb、Sn等耐蚀合金元素在高湿热环境下对材料腐蚀行为的影响及作用效果,提出了夹杂物改性方法与微观组织调控在南海环境应用的可能性。为高湿热海洋环境船体结构用钢的后续研究和实际应用提供参考。     

低碳高锰钢大方坯表面裂纹原因分析

通过电炉→LF→VD流程冶炼的低碳高锰钢浇注成300mm×360mm大方坯后,在铸坯表面发现裂纹.利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对铸坯表面裂纹进行分析,发现裂纹的产生与钢的化学成分、钢中夹杂物、钢水温度、保护渣和析出物等因素有关.在实际生产中可以从钢水窄成分控制,提高钢水洁净度,合理控制钢水温度,采用结晶器专用保护渣等方面来提高连铸坯表面质量.     

低碳冲压钢板桔皮缺陷的成因

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)技术,针对SPCD冷轧板冲压制品中的桔皮缺陷的成因进行分析,探讨了晶粒取向可能对桔皮产生的影响.结果表明:铁素体晶粒过度粗大是导致冲压件表面产生桔皮缺陷的根源;{111}织构强度较弱和较大冲压量是加剧桔皮产生的两个因素.桔皮自由表面由平缓区和粗糙区组成,两个区域均显现以{112}〈110〉与{111}〈110〉为主导的取向特征,表明表面形貌与晶粒取向的对应性不显著,表面接触状况不同是造成这种形貌差异的主要原因.     

65号线材拉拔断裂原因分析

采用金相检验和扫描电镜观察相结合的方法,研究65号钢在拉拔中出现断裂的原因,通过对断裂样品分析,得出引起拉拔断裂是由钢中脆性夹杂物的聚集、成分偏析和铸坯表面缺陷造成的。结合工艺分析,提出改进高碳钢质量的措施。     

低碳低硅钢中氧化物夹杂的控制

重庆钢铁股份有限公司新区炼钢厂结合低碳低硅钢的生产实践,为改善钢水可浇性、避免因中间包水口堵塞而停浇的事故发生,对转炉后搅、顶渣脱氧和RH碳脱氧工艺进行了优化。工艺改进后,转炉终点钢水w(O)降低了127×10-6,渣中w(FeO+MnO)<5%,钢水中铝的加入量减少了0.38～0.43 kg/t,有效降低了钢中氧化物夹杂含量,钢中w(T.O)控制在(14～25)×10-6内。生产实践表明:采用"BOF→RH→CC"工艺路线生产低碳低硅钢,提高了钢水洁净度、单中包连浇炉数达18炉。     

高拉速连铸低碳铝镇静钢铸坯中夹杂物

针对高拉速板坯连铸生产的低碳铝镇静钢铸坯,采用Aspex自动扫描电镜对铸坯表层夹杂物进行大面积的扫描分析,得到不同拉速下夹杂物的变化规律,并探究流场和S含量对夹杂物分布的影响.结果表明：随着拉速增大,钩状坯壳的深度和长度逐渐减小.对拉速大于2 m·min^-1的铸坯,由于钩状坯壳不是很发达,铸坯表层没有发现大于200μm的夹杂物.铸坯表层尺寸介于50~200μm的夹杂物主要是由凝固坯壳所捕获,而夹杂物在凝固前沿的受力决定了夹杂物的捕获行为.随着拉速提高,凝固前沿的钢液流速增加,随着冲刷力的增加、捕获力的减少,夹杂物被捕获的数量减少.在高拉速连铸下,如果钢液中S含量较大,夹杂物受到明显的温度Marangoni力,会更容易被凝固坯壳捕获.     

微合金及控冷对高碳硬线组织性能的影响

在生产高碳硬线时,通过添加微量合金元素Cr、V并配以合适的控冷工艺,可获得较完全的索氏体组织和较高的机械性能,满足更高级别的钢绞线生产要求.     

不同工艺下低碳Mn-Si钢的组织与力学性能

通过Gleeble-1500热模拟压缩试验,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及拉伸试验等,研究一种低碳Mn-Si钢在基于热轧动态相变的热轧TRIP钢工艺和基于贝氏体等温处理工艺下的组织与力学性能,比较了通过两种工艺获得的不同复相组织状态对材料的加工硬化能力的影响.结果表明：实验钢在基于动态相变的热轧TRIP钢工艺下获得了以细晶铁素体为基体和贝氏体、残余奥氏体组成的复相组织,而在基于贝氏体等温处理工艺下得到了以板条贝氏体为基体和残余奥氏体组成的复相组织,前者中残余奥氏体含量较高且其碳含量也较高.实验钢具有以板条贝氏体为基体的复相组织时屈服强度和抗拉强度较高;但由于残余奥氏体稳定性较差,实验钢的加工硬化能力较弱,导致其均匀延伸率和总延伸率较小.     

优质碳素钢和合金钢连铸板坯行业标准述评

介绍了优质碳素钢和合金钢连铸板坯制定情况,对各技术内容予以相应说明.     

高频燃烧-红外吸收法测定钎料中低碳

对高频燃烧-红外吸收法测定BAu20NiCrFeSiB钎料中低碳的实验条件进行了探讨,并考察了助熔剂和坩埚对空白值的影响。实验表明:当添加1.2g钨锡助熔剂,分析时间为40s、比较水平为3%时,测定效果最佳：采用由钨锡助熔剂与铁助熔剂制备的打底坩埚,空白值远低于试样含碳量且稳定。在没有BAu20NiCrFeSiB钎料标准样品的情况下,采用基体类似的镍基高温合金GH3128标准样品对仪器进行了校准。将方法用于实际样品中碳的测定,测得结果为0.0158%、0.0147%,平行测定11次的相对标准偏差不大于1.7%,加标回收率为97%~102%。     

我国高碳铬轴承钢标准的演变

通过对重10-52、YB9—59、YB9—68、YB（T）1-80、YJZ84、GB／T18254—2002六个标准的对比,分析我国高碳铬轴承钢标准的演变过程,为进一步提高我国高碳铬轴承钢标准的水平提供依据。     

碳钢及低合金钢在氯离子溶液中夹杂物诱发点蚀位置显微腐蚀实验探讨

选择3种冶金因素有代表性的碳钢及低合金钢, 通过极化实验方法确定点蚀诱发初期及点蚀期的电位值, 利用显微腐蚀实验方法和电子探针分析了不同夹杂物在诱发点蚀过程中的特征, 并在利用琼脂涂封的条件下, 考察及分析了点蚀诱发时夹杂物溶解析出情况。结果表明:夹杂物是钢中主要点蚀诱发源, 钢基体与夹杂物交界处的钝化膜保护作用最弱, 点蚀均从该处诱发;点蚀诱发初期, 钢基体与夹杂物交界处的钝化膜破裂时, 对硫化物夹杂, 优先析出的是铁离子, 而不是硫离子;夹杂物的成分及形态的不同都会影响到产物的溢出位置。