SiCa和SiCaBa合金对304N不锈钢脱氧和夹杂物变性的影响

通过实验研究SiCa(Si71%-Ca28%)和SiCaBa(Si52%-Ca14%-Ba14%-Al1.82%)合金对304N不锈钢脱氧和夹杂物改性及总氧含量的影响。加入SiCa或SiCaBa合金后,夹杂物中MnO消失,并改性为CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO-(BaO)体系,塑性增强。SiCa处理相比于无脱氧剂处理,夹杂物数密度由350个/mm²降低至170个/mm²,尺寸由0.8μm增加至2.7μm,面积占比为0.05%,但全氧含量并未明显降低。SiCaBa合金处理后夹杂物熔点进一步降低,塑性进一步增强。夹杂物数密度降低至155个/mm²,尺寸增加至3μm,面积占比为0.049%。全氧含量进一步降低,由111×10^-6降至36×10^-6。此外,在加入精炼渣15 min后加入SiCaBa合金,对比30 min后加入的试验结果表明：夹杂物的数量密度进一步下降到70个/mm²,直径3.4...     

不同脱氧条件下弹簧钢非金属夹杂物尺寸分布

在工业生产条件下采用3种脱氧和精炼工艺生产弹簧钢60Si2MnA，用四甲基氯化铵溶液电解萃取法从热轧弹簧钢棒材试样中萃取出非金属夹杂物，用扫描电镜和图象分析仪等检测非金属夹杂物形貌和尺寸分布。研究表明，采用连铸法较采用模铸法能大大降低大型夹杂的尺寸的数量。     

弹簧钢中夹杂物生成热力学

揭示了弹簧钢全流程中非金属夹杂物的形貌和成分转变。初始钢中夹杂物主要为Al_2O_3-SiO_2-MnO-CaO,合金化后夹杂物转变为MgO-Al_2O_3。随着精炼的进行,夹杂物逐渐转变为Al_2O_3-MgO-SiO_2-CaO。最终铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3-MgO-SiO_2-CaO,同时有硫化物和氮化物析出。系统地计算了1 873 K下一元脱氧钢中Al、Si、Mg和Ca与O的热力学平衡关系和二元脱氧钢中Al-Mg、Al-Si、Si-Mn和Al-Mg-Ca脱氧夹杂物的生成区域。可为弹簧钢脱氧过程脱氧剂的加入,钢液中溶解氧含量的控制,以及弹簧钢中不同夹杂物的生成和控制提供理论指导。     

钡合金处理对轴承钢脱氧及钢中夹杂物的研究

利用Ba合金对轴承钢进行了脱氧实验,结果表明：采用该合金处理轴承钢时,钢中的全氧迅速降到一稳定值;对试样检验发现,最终钢材上无含钡点状夹杂,而且钢中的残余夹杂得到很好的变性,以细小的夹杂呈弥散、均匀分布。在此基础上,还对SiAlBa合金复合脱氧能力及钡对夹杂物变性能力和生成液态夹杂的影响进行了分析,认为SiAlBa合金处理钢液使得钢液得到进一步的纯净化。     

120t LF精炼渣系对弹簧钢55SiCrA夹杂物塑性的影响

在分析"120 t LD→LF→RH→150 mm×150 mm连铸坯→线材轧制"工艺流程生产的弹簧钢55SiCrA的基础上,应用Factsage热力学计算软件进行热力学计算,对精炼工艺进行优化研究.结果 表明:精炼渣系中含SiO241％～ 46％、CaO 36％～41％、Al2O30％～3％、MgO 10％,渣碱度0...     

55SiCr弹簧钢盘条组织偏析对拉拔断裂的影响

针对Φ14 mm规格55SiCr弹簧钢盘条在拉拔过程中发生断裂的问题,采用金相显微镜、扫描电镜、微区成分检验对断裂试样进行了分析.此外,采用微区成分分析法对国内外具有代表性的3个厂55SiCr弹簧钢成分进行电子探针检验,对衡量弹簧钢组织偏析程度与拉拔断裂之间关系的偏析指数进行了归纳总结,结果表明,当Mn、Cr偏析指数达1.50以上,Si偏析指数达1.40以上会加大弹簧钢拉拔断裂倾向.     

合成渣处理对弹簧钢脱氧及夹杂物控制的影响

在实验室条件下研究了酸性和碱性合成渣处理弹簧钢时钢中酸溶铝、钙和氧含量的变化规律,并通过工业生产试验比较了两种不同精炼工艺条件下（Ｉ：高碱度渣精炼＋喂铝丝;Ⅱ：酸性渣精炼＋ＶＤ）钢中酸溶铝和氧含量随工艺过程的变化。分析结果肛艺Ｉ生产的弹簧钢的夹杂物尺寸分布明显优于工艺Ｉ。     

55SiCrA弹簧钢线材夹杂物与组织研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM-EDS)以及Factsage热力学软件对国内外弹簧用线材夹杂物与组织进行了研究.结果表明:国内外3家钢厂弹簧钢线材在显微组织、中心偏析、脱碳层厚度、晶粒度等方面相差不大;国内Y厂弹簧钢线材中发现有1级D类夹杂物以及1.5级Ds类夹杂,而国外H厂和国内B厂相对较好,均未出现Ds类...     

弹簧钢55SiCr拉拔钢丝延迟断裂原因分析

利用金相显微镜、扫描电镜分析了弹簧钢55SiCr拉拔钢丝延迟断裂的原因,发现钢丝表面存在高碳回火马氏体组织形成的硬化层,且存在细小裂纹;断口呈现脆性断裂特征,在表面异常组织区域存在含F的CaO-SiO2-Al2 O3-MgO-MnO-Na2 O大型复合夹杂和C成分夹杂.追溯此批材料的炼钢过程,发现连铸过程的非稳态控制是...     

特殊钢精炼中的脱氧及夹杂物控制

 特殊钢是针对客户提出的质量要求,钢厂不断改进工艺,逐步提高成分、尺寸精确度和洁净度的各类钢的总称。钢中总氧量 ［TO］是衡量钢洁净度的重要标识,对于不同的钢种,其控制要求也不尽相同。在脱氧精炼过程中,存在着脱氧元素-钢中溶解氧、钢-渣、钢液-夹杂物、钢液-耐火材料、渣-耐火材料的反应与平衡,对钢中夹杂物的数量、组成和形态具有重要影响。通过热力学计算,比较了不同脱氧剂的脱氧能力,并介绍了典型特殊钢种（轴承钢、弹簧钢、帘线钢、电工钢、易切削钢等）精炼过程中的脱氧及夹杂物控制,分析和讨论了不同脱氧元素与钢液、熔渣以及耐火材料之间的相互作用机制。     

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。      

Effect of Deoxidation Process on Inclusion and Fatigue Performance of Spring Steel for Automobile Suspension

55SiCrA spring steel was smelted in a vacuum induction levitation furnace. The liquid steel was treated by Si deoxidation, Al modification with Ca treatment and Al modification, and the steel samples were obtained with deformable Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO inclusions closely contacted with steel matrix, Al₂O₃-CaO-CaS-SiO₂-MgO inclusions surrounded by small voids or Al₂O₃(> 80 pct)-SiO₂-CaO-MgO inclusions surrounded by big voids, respectively. Effect of three types of inclusions on steel fatigue cracks was studied. The perpendicular and transverse fatigue cracks around the three types of inclusions leading to fracture were found to vary in behavior. Under the applied stress amplitude of 775 MPa, the fatigue lives of the three spring steels decreased from 4.0 × 10⁷ to 3.8 × 10⁷, and to 3.1 × 10⁷ cycles. For the applied stress amplitude of 750 MPa, the fatigue lives of the three spring steels decreased from 5.2 × 10⁷ to 4.1 × 10⁷, and to 3.4 × 10⁷ cycles. Based on the voids around inclusions, the equivalent size of initial fatigue crack has been newly defined as \( \sqrt {\frac{{{\text{area}}_{\text{inclusion}} }}{{(1 - {\text{CC}})}}} \), where the contraction coefficient CC of inclusion was introduced. A reliable forecast model of the critical size of inclusion leading to fracture was established by the incorporation of actual width b_inclusion or diameter d_inclusion of internal inclusion; the model prediction was found to be in agreement with experimental results.     

高品质汽车悬架弹簧钢55 SiCr生产工艺实践

采用KR铁水脱硫—130 t BOF—炉外精炼(LF+RH)—320 mm×425 mm大方坯连铸—开坯—热轧工艺生产汽车悬架弹簧钢55SiCr,通过采取控制入炉铁水成分、转炉终点成分、LF终渣碱度、连铸过程全程无氧保护浇注等工艺措施,生产出低倍组织良好、纯净度高的55SiCr弹簧钢,结果表明:钢水中磷、硫的质量分数小于0.010%,氧的体积分数不大于10×10-6,钢中非金属夹杂物A,B类不大于1.0级,C,D类不大于0.5级,满足了用户对汽车悬架弹簧钢的技术要求.     

喂SiCaBa包芯线对钢中夹杂物变性的影响

为了使钢中的夹杂物更好的变性,在250kg非真空感应炉上,对冷镦钢进行了Al和FeSiAl脱氧后喂SiCaBa包芯线的研究,并作了喂SiCa包芯线的对比实验。结果表明,喂SiCaBa包芯线的效果优于喂SiCa包芯线。表现在:能够较快地使钢液的全氧含量达到平衡;钢液的全氧含量和夹杂物面积均有所下降;脱氧产物由Al2O3变为mCaO·nAl2O3或者CaO Al2O3 SiO2复合夹杂物,并近乎完全球化。     

用含钡合金对不锈钢脱氧、脱硫和还原脱磷

在MoSi2炉和MgO坩埚内进行了含钡合金处理316L不锈钢液的实验研究.实验选用的含钡合金为SiCaBa、SiAlBaCa和SiCaBaMg,并与SiCa和AlCa合金的处理结果进行了对比.实验中发现,使用含钡合金处理钢液时,钡在处理初期就参与了脱氧反应,生成含钡的复合氧-硫化物夹杂,更易于上浮排除,全氧含量能够快速降低至较低的水平;在钙合金中添加钡、镁等元素后,合金的脱硫能力提高;SiCaBa合金的还原脱磷效果最佳,用SiAlBaCa合金处理钢液时未出现回磷现象.     

SiAlBaCa合金对钢液脱氧的工业试验

在宝钢电炉分厂的150 t LF/VD精炼设备上进行了SiAlBaCa合金脱氧的工业试验.工业试验结果表明,采用SiAlBaCa脱氧时的全氧含量基本上在各个工位均与采用Al和FeSiAl脱氧相当,其脱氧产物上浮速度要快于用Al脱氧,能够较快地使夹杂物数量达到较低的水平,而且试验中夹杂物的球化作用比较明显.