不同冶炼方法下50Mn环件钢非金属夹杂物的分析

为了研究马钢转炉冶炼与电炉冶炼在非金属夹杂物控制水平方面的差异,利用ASPEX夹杂物分析仪分别对转炉钢与电炉钢轧制环件进行了夹杂物定量检测分析。结果表明:电炉钢轧制环件中单位面积内的夹杂物数量约为8.0个/mm2,而转炉钢轧制环件中单位面积内的夹杂物数量为17.6个/mm2;电炉钢中超过10μm的大尺寸夹杂物约占夹杂物总数的2.84%,而转炉钢试样中10μm以上的夹杂物约占夹杂物总数的4.85%。虽然电炉钢的洁净度优于转炉钢,但电炉钢10μm以上大尺寸夹杂物中脆性夹杂物的比例明显高于转炉钢,提高电炉钢中脆性夹杂物的控制水平仍是今后电炉钢冶炼控制的重点。     

IF钢铸坯皮下夹杂物与钩状坯壳的特征分布

铸坯中大尺寸非金属夹杂物是造成 IF钢冷轧薄板表面缺陷的主要原因,因此使用扫描电镜对超低碳 IF钢铸坯中夹杂物的形貌、类型、尺寸、数量分布进行了大面积(58897·3 mm2)的综合检测。结果表明：IF钢稳态铸坯中的大尺寸夹杂物主要有3种类型,大多数为簇群状的氧化铝夹杂物和簇群状的 TiOx-Al2 O3夹杂物,以及少量的“气泡＋Al2 O3”。实验细致分析了不同尺寸的夹杂物在铸坯近表层的数量分布,并探讨了这种数量分布的原因。分析结果表明：直径大于100μm的夹杂物在铸坯近表层的数量分布受钩状坯壳的发达程度影响明显,而直径在20~50μm的夹杂物在铸坯近表层的分布较为均匀,同时由于结晶器中非对称流场,20~50μm 的夹杂物沿铸坯宽度方向上数量分布并不完全对称。     

Al2O3夹杂物在钢-渣界面处的运动特性及去除率

通过理论计算和分析,研究了夹杂物颗粒在钢-渣界面处夹杂物去除层内的运动特性及去除率。结果表明:在夹杂物去除层内,Al2O3夹杂物颗粒的布朗扩散上浮临界尺寸为1.33μm,直径小于临界尺寸的夹杂物颗粒很难上浮去除;布朗碰撞的优势区域主要是直径为2.5μm以下的夹杂物颗粒之间以及直径为2.5～5μm夹杂物颗粒与0.5μm以下的微小颗粒之间的碰撞;直径为20～150μm的夹杂物颗粒在钢-渣界面去除层中9min内很容易完全上浮去除,而直径小于10μm的夹杂物颗粒去除率很低且升高缓慢,是提高钢液洁净度的主要控制对象。     

氮化物和氧化铝夹杂对轴承钢试料在旋转弯曲时疲劳寿命的负面影响

对淬硬型ＡＩＳＩ５２１００轴承钢进行了旋转弯曲疲劳试验。在９５０ＭＰａ应力下进行试验后的断裂表面表明：引起疲劳失效的Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）夹杂物显著小于相应的氧化铝夹杂物。Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）夹杂物的最小初始裂纹尺寸为３μｍ,而氧化铝夹杂物的最小初始裂纹尺寸为１７μｍ。还表明：在断裂４表面上具有开裂的氧化铝夹杂物的钢的疲劳寿命比没有开裂的钢的短得多。采用了有限元计算法来确定Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）和氧的氧化名夹杂物的网的     

Ca-Mg处理对X80管线钢夹杂物及性能的影响

在工业生产中进行了X80管线钢Ca-Mg复合处理与Ca处理工业试验。分析了Ca-Mg复合处理和Ca处理钢中夹杂物的变化特征，研究了Ca-Mg复合处理对X80管线钢中夹杂物及性能的影响。结果表明：Ca-Mg处理钢中夹杂物主要是Mg-Ca-Al-O系夹杂，Ca处理钢中夹杂物主要是Ca-Al-O系夹杂；Ca-Mg处理钢中粒径小于1μm的夹杂物数量密度相对较高，大于1μm的夹杂物较少；Ca-Mg处理钢中存在大量尺寸细小的TiN夹杂物，可以起到细化晶粒、提升焊接热影响区韧性的作用。在100 kJ/cm的焊接线能量下，其焊接热影响区韧性大幅度提高。     

钢中大尺寸稀土夹杂物的金相和透射电镜观察分析

以添加稀土等微合金化元素的5CrNiMo钢为例,通过金相显微镜和透射电镜等手段探讨了大尺寸稀土夹杂物的形成机理.研究表明,钢中大尺寸稀土夹杂物是以两个或多个夹杂物独立形核,长成0.3μm～0.5μm的夹杂物,由于稀土夹杂物的高吸附性,最终可相互吸引合并成为1μm～5μm的大尺寸稀土夹杂物.所形成的稀土夹杂物尽管尺寸具有数量级的差别,但形态呈球状或者近球状及椭圆状,没有尖角,进一步说明稀土元素起到了对夹杂物的变质作用.     

应用格子 Boltzmann方法直接数值模拟研究钢中夹杂物上浮及碰撞行为

采用格子Boltzmann方法对钢液中夹杂物上浮及上浮过程中的碰撞行为进行直接数值模拟研究.结果表明,不同尺寸夹杂物颗粒上浮速度的模拟结果和理论值基本一致,表明本文所采用的数值算法能够精确有效地对钢液中固相夹杂物颗粒运动行为进行研究.当钢液中直径为80μm的夹杂物颗粒位于直径为40μm的下方并一起上浮时,直径为80μm的夹杂物颗粒会逐渐追赶上直径为40μm的夹杂物颗粒并发生碰撞形成大尺寸凝聚体,凝聚体的上浮速度显著大于二者单独上浮时的上浮速度.对于直径为40μm的夹杂物来说,形成凝聚体后的上浮速度比单独上浮时的上浮速度增加300%.实际炼钢过程中,采取必要的措施增加夹杂物颗粒之间上浮过程中的碰撞凝聚,对于提高夹杂物颗粒的上浮速度,尤其是小尺寸夹杂上浮去除速度,提高钢液的洁净度具有重要的意义.      

采用电解+激光粒度分析仪检测钢中的夹杂物

 采用电解中型试样+激光粒度分析仪的方法,测定了钢中粒径为1~100μm夹杂物的尺寸分布,填补了粒径为20~80μm夹杂物尺寸测定的空白。发现IF钢粒径为1~100μm的夹杂物中SiO2类夹杂物所占比例较高,并且正常坯夹杂物中粒径大于30μm的夹杂物所占的比例可达4. 25%,这对冷轧板的表面质量存在极大的威胁。     

极值统计法在齿轮钢夹杂物评价中的应用

随着炼钢工艺的发展,钢中绝大部分的夹杂物都能通过工艺控制上浮去除,但仍存在部分大尺寸的夹杂物,会严重影响钢材质量,而采用常规的检测方法很难对钢水中的夹杂物情况进行评价。基于此,采用极值统计方法对钢水中的最大尺寸夹杂物进行推测。结果表明,对于齿轮钢,99.9%的概率认为,最大夹杂物尺寸（直径）不超过19.96μm;99.99%的概率认为,最大夹杂物不超过24.1μm。     

高级别船板钢轧制过程夹杂物的行为研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等研究方法分别对莱钢F550船板钢300 mm厚铸坯、50 mm厚轧板和20 mm厚轧板的上表面、侧面和横截面夹杂物的种类、尺寸、成分及形貌等特征进行了分析.结果表明,F550船板钢中的夹杂物在轧制前后种类和尺寸没有明显变化,轧后大于5μm的夹杂物所占比例略有升高;船板钢中主要夹杂物有单相氧化铝和氧化物-硫化物复合夹杂;试样不同面上复合夹杂物的形貌特征各异,在轧制过程中试样各个面上复合夹杂物形貌发生明显变化,这与夹杂物的塑性和轧制受力情况有关.