超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的研究进展

论述了超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的热力学,着重于脱氧、TiN析出、尖晶石夹杂物形成及钙处理的热力学研究。介绍了VOD炉内夹杂物行为的数学模拟研究,分析了超纯铁素体不锈钢中夹杂物引起的产品缺陷、夹杂物形成规律及特征,指出TiN或Ti(CN)容易在MgO、Al2O3-MgO、Ti2O3基体上析出,形成包裹型复合夹杂物。最后提出了今后开展超纯铁素体不锈钢夹杂物研究的几点建议。     

不同合金化工艺对18Cr超纯铁素体不锈钢精炼过程夹杂物的影响

采用试验和热力学计算相结合的方法研究了不同合金化工艺对18Cr超纯铁素体不锈钢精炼过程夹杂物的影响。试验结果表明：18Cr超纯铁素体不锈钢钛合金化前的夹杂物类型为CaO-Al₂O₃-MgO,钛合金化后夹杂物类型转变为了CaO-Al₂O₃-MgO-TiO_X。铌钛双稳定(Ti:0.181%,Nb:0.147%)合金化后的炉次夹杂物数量密度和夹杂物中TiOX的重量百分比都要低于钛单稳定(Ti:0.324%)的炉次。     

202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理

通过工业试验对202不锈钢进行系统取样,分析试样中夹杂物的变化特征,结合热力学计算,研究了202不锈钢中非金属夹杂物的形成机理。在进行硅锰脱氧后,LF精炼过程中钢液内以球型Ca?Si?Mn?O夹杂物为主。对于硅锰脱氧钢,钢液中残余铝质量分数为1×10?5时,可以扩大Mn?Si?O相图的液相区,但铝质量分数超过3×10?5会导致钢中容易形成氧化铝夹杂物并减小液相区。在连铸坯中以Mn?Al?O类夹杂物为主,相较于LF精炼过程试样,连铸坯试样中夹杂物的MnO和Al₂O₃含量明显增加,CaO和SiO₂含量明显减小,夹杂物个数则由LF出钢试样的5.5 mm?2增加到11.3 mm?2。结合热力学计算发现,凝固过程中会有Mn?Al?O夹杂物形成,这也使其成为连铸坯中主要的夹杂物类型。      

J441超纯铁素体不锈钢表层破皮缺陷的分析

通过金相显微镜、扫描电镜、能谱等设备检测了J441超纯铁素体不锈钢卷板的表层破皮缺陷及其内部的各类夹杂物类型.研究表明,产生表层破皮缺陷的夹杂物类型为包含K、Na的Ca-Si-Al的复合氧化物,与连铸机保护渣组分基本一致;卷板中主要包括TiN颗粒、NbC包裹TiN复合夹杂物、NbC以TiN-(MgO·Al2O3)为析出...     

钙处理对430不锈钢板坯夹杂物的影响

通过热力学计算分析了430铁素体不锈钢钙处理后在生成液态夹杂物区间内钢中钙质量分数和铝质量分数的关系,并对430铁素体不锈钢未采用钙处理和采用钙处理板坯中夹杂物类型、数量进行了对比,分析了钙处理夹杂物变性过程。结果表明,精炼过程喂入硅钙线可以得到理想的钙处理效果。钙处理后430钢水中高熔点的Al_2O_3和低变性的CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO夹杂物得到良好变性,夹杂物数量比未采用钙处理时明显减少,夹杂物尺寸都小于15μm。CaO和Al_2O_3两者通过发生化学反应变性为低熔点的液态夹杂物。     

钛稳定超纯铁素体不锈钢硅铝复合脱氧的试验研究

 为改进超纯铁素体不锈钢的脱氧工艺,提高夹杂物控制水平,在硅钼高温电阻炉内对钛稳定超纯铁素体不锈钢的精炼过程进行了试验研究。结合热力学计算,研究了不同Si、Al含量(质量分数,下同)比值的硅铝合金的脱氧效果,以及脱氧、钛合金化和钙处理后钢中典型夹杂物的组成和形貌及粒度分布。结果表明：钢中初始氧含量相近的条件下,硅铝合金复合脱氧的钢中酸溶铝、全氧量与纯铝脱氧结果相近。硅铝复合脱氧后钢中夹杂物主要为(MgO-)Al2O3-SiO2复合脱氧产物。钛合金化后夹杂物的类型主要为Al2O3-MgO-(SiO2)-TiOx复合夹杂物和TiN。钙处理后的夹杂物主要为球形的MgO-Al2O3-CaO-SiO2-TiOx类复合氧化物。采用硅铝合金复合脱氧比纯铝脱氧钢的夹杂物的总数量、总面积和平均粒径均要小。     

SUS430不锈钢夹杂物的变化规律研究

对采用EAF-AOD-LF-CC工艺路线生产SUS430不锈钢炼钢过程夹杂物的成分组成和形貌、尺寸变化进行了分析,结果表明,SUS430不锈钢中主要形成呈球状或不规则球状分布的硅酸盐复合夹杂物,其变形能力较差。随着LF精炼和连铸过程的进行,SUS430不锈钢钢水中夹杂物的平均直径呈逐渐减小的趋势,铸坯夹杂物的平均直径为3.4μm左右,5μm以上的夹杂物占夹杂物总数的1%以下。变形能力较差的硅酸盐夹杂和镁铝尖晶石夹杂是引起SUS430不锈钢冷轧板表面线鳞缺陷的重要原因,采用钙处理和复合脱氧工艺,对改善SUS430不锈钢冷轧板的表面线鳞缺陷有利。     

SUS304不锈钢板坯中尖晶石夹杂物的生成机理

1绪言 众多电子部件都使用深冲压型不锈钢薄板。随着这些部件精度要求的提高，对不锈钢洁净度的要求，也愈来愈严格。例如，以往把直径〈100um的夹杂物，不视为问题，而现在，有的用途，直径不足50um的夹杂物也可能被当作大问题。因此，必须减少不锈钢中的大型夹杂物。     

410S不锈钢脱氧及冶炼过程的夹杂物

通过脱氧热力学计算410S铁素体不锈钢AOD还原后钢水中全氧质量分数,并对冶炼各工艺阶段所取钢样的全氧、夹杂物类型及形貌、渣样的化学成分进行检测,探究夹杂物的形成原因。结果表明,脱氧热力学计算的AOD还原后钢水中全氧质量分数跟检测值具有较好的一致性,随着还原硅质量分数的增加,钢水中全氧质量分数依次减小;随着冶炼过程的进行,钢液中全氧质量分数不断降低,夹杂物尺寸逐渐变小。AOD冶炼末期和LF冶炼末期夹杂物类型均主要为CaO-SiO2-MgO-Al2O3,但成分不同,跟这两个阶段炉渣的化学成分接近。连铸中间包中夹杂物成分跟钢液的温度降低有关。     

Investigation on the cold-strip breakage of SUS445J2 ultra-pure ferritic stainless steel during rolling process

In this work,the cause of the cold-strip breakage of SUS445J2 ultra-pure ferritic stainless steel was investigated using optical microscopy,energy dispersive spectroscopy,and electron backscatter diffraction technique.Results show that during cold rolling,the breakage of the stainless steel strip was mainly caused by massive niobium-rich(Nb-rich)carbides present in the center of the strip.Furthermore,cracks initiated at these carbides in the central layer.The massive carbide precipitates resulted from the segregation and enrichment of Nb,titanium(Ti),and carbon(C)in the central layer during the subsequent solidification stage of SUS445J2 stainless steel.Additionally,the banded structure and coarse ferrite grains in the central layer reduced the plasticity of the material,causing cracks to propagate along these grains and finally leading to cold-strip breakage.By reducing the solidification cooling rate of the billet,increasing the pouring temperature,discretizing Nb,Ti,and C enrichment via electromagnetic stirring,and forming equiaxed crystals in the central layer,the precipitation of harmful massive Nb-rich carbides in the central layer could be effectively avoided.     

SUS301L不锈钢冷轧产品的开发

SUS301L是轨道车辆专用不锈钢,该产品生产难度大、表面要求复杂,大部分高端产品依靠进口。通过对原料化学成分控制,分析了加工硬化曲线、退火酸洗工艺和轧制工艺,制定了SUS301L产品性能控制标准,开发冷轧生产工艺。用户的使用结果以及与国内外产品的性能对比表明:生产的SUS301L冷轧产品性能、板形和表面质量与进口产品相当,完全满足国内轨道车辆行业的需求,为实现国产化打下了良好的基础。     

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr, 1.9Mo, 0.27Nb, 0.20Ti, 0.09Al, 0.36Cu, 0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr, 10.19Ni, 2.02Mo, 0.025P,0.0008S)在20～60℃0.1～1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。     

典型含钛超纯铁素体不锈钢冶炼-连铸过程夹杂物衍变研究

通过热力学分析、扫描电镜和EDS能谱分析等方法,系统研究了一种典型含钛超纯铁素体不锈钢（/%:≤0.01C,17.5～18.5Cr,0.40～0.55Nb,0.10～0.25Ti）80 t K-OBM-S-VOD-LF-200 mm×1 240 mm CCM过程夹杂物的衍变。结果表明,VOD还原期采用Si-Al复合脱氧,夹杂物类型以Al2O3-CaO-SiO2-MgO和Al2O3-CaO-MgO为主,钛合金化后夹杂物转变为Al2O3-CaO-TiOx-MgO,由于此类夹杂物熔点高、尺寸大,且很难通过钙处理变性,容易聚集造成水口堵塞。通过提高铝钛比至0.11以上,降低钛合金化前钢中全氧含量至25×10-6以下,使用纯净的钛铁合金可以避免形成大尺寸的含TiOx夹杂物。     

SUS410L不锈钢3 mm热轧带卷退火工艺的优化

统计得出126卷SUS410L钢（/%:0.02C,0.98Si,0.99Mn,0.018P,0.022S,12.44Cr,0.025N）3 mm热轧带卷退火后（板温840℃,过线速度50 m/min）的力学性能波动较大（抗拉强度551~673 MPa,伸长率16%~28%）,在连续冷轧时易引起断带事故。在退火时通过合理的引带长度和将TV值（带钢厚度×过线速度）由150降至120（过线速度40 m/min）时,使力学性能波动较小（抗拉强度593~639 MPa,伸长率20%~22%）,有利于冷轧顺利进行。     

马氏体时效不锈钢高温析出相的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc,研究了新型马氏体时效不锈钢0.007C-13Cr-7Ni-4Mo-4Co-2W在800～1200℃固溶温度下基体组织和析出相的变化。通过透射电镜(TEM)、选区电子衍射花样(SADP)和X-射线能谱分析(EDS)法研究了马氏体时效不锈钢固溶态显微组织结构。结果表明,马氏体时效不锈钢高温析出Laves- Fe₂Mo相,固溶温度超过1 050℃,析出相全部溶解。     

辐照温度对SUS316L不锈钢中二次缺陷及肿胀的影响

利用超高压电子显微镜分别在350、400、450以及500 ℃下对SUS316L奥氏体不锈钢进行剂量为3.6 dpa的电子束辐照,通过观察和分析辐照后样品中的空洞和位错环数量密度以及肿胀率,讨论了不同温度下电子束辐照对材料肿胀率的影响。结果表明,不同温度下,样品中都产生二次缺陷,如位错环和空洞;空洞引起辐照肿胀;在350～450 ℃范围内,肿胀率随着温度升高而增加,并在450 ℃达到最高;450 ℃后,肿胀率降低。不同温度下,两种二次缺陷对于点缺陷的尾闾强度不同,肿胀率与位错环、空洞在显微组织中所占比例有关。试验研究辐照肿胀率与二次缺陷间的关系,为进一步理解辐照肿胀机理、寻求抑制辐照肿胀的方法提供依据。     

EAF-LF-VOD-铸造流程ZG06 Cr13Ni4Mo钢中CaO-Al2O3-SiO2-MgO系夹杂物转变研究

对大型水轮机组用超低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo中夹杂物进行了全面的分析和研究。在40 tEAF-LF-VOD-铸造流程的工业试验取样分析的基础上,运用Fact Sage热力学软件,研究了不锈钢冶炼过程中CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系夹杂物的转变过程,得到夹杂物的熔点和塑性的变化规律。基于Fact Sage软件的计算,找到合理的夹杂物低熔点塑性控制区域,即在MgO含量为10%的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO四元系相图中,夹杂物组分(%)为50～70SiO₂、10～20Al₂O₃、10～40CaO时,其熔点低于1 280℃。为得到低熔点的夹杂物,工业生产超低碳不锈钢应将脱氧剂Si/Al比控制在2～5。     

2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的形成机制

摘要：为了研究2205双相不锈钢连铸过程中夹杂物的特征及形成机制，从2205双相不锈钢连铸中间包和板坯上分别取试样，利用扫描电镜分析夹杂物的类型及形貌特征，并结合热力学计算探讨夹杂物的演变规律及其形成原因。结果表明，2205双相不锈钢中间包中存在大于10μm的夹杂物，中间包中夹杂物类型主要为CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物，板坯中夹杂物尺寸都小于10μm，板坯中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物外面包裹了一层TiN。错配度和热力学计算表明凝固过程中CaO Al2O3和CaO Al2O3 MgO球形夹杂物为TiN的析出提供了形核质点。