10CrNiCu钢拉力分层原因分析

通过电解夹杂、金相组织和电子探针等分析测试手段对10CrNiCu钢拉伸试验中出现的分层现象进行了分析.研究结果表明:拉力分层不是存在钢板某一个部位,而是存在整个钢板上;出现拉力分层的10CrNiCu钢板性能优良,夹杂总量较低,但拉力分层处(即板厚1/2处)存在较多条状硫化物夹杂,导致拉力分层.实践证明:降低钢中w(S),添加稀土丝或矽钙丝对钢种硫化物夹杂进行变性处理,采取低过热度浇铸、弱冷慢拉等工艺措施减小钢坯的中心偏析,可以改善10CrNiCu钢拉力分层现象.     

无损伤提取分析钢中非金属夹杂物的实验研究

介绍了用金相法研究钢中夹杂物所存在的问题 ,以及用酸性电解液电解分离钢中夹杂物所存在的问题。在实验的基础上 ,提出了一种新的研究方法 ,采用非水溶液电解法可以无损伤的提取钢中夹杂物     

稀土管线钢中夹杂物热力学分析及实验研究

为了研究含稀土钇管线钢中稀土夹杂的存在种类及稀土对其它有害夹杂的变质作用,本文首先在理论上对实验钢进行了有关夹杂物的热力学计算,并在实践中利用扫描电镜和能谱仪对普通管线钢及含钇管线钢的主要夹杂物进行了随机观察。结果表明,含稀土钇管线钢中稀土夹杂主要以Y_2O_3、Y_2O_2S夹杂的形式存在,而不能以Y_2S_3、YS的形式存在;Y_2O_2S夹杂会被Y_2O_3夹杂所取代;同时,适量Y能将钢中有害的尖角状、5 um左右的Al_2O_3夹杂变质为球状、2 um的Y_2O_2S或Y_2O_3夹杂。通过对夹杂物进行分析比较可以得出,钢中加入适量稀土有利于提高钢的性能。     

含硫齿轮钢脱氧过程中非金属夹杂物生成热力学及工业实践

为了研究齿轮钢脱氧及夹杂物控制,结合工厂试验以及热力学计算,分析了在不同冶炼时刻,含硫齿轮钢的复合脱氧产物。研究结果表明,在冶炼过程中,随着脱氧反应的进行以及脱氧平衡的移动,钢中溶解氧含量不断降低,夹杂物组成由纯Al_2O_3夹杂转变为Al_2O_3-MgO-CaO-Ti_2O_3-CaS复合夹杂。纯铁液的脱氧热力学和实际钢液存在较大差距,不能采用纯铁液的脱氧热力学指导实际生产。     

CSP生产低碳铝镇静钢的钙处理

通过对国内某钢厂CSP工艺生产的低碳铝镇静钢钙处理前后钢中夹杂物类型的变化研究,从热力学上分析了钢中Al2O3夹杂物的变性机理及夹杂物中wCaS较高的原因。同时,重点描述了钢中夹杂物不同类型的发展过程和夹杂物中CaS的存在形式。研究结果表明,钙处理后钢中镁铝尖晶石和钢中Ca、S元素会结合并相互扩散;且在现有工艺条件下,钢中wS过高使钢液钙处理后钢中原有的高熔点镁铝尖晶石夹杂物没有转变为低熔点夹杂物,同时也是钢中生成了大量CaS的主要原因;在现有工艺水平下,钢中wT[Ca]应控制在0.001 4%~0.002 8%较为合适。     

高洁净度齿轮钢中非金属夹杂物的检测方法

研究了一种方便可靠的夹杂物评估方法:利用合适电化学充氢后的拉伸试样获取夹杂物并与极值统计法相结合估算不同体积钢中非金属夹杂物的最大尺寸并预测疲劳强度。研究选用工业生产的高洁净度20Cr2Ni4A齿轮钢,将淬火+低温回火态的标准拉伸试样进行电化学充氢,使拉伸断口由于氢脆现象存在一些以粗大非金属夹杂物为中心的脆性平台,从而可方便快捷地在扫描电子显微镜下对夹杂物的类型、尺寸和分布进行检测,并利用极值统计法对钢中的最大夹杂物尺寸进行评估。为了验证该方法的准确性,采用传统金相法和旋转弯曲疲劳试验对钢中非金属夹杂物进行了检测,结果表明,使用本文所提出的夹杂物评估方法预测的钢中最大夹杂物尺寸及疲劳强度与疲劳试验结果相吻合。因此,该方法有望成为预测高洁净度高强度钢中最大夹杂物尺寸及其疲劳强度的一种有效方法。      

钢?渣界面非金属夹杂物运动行为研究进展

钢中夹杂物的去除一直是洁净钢研究的热点,对于提高钢材质量、保障产品性能具有重要意义。钢液中夹杂物主要通过上浮至顶渣被吸收而去除,这个过程可细分为夹杂物在钢液中长大上浮、在钢?渣界面穿越分离、在熔渣中被吸附溶解3个步骤。钢?渣两相的物性差异及界面特性导致不符合条件的夹杂物无法穿过界面与钢液分离,这使得该步骤成为夹杂物去除的决定性环节,且由于钢?渣两相周围快速的物性过渡、并行的物理化学现象以及高温、不透明等特性影响,使该步骤研究难度增大。近年来,随着数值模拟技术和高温实验设备的进步,夹杂物穿越钢?渣界面行为的研究取得了一些进展。经典的受力分析模型能够对夹杂物界面行为进行半定量的预测,且对于渣系优化等具有一定的指导作用;计算流体动力学（CFD）模型在研究夹杂物界面现象方面具有优势,但研究尚处于初期,未来有望适用于更大的尺度范围、更多的行为场景和相态;水模型与数值模型相结合是一种有效的研究界面行为的方法,随着实验技术进步,可进一步对微观尺度的界面行为进行研究;高温共聚焦原位观察是研究界面行为最为直接的方法,对于探究夹杂物界面行为极有帮助,有望通过设备改进,更加完整、深入地揭示夹杂物去除的关键机理。      

稀土加入方法及添加量对合金結构鋼夹杂物的影响

用模内吊挂法对3吨钢锭加入不同量的稀土金属棒,从相当于钢锭上、中、下部的坯料取样,观测分析结果表明,在钢中氧含量约40PPM,硫含量约0.025％的情况下,残留于钢中的稀土基本上以夹杂物状态存在;以稀土改变MnS形态后,继续增加钢中稀土残留量,将增加钢中夹杂物含量,损害钢的纯净度;在这种小型钢锭的凝固过程中,稀土夹杂物也有显著的沉降和聚集现象;这种稀土加入方法适用于以控制夹杂物形态为主要目的的场合。     

复合脱氧方式对LG700钢中夹杂物的影响分析

为了研究钢中夹杂物的影响因素,采用两种不同的脱氧方法研究了合金加入顺序对LG700钢复合脱氧过程中夹杂物的影响。其中,方法Ⅰ为先加Al合金再加Si-Mn合金;方法Ⅱ为先加Si-Mn合金再加Al合金。通过对钢中氧氮含量及显微夹杂物进行分析,对脱氧产物生成过程进行推断。研究结果表明,转炉脱氧时合金加入顺序对钢水全氧含量不会有明显影响,但采用先加Si-Mn合金脱氧时,钢水中氮含量明显低于先加入Al脱氧的钢水;合金加入顺序对转炉初生夹杂的尺寸和成分均存在影响,导致其长大和去除速度存在差别,从而使得钢水中夹杂物的尺寸、成分以及粒径分布存在区别。根据试验结果,在采用方法Ⅱ脱氧时,更有利于钢中生成的Al₂O₃-MnO-SiO₂复合夹杂而被去除,从而降低钢中大尺寸夹杂物数量。     

第一性原理计算方法在钢中夹杂物研究中的应用

钢中夹杂物控制对提高钢的性能十分重要，第一性原理计算方法可以从微观角度解释并预测钢中夹杂物生成机理，并解释其结构与性能的关系，现已开始在钢中夹杂物性质研究中应用。综述了第一性原理计算方法在钢中夹杂物控制研究中的应用，包括钢中夹杂物诱导腐蚀、异质形核和力学性能等性质，总结了表面能、电子功函数、界面能、黏附功以及体积模量等性质参数的意义及计算公式，对比了其与钢基体之间的性质差异。采用第一性原理计算方法研究钢中夹杂物性质，可为钢中夹杂物控制提供一定的理论基础。     

含硫齿轮钢凝固冷却过程中非金属夹杂物的转变研究

钢中非金属夹杂物对钢的性能有很大的影响。在连铸过程中,随着温度的降低,钢液冷却凝固,钢与夹杂物之间的热力学平衡发生移动,从而导致夹杂物平均成分的转变。因此,研究钢液凝固和冷却过程中夹杂物的转变是有意义的。以20CrMnTiH含硫齿轮钢为研究对象,用热力学和工厂试验研究了钢液凝固和冷却过程中夹杂物的演变。结果表明,中间包钢样和连铸坯中夹杂物都以Al₂O₃-Ti₂O₃-MgO-CaO-CaS型夹杂物为主,但连铸坯中夹杂物中CaO含量明显低于CaS含量。这与凝固冷却过程的热力学计算得出的CaO夹杂物的转变规律一致。但由于热力学和动力学条件的不足,计算得出的夹杂物平均成分与实际检测值仍存在一定差异。     

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。     

高强度帘线钢中氮化钛夹杂的固溶行为分析

为了提高帘线钢盘条的质量,实现轧制过程高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的有效控制,通过试验钢中氮化钛夹杂的固溶试验研究,探讨了高强度帘线钢在加热过程中氮化钛夹杂的固溶行为和影响机制。结果表明,氮化钛夹杂在加热升温阶段存在较为明显的固溶行为,且固溶效果与加热温度和保温时间密切相关。通过适当提高轧钢加热炉温度和延长保温时间以及随后的快速冷却,可以对高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的尺寸和数量进行有效控制。     

易切削钢中夹杂物的纳米压痕表征

利用纳米压痕技术对钢中BN、MnS、Al₂O₃、TiN等夹杂物进行纳米压痕表征,详细讨论了BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用,并分析了纳米压痕表征及宏观硬度测量的误差.研究表明：铸态BN夹杂物硬度低于MnS夹杂物,锻造态BN夹杂物硬度高于MnS夹杂物,三者均远低于钢基体;铸态与锻造态BN夹杂物均能在钢中起到应力集中源、润滑及包裹硬质点的作用,改善钢的切削性能;纳米压痕表征及宏观硬度测量均存在一定的误差.     

对于提高34CrNi3MoV钢低温冲击韧性的探索

34CrNi3MoV是一种高强度合金结构钢,具有良好的综合机械性能和工艺性能,广泛应用于发动机转子和汽轮机叶轮的生产。钢的性能、用途与30Cr2Ni2Mo相似。34CrNi3MoV钢大锻件在经过正火+调质的热处理工艺后容易在组织晶粒中混杂大的晶粒,而物理性能中的低温冲击韧性也会降低,进而降低零件的实际使用寿命。消除冲击韧性骤降的现象是制定工艺的重要标准。通过对34CrNi3MoV钢的研究实验,发现原因在于组织中出现了夹杂大晶粒的现象,而夹杂大晶粒的形成在于这种材料本身具有的的现象,正常的正火及调质对现象的影响不大,只有通过退火才能消除夹杂大晶粒,细化晶粒,从而提高低温冲击韧性。     

Ca对含钛微合金钢夹杂物的影响

摘要：以添加不同钙线的含钛微合金钢为研究对象,利用金相显微镜、SEM及EDS对试验钢夹杂物进行了研究,探索Ca处理添加量对含钛微合金钢夹杂物种类、尺寸、数量及形态的影响规律。研究结果表明,经0.13%的Ca处理后,钢中非金属夹杂物的尺寸减小、数量降低,夹杂物群簇现象得以减轻;经0.25%的Ca处理,可还原微合金钢夹杂物中部分Ti,提高Ti的收得率,在减轻夹杂物危害的同时又降低了生产成本。     

钢中A1_2O_3夹杂物的研究与处理

主要针对Al2O3非全属夹杂物在钢中的形成机理、存在状态及产生的危害进行研究,最终阐述了降低钢中Al2O3非金属夹杂物危害的措施,其中着重论述了精炼环节的钙处理。     

高速重轨钢中尖晶石夹杂物的形成及控制

 高速重轨钢采用无铝脱氧工艺,但是钢中常发现大颗粒纯的MgO-Al₂O₃夹杂物,严重影响产品质量。为了明确高速重轨钢中尖晶石夹杂物的来源,进一步控制重轨钢中夹杂物,通过对重轨钢拉伸断口进行分析,结合水口结瘤物分析、热力学计算及典型夹杂物分析,系统研究了高速重轨钢中尖晶石夹杂物的形成机理。结果表明,重轨钢中的尖晶石夹杂物分为单独存在的尖晶石和钙铝酸盐包裹的尖晶石两类。其中钙铝酸盐包裹的尖晶石为CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO复合夹杂物在降温冷却过程中析出,析出温度与夹杂物中Al₂O₃和MgO质量分数有关;单独存在的小尺寸尖晶石夹杂物为钢液凝固冷却过程中析出,与钢液成分有关。此外,研究还表明,水口结瘤也是重轨钢中出现大颗粒镁铝尖晶石夹杂物的重要原因之一。因此,严格控制合金辅料中Mg、Al_s等杂质元素质量分数,防止钢液发生二次氧化、降低耐火材料侵蚀等,尽可能降低夹杂物中的Al₂O₃和MgO质量分数,对控制重轨钢中尖晶石夹杂物,提高产品质量至关重要。     

非水溶液电解法分析钢中夹杂物的实验研究

介绍了用金相法研究钢中夹杂物以及用酸性电解液电解分离钢中夹杂物所存在的问题,通过实验证明了采用非水溶液电解法能保证夹杂物分析的准确性。     

X70管线钢中夹杂物控制试验研究

试验研究了X70管线钢中的夹杂物形貌、成分及大小,结果表明,钢中存在大颗粒的硅酸盐或SiO2夹杂物。在分析X70管线钢中硅酸盐类夹杂物存在的有害性的基础上,提出了避免钢中硅酸盐类夹杂物产生的措施,应用于生产并得到了较好的效果。