国内外含硫易切削非调质钢成分及显微组织分析

对国内外含硫易切削非调质钢进行了对比研究,结果表明:国内钢样中硫含量明显高于国外,Als、氮含量稍低,总氧质量分数基本一致(约为11×10-6);国内外钢样中显微组织基本一致,都是由沿晶分布的铁素体和珠光体所组成,国外钢晶粒较为粗大,国内钢晶粒相对细小;国外钢样中硫化物呈弥散状分布,形态趋于纺锤形,而国内钢样中硫化物分布不均匀,形态趋于细长形.     

连杆用C70S6钢的胀断性能

对比分析了传统连杆用非调质钢F38MnVS(/%:0.37C、1.32Mn、0.18Si、0.008P、0.060S、0.12Cr、0.12V)锻坯的胀断性能和胀断连杆用非调质钢C70S6(/%:0.72C、0.57Mn、0.32Si、0.020P、0.060S、0.17Cr、0.03V)锻坯的胀断性能。结果表明,C70S6钢的胀断性能明显优于F38MnVS钢。C70S6钢的组织以片层状珠光体为主,铁素体的含量极低,胀断面以脆性断裂为主,达到胀断技术的要求。     

一种新型胀断连杆用中碳非调质钢

 采用降低铁素体相韧性、提高铁素体相硬度及适当脆化原奥氏体晶界的方法,开发出一种新型胀断连杆用铁素体-珠光体型中碳非调质钢,从钢种设计、微观组织、力学性能及胀断特征等方面对此钢种进行了介绍。硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素析出强化和组织细化作用,使得开发钢不仅具有较高的强度水平和屈强比,同时具有远高于传统的胀断连杆用高碳钢C70S6的优异高周疲劳性能。此外,模拟胀断试验结果表明,开发钢的断口呈典型脆性解理断裂,胀断前后的变形量很小,具有优于C70S6钢的胀断性能,可采用胀断工艺制造连杆。     

Ca及Ca-Te处理对高硫非调质钢硫化物形态的影响

切削加工性能是胀断连杆用非调质钢的关键性能指标,而硫化物形态与分布是影响切削性能的关键因素。研究了Ca处理和Ca-Te处理两种改质工艺对46MnVS5非调质钢硫化物形态与分布的影响。结果表明,Ca-Te处理有利于改善钢中硫化物形态与分布。Ca-Te处理后连铸坯宽度1/4处和心部夹杂物等效直径分别降低17.5%和23.9%,边部夹杂物密度由9.16个/mm²降低为7.39个/mm²。对轧材进行夹杂物评级,Ca-Te处理A细系由3.0级降低为2.0级,A粗系无明显变化。Ca-Te处理可以球化钢中的硫化物夹杂,减少夹杂物数量,提高钢的横向性能,改善钢的切削性能。     

连杆用36MnVS4钢的胀断性能

对国内新开发的的胀断连杆用非调质钢36MnVS4性能进行了研究,结果表明,材料的显微组织为极细的铁素体+珠光体混合组织,钒等微合金化元素的加入使得晶粒更加细化;胀断结果显示,材料断口为典型的脆性解理断裂,胀断变形量很小,达到或超过传统C70S6胀断效果;碳含量的降低引起组织变化,改善了切削加工性能;材料的强度增加,屈强比也显著提高,对连杆的轻量化设计和可靠性有显著的意义,可以用于胀断连杆。     

不同钙处理路线钢中夹杂物改性效果评估

以BOF→LF→RH→CC流程生产的石油套管钢为对象,对不同钙处理工艺路线钢样中各成分含量及中包钢样中夹杂物形貌和成分分布进行对比分析,研究了钢中夹杂物的改性效果。结果表明,不同的钙处理路线钢样中各成分含量变化情况不同,且中间包钢样中夹杂物形貌和成分分布也有显著区别,以夹杂物改性指数评估钙处理改性夹杂物的效果,并结合各钙处理路线的优缺点,确定该钢厂生产石油套管钢的最优钙处理路线。     

国内外31CrMoV9钢成分与夹杂物特性分析

对国内外不同产地的31CrMoV9钢进行对比研究。分析表明,国外钢中硫、磷和总氧含量低,而国内钢中的锰硫比低,国外钢样中的夹杂物数量少,尺寸小,弥散分布性强,长宽比小于1.5的夹杂物数量占总量的比例大,纺锤率大,且夹杂物的形态以球状和类球状居多,极少出现块状和条状夹杂物,国外的夹杂物主要是以Al_2O_3、CaO、MnS等组成的复合夹杂物,而国内钢样中夹杂物分布不均匀,成分波动性较大。     

Ca-Si线与FeS合金化模式对低碳结构钢硫化物形态的影响

通过10 kg感应炉研究了Ca-Si线与FeS加入次序对低碳结构钢(/%:0.16C,0.65Mn,0.25Si,0.034S,0.025P)硫化物形貌和切削性能的影响。以钢中非金属夹杂物变形处理为基础,采用Image Pro Plus软件对钢中夹杂物指标进行定量分析,得出采用先加入Ca-Si线后加FeS的合金化模式时,钢中夹杂物平均长度为12.3μm,单位面积上条状夹杂物与粒状夹杂物之比为64:41,而采用先加FeS后加Ca-Si线的合金化模式,钢中夹杂物平均长度为9.9μm,单位面积条状夹杂物与粒状夹杂物数量之比为52:53,且钢样的切削性能较先加Ca-Si线模式好,因此先加FeS后加Ca-Si线的合金化工艺有利于控制钢中硫化物形态。     

胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为

 利用金相显微镜、透射电镜及X射线衍射仪等分析了2种不同钒质量分数(0.15 %、 0.28 %)的胀断连杆用中碳非调质钢在热锻及空冷后的微合金碳氮化物析出相的成分及粒度分布等特征,并探讨了其析出强化行为。结果表明,随着钢中钒质量分数的增加,组织细化,铁素体增加,珠光体片层间距减小,同时含钒、铬的M(C,N)型析出相的数量增多。2种试验钢中分别约有质量分数48 %、64 %的钒处于M(C,N)相中,M(C,N)相中又分别有约质量分数42.6 %、56.7 %的颗粒尺寸小于10 nm,这些细小粒子主要弥散分布在铁素体内,其沉淀强化增量分别为140.0和232.6 MPa。当试验钢中钒质量分数较高时,不仅可获得与传统胀断连杆用C70S6钢相当的抗拉强度和冲击功,而且还可获得远高于C70S6钢的屈服强度和屈强比,因而适合用来制造高性能胀断连杆。     

汽车发动机连杆用钢C70S6BY的研制

汽车发动机连杆用钢C70S6BY的工艺流程为130 t转炉-LF-RH-CCM-加热-轧制。LF精炼通过低碱度1.5~2.0的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO渣系,RH采用氮气驱动,退泵后循环5～10 min,可以精准控制钢中S、N含量(0.064%~0.068%S和136×10^-6~142×10^-6N)。轧制后入坑缓冷,钢材组织由珠光体和少量铁素体组成,钢中非金属夹杂物主要是硫化锰和复合夹杂物。1050 ℃ 30 min空冷钢的抗拉强度达到995～1018 MPa,屈服强度586～611 MPa,伸长率11.5%～13.0%,断面收缩率22%～24%,HB布氏硬度值285～301。各项指标均满足涨断连杆的要求。     

钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的调查

通过对国内外5个钢厂所生产的钢帘线盘条中夹杂物形态和成分的对比分析,找出了国内钢厂在夹杂物形态和成分控制上与国外钢厂的差距,尤其是在夹杂物的塑性和尺寸两个方面.同时还对盘条中T.O、N和Als含量进行了对比,结果表明国外钢厂的控制效果要明显好于国内钢厂.     

热轧车轮钢钙处理后的硫化物夹杂形态

本文研究了钢种为X的热轧车轮钢进行钙处理后的硫化物类夹杂物形态,试样从钢种为X的热轧产品中提取。检查了不同疏含量炉次中的长条形硫化物夹杂物的尺寸和分布,当钢中硫含量小于50×10~(-6)时,很少或基本观察不到长条形硫化物夹杂物。当硫含量高于或等于70×10~(-6),并且Ca/s比小于0.5时,钢中硫化物夹杂物尺寸和数量明显增加。然后在硫含量高于50×10~(-6)的炉次中,研究了添加钛(0.01%~0.02%)对硫化物类夹杂物形态的影响。研究发现:在实际炼钢条件下,添加钛对减少硫化物类夹杂物的尺寸有部分影响。     

稀土处理钢中夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响

分析了稀土处理钢中夹杂物的特征(夹杂物种类、尺寸分布和体积分数)对微观组织中针状铁素体形成的影响.结果表明,钢中夹杂物种类和体积分数对针状铁素体组织的形成非常重要.稀土氧化物(包含稀土氧硫化物)与铁素体具有低至1.9%的错配度降低针状铁素体在夹杂物表面的形核能垒,从而促使它在稀土氧化物上形核.反之,稀土硫化物与铁素体具有高达42.5%的错配度不能诱导生成针状铁素体组织.此外,微观组织中针状铁素体的体积分数随着夹杂物体积分数的增加而增大,当钢中夹杂物体积分数是9.5×10-4时其体积分数达到53%.      

氧含量对硫系易切削钢Y1215中硫化物的影响

研究了T[O]0.0074%～0.0145%对Y1215易切削钢(/%:0.05～0.06C,0.008～0.010Si, 1.26～1.27Mn, 0.049～0.051P,0.37～0.39S)160 mm×160 mm铸坯中硫化物夹杂的分布、尺寸、形貌的影响和轧制Φ8.0 mm热轧盘条中硫化物的变形情况。结果表明：随着氧含量增加,铸坯中硫化物夹杂的尺寸和分布无明显区别,但复合夹杂物数量明显增多,复合型的夹杂物有以MnS为核心包裹或附着MnO-SiO₂和以MnO-SiO₂-Al₂O₃为核心附着MnS夹杂物。在轧制Φ8.0 mm的盘条中,T[O]为0.0074%时,盘条中硫化物变形明显,部分硫化物由于拉伸变形严重而碎断,硫化物的长宽比为23.2,T[O]为0.0145%时,盘条中硫化物沿轧制方向变形小,主要以纺锤形为主,硫化物的长宽比为3.4。为获得球形或纺锤形的硫化物,冶炼时Y1215钢中的T[O]可控制在0.0095%～0.0145%。     

含Zr低合金高强度钢中夹杂物的特性

用电子探针研究了含Zr低合金高强度钢中夹杂物的形貌、大小及分布等特性。结果表明 ,钢样中的夹杂物为圆形 ,呈分散分布 ,其组成系含ZrO2 的复合夹杂物 ,而且MnS依附此复合夹杂物成核和长大。钢中添加少量Zr可明显改善夹杂物形态和分布 ,从而改善钢的强度和韧性     

S含量对18CrNiMo7-6齿轮钢中夹杂物和疲劳性能的影响

以w[S]为0.002%（低S含量）和0.022%（高S含量）的两种18CrNiMo7-6齿轮钢为研究对象,参照齿轮热处理工艺获得伪渗碳试样,并对其力学性能、显微组织、疲劳性能和夹杂物分布进行了分析表征。结果表明,两种齿轮钢的强度基本相当,而高S含量试验钢具有更好的塑性和低温冲击韧性,并且其疲劳极限、疲劳寿命均优于低S含量试验钢,疲强比由0.445提高到0.479。S含量显著影响钢中的夹杂物分布情况：低S含量试验钢中夹杂物以MnS-Oxide为主,数量较少,同时尺寸更大;而高S含量试验钢夹杂物以CaS-MnS-Oxide复合型夹杂物为主,数量提高1倍以上,但尺寸更为细小。高S含量试验钢采用Ca处理工艺对夹杂物进行改性,夹杂物尺寸明显细化,有利于钢的塑韧性提升,并改善疲劳性能。     

钢中氮含量对含硫齿轮钢硫化物影响的试验

某钢厂齿轮钢20CrMnTi(质量分数/%:0.17~0.23C,0.17~0.37Si,0.80~1.00Mn,0.025~0.035S,0.004~0.08Ti,1.10~1.25Cr)的生产工艺流程为90 t LD-LF-RH-CCM-150 mm×150 mm方坯连铸。通过热力学计算得到钢中的MnS和TiN均在液相线和固相线之间析出。试验研究钢中含不同氮含量情况下,钢中硫化物和氮化钛具有相互结合的变性效果。试验结果表明,当钢中氮质量分数约为0.005 5%时,TiN优先于MnS析出,钢中更多的硫化物夹杂以氮化钛为形核核心,形成硫化锰和氮化钛复合夹杂物,从而改善A类夹杂物尺寸和形貌,A类夹杂物呈短小、均匀分散分布态势,按GB/T 10561评定达到1.5级。     

X70管线钢钙处理研究

在X70管线钢LF精炼后期分别以100 m/min和200 m/min速度向钢中喂入300~500 m硅钙线或添加硅钙钡铁,对钢中夹杂物进行变性处理。喂钙后钢样、结晶器钢样和铸坯样中的CaTot和夹杂物分析表明:钙处理后钢中钙含量在不断下降;夹杂物的组成、形貌和尺寸也在不断变化。根据钢中夹杂物的变化、夹杂物对高级别管线钢性能和连铸顺行的影响,提出了高级别管线钢生产中夹杂物变性控制策略。     

镁系易切削钢中夹杂物分析

为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响,以1144高硫易切削钢为试验钢种,采用金相和能谱仪等手段研究了 Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响.结果表明:在易切削钢铸坯中,Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变,分布更为均匀,同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升.在轧材中,...     

稀土元素在铁素体不锈钢中的作用和应用前景

铁素体不锈钢(11%～30%Cr)的抗点蚀、抗应力腐蚀和抗高温氧化性能均优于奥氏体不锈钢。但普通铁素体不锈钢晶间腐蚀敏感性较高,塑性和韧性较低,焊接裂纹倾向较大。经分析得出,铁素体不锈钢加稀土元素可改善钢的凝固组织,影响碳、氮化物析出形态,细化晶粒,改变钢中硫化物形态和夹杂物成分,从而改善钢的横向韧性、焊接性能和疲劳性能。因此,稀土元素在铁素体不锈钢中的应用研究工作有广阔的前景。