碲系易切削钢及其切削性评价

硫系易切削钢利用硫化物的脆断性来提升钢材的切削性能,硫化物的形态、大小、分布是决定易切削钢切削性能优劣的关键因素.上海大学与芜湖新兴铸管有限责任公司合作,通过在1215MS易切削钢基础上添加碲元素,来改善硫化物的形态及分布,提升产品的切削性能.结果表明:硫系易切削钢添加质量分数0.016％ 的碲后,易切削钢中硫化物三维...     

硫系、碲系、铅系易切削钢组织及硫化物对比分析

易切削钢中的夹杂物和组织是影响其切削性能的重要因素,为开发环保型无铅易切削钢,并探究其与含铅易切削钢中组织及硫化物的差异,采用光学显微镜和电子显微镜对1215MS(硫系)、1215Te(碲系)及12L14(铅系)易切削钢中基体组织和硫化物夹杂进行了对比观察与统计分析,结合非水溶液电解法分析了Pb、Te两种元素对钢中夹杂物形貌的影响。结果表明:3种易切削钢基体中组织均为铁素体、珠光体;碲能降低MnS夹杂物长宽比,其长宽比在1~3之间的比例为57%,高于硫系易切削钢1215MS的40%以及铅系易切削钢12L14的33%;碲在易切削钢中生成MnTe,使轧制后的MnS的形貌趋于球状、椭球状、纺锤状,改质作用显著,而铅在易切削钢中以铅单质存在,对硫化物的改质效果有限。     

易切削钢的新技术与发展方向

80年前易切削钢的偶然诞生与战争(第一次世界大战)的急需和钢的粗制滥造有关(高硫和高磷含量钢)。80年后的今天,硫易削钢、铅易切削钢、钙易切削钢和复合易切削钢被广泛地应用于各工业部门。随着加工自动化程度增大,对材料的可切削加工性能要求提高。切削加工的费用占零件成本的50%左右。因此,降低切削加工费用,使易切削钢能适应自动化生产线,并提高劳动生产率是钢铁材料用户的迫切需要。磷对铁素体基体的脆化作用和硫化物的内部缺口效应是硫系易切削钢可切削性高的根源。直至今日,硫系易切削钢仍然是应用最广泛和数量最大的易切削钢。铅系…     

中碳高硫易切削钢中Zr添加对MnS夹杂物形貌特征的影响

摘要：为改善中碳高硫易切削钢中MnS夹杂物形貌特征,在2kg真空感应炉开展了钢中添加Zr金属的试验。利用SEM-EDS研究了不同Zr含量下钢中氧化物和硫化物的形貌特征,并利用Thermo-Calc软件分析了中碳高硫易切削钢中不同种类MnS的形成过程和机制。结果表明：不添加Zr元素的试验钢中,硫化物主要为簇状形貌的II类,以及少量大尺寸的I类,尺寸和空间分布都很不均匀。加了质量分数为0.0015%的Zr元素后,钢中硫化物基本上是以沿晶界分布的簇状形貌存在,复合硫化物占比只有0.1%。随着Zr质量分数进一步增加至0.0051%,钢中主要生成细小的、纯ZrO2氧化物粒子,为硫化物提供了大量形核核心,减弱了硫化物在晶界聚集的分布行为,提高了硫化物的分布均匀性。试验结果表明,高硫氧比条件下,同样可以利用钢中氧化物粒子改善MnS形貌,关键是得到细小尺寸、高效形核效果的第二相粒子。     

易切削钢中Ca-Al-O-Mn-S系氧硫化物变性的热力学计算

本文对易切削钢中Ca-Al-O-Mn-S系氧硫化物变性进行了热力学计算。计算结果表明,硫含量愈高,氧硫化物变性所要求的Ca愈高而Al愈小。易切削钢中常见的是CA_6-(Mn,Ca)S和CA_2-(Mn,Ca)S。由于其较高的硫含量,液态CmA_n-(Mn,Ca)S不可能形成。实验结果同热力学计算相当吻合。     

钙-硫易切削钢的研究

本文分析了钙硫易切削钢冶炼工艺特点,研究了钙硫易切削钢中夹杂物特征和切削加工性能。试验证明:不用Al脱氧,采用Ca-Si合金脱氧使钢中获得了CaO-Al_2O_3-SiO_2系低熔点复合氧化物,大幅度提高了钢材的切削加工性能。     

硫系易切削钢的研发

通过对硫系易切削钢的冶炼工艺及轧制工艺进行研究,总结了硫系易切削钢生产时的冶炼工艺及轧制工艺控制要点．成功地开发了硫系易切削钢并形成批量生产。     

易切削钢生产工艺技术探讨

综述了国内外易切削钢的发展概况,重点介绍了四种常见易切削钢系列钢种及其特性,分析了硫系易切削钢的特点,就硫系易切削钢生产中应注意解决的问题进行了探讨.     

氧含量对硫系易切削钢切削性能的影响

研究了氧含量对硫系易切削钢中硫化物夹杂及对切削性能的影响。结果表明：在一定范围内,钢中氧含量越高越有利于改善切削性能,其原因是氧含量高时,钢中会形成大量的纺锤形（Mn、Fe）（S、O）复合夹杂物。在切削过程中,这类硫化物能割断基体的连续性,在刀具表面形成一层保护膜,从而降低刀具的磨损。实验室切削试验表明：w（O）=0．014％时,硫系易切削钢的切削性能优于45钢,能够获得理想的切削性能。     

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,...     

钙镁复合处理20CrMnTi钢中硫化物夹杂

 20CrMnTi钢中添加硫可以改善切削性能,但也会带来力学性能变差的问题,Ca-Mg复合处理可减轻硫化物夹杂物的危害。通过实验室高温试验、电镜观察、能谱分析及统计方法,研究了对20CrMnTi钢中加硫后形成的硫化物进行Ca-Mg复合处理以及钙处理的效果。试验结果表明,复合处理可以使加硫钢中长条、链状的II类硫化物改性为球状单相或者包裹氧化物的复合夹杂物,处理后钢中夹杂物的平均长宽比、直径显著降低;复合处理时钙加入钢中形成的CaS与MnS固溶提高硫化物的球化率,镁主要形成MgO,使被包裹的氧化物核心更细小弥散,最终的夹杂物为MnS-CaS-MgO（-Al2O3-CaO）;若镁过量,则硫化物中会出现MgS,若钙过量,氧化物中出现CaO;加入镁使钙处理所需钙加入量变小,复合处理的效果优于单独的钙处理。     

微合金钢中硫化钛的电镜研究

利用高压透射电镜和能谱仪对高强度热镀锌钢板中硫化钛夹杂进行观察和分析，以此说明微合金元素钛对硫化锰夹杂的变性行为。     

LF(VD)精炼工艺对控制28MnCr5齿轮钢中硫和硫化物的影响

试验了45 t LF精炼渣的碱度、喂硫线和脱氧工艺对28MnCr5钢(％:0.25～0.30C、0.60～0.80Mn、0.020～0.035S、0.80～1.00Cr)硫含量的控制、氧化物含量和钢中硫化物的影响。结果表明,LF精炼渣碱度控制在2.8～5.1喂硫线,VD后硫的回收率达80％～90％;钢中氧化物级别≤1.5级;精炼结束喂适量CaSi线可改善钢中硫化物的形貌。     

GCr15轴承钢的接触疲劳寿命影响因素

本文分析了GCr15轴承钢的接触疲劳寿命,对钢中氮化物、氧化物、硫化物、残余奥氏体对轴承钢接触疲劳寿命的影响进行了研究。     

中高硫钢中硫化锰夹杂物控制技术

 近年来,随着制造业的不断升级发展,对节能环保的要求越来越高,对于一些用于复杂零部件制造的钢种,为了降低在制造加工过程中的能耗,通常向钢中加入易切削元素(硫、碲、铅)来改善其切削加工性能。添加一定的硫是目前最常用的改善手段。硫在钢中主要以MnS形式存在,其形貌及分布控制水平对钢材力学性能有重要影响。对于中高硫钢,硫化锰属于塑性夹杂,在析出过程中易发生聚集长大,并且容易在轧制过程中沿拉轧方向变形,成为大尺寸长条状,这类大尺寸MnS会严重破坏材料的横向性能。为保证中高硫钢的钢材性能,需要对钢中MnS夹杂的形貌及分布进行控制,目标是避免大尺寸MnS的产生,尽可能得到细小、均匀分布的纺锤状MnS夹杂。MnS夹杂控制是一个系统的问题,必须联系整个工艺流程进行。总结了部分合金元素、工艺参数对MnS夹杂析出的影响规律,并综述了近年来在整个生产流程中的MnS夹杂控制实践,包括精炼过程的改性处理、复合析出控制,凝固过程控制和控轧控冷控制,并指出,对于如非调质易切削钢等中高硫钢中的MnS形貌及分布控制,如何将实验室研究成果落实于工业生产是广大研究者未来共同努力的方向。     

钙处理对20CrMo齿轮钢硫化物夹杂的影响

在热力学计算的基础上,分析了20CrMo含硫齿轮钢钙处理的工艺条件,并对某厂钙处理后的含硫齿轮钢轧材进行了取样研究。结果表明,RH破空后钙处理的钢水中,硫化物和钙铝酸盐能结合生成复合纺锤状和低熔点夹杂;同时,钙处理前钢中w(O)控制在10×10-6以下,可使加入的钙充分对Al2O3、硫化物进行变性,并有利于形成以MnS为核心的氧硫复合夹杂;而且钢水铝脱氧后调整钢中w(AlS)=0.015%～0.025%,并在温度较高时喂Si-Ca线,可减少凝固过程中硫的偏析。该厂通过钙处理工艺生产的含硫齿轮钢夹杂物形貌良好,各项性能均达到客户的要求。     

提高轴承钢疲劳寿命工艺优化

本文分析了轴承钢的接触疲劳寿命影响要素,对钢中氮化物、氧化物、硫化物、残余奥氏体对轴承钢接触疲劳寿命的影响进行了研究,提出了工艺优化措施。     

平炉用硅铝钡合金炉前预脱氧冶炼GCr15钢的工业试验

介绍用硅铝钡合金炉前预脱氧，炉后用高硅铁合金化冶炼ＧＣｒ１５钢的新工艺，生产的ＧＣｒ１５钢，其氧化物、硫化物及钢中氧含量均优于原工艺，钢中氧含量可接近电炉精炼钢水平。     

预处理改善钢渣体积安定性的研究现状

 钢渣的体积不安定性不良是约束其用于道路材料的的主要因素之一。钢渣的体积安定性预处理是钢渣有效资源化利用的关键,也是提高钢渣在道路材料方向利用率的必备条件。针对钢渣的体积不安定性问题,分别从钢渣集料的特性、引起钢渣体积不安定性的因素、引起钢渣体积不安定性因素的测定方法和改善钢渣体积安定性的预处理措施4个方面综述了国内外对钢渣体积安定性的研究进展和现状。结果表明,钢渣集料的性能较好,但矿物成分复杂,其中引起钢渣体积不安定性的主要因素是游离氧化钙和游离氧化镁,其在一定条件下能使钢渣膨胀开裂,约束了钢渣的应用;乙二醇-EDTA-TG差热分析法和EDTA滴定法是测定钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁含量较准确、较普遍的测定方法;国内大部分的预处理改善措施是针对钢渣中的游离氧化钙,包括自然陈化、蒸汽养护、表面改性处理、化学处理和碳化处理等,表面改性和化学处理为近几年钢渣的预处理措施热点,碳化处理能将钢渣膨胀率降低70%～90%,与其他处理措施相比效果较好,但对设备要求较高,成本较高;而国外主要是采取自然陈化的方式改善钢渣的体积安定性。因此,钢渣的预处理需要具有社会、经济、环境等效益的同时才能大规模应用,这需要科研人员更加深入地研究和探讨,最后结合前人的研究对未来钢渣资源化利用于道路材料的发展提出建议和展望。     

Novel concept of cleansing liquid steel of solid oxide inclusions by cullet injection in ladle

Abstract

Disclosure is made of a novel process of steel refining in the ladle with cored wire injection of soda lime cullets to cleanse the steel of solid oxide, aluminosilicate and sulphide inclusions. This refining process is expected to improve steel castability, minimise surface defects in the casting, improve many metallurgical properties of steels for various applications and improve the machinability rating of resulphurised, free machining steel for continuous casting.