硅元素对炉生铁皮界面微观结构的影响研究

钢铁板带产品生产中发现,随着Si含量的增加,红铁皮缺陷比例增加,热卷表面质量下降。红铁皮产生的原因主要与Fe2SiO4的液相温度有关,但目前对富Si相熔融的微观特征研究鲜少报道。本文通过热重模拟实验,研究分析了加热温度、保温时间和钢中Si含量等因素对铁皮界面结构的影响。研究发现：Si质量分数为0.15%时,基体与铁皮界面无典型的富Si颗粒带,Si质量分数大于0.50%时,界面富集层明显;低温模拟试样富Si层为颗粒带,高温下为网状形貌;进一步观察高温模拟试样,界面处存在富Si层锚状侵入形貌,其形成原因为Fe2SiO4相高于1 170 ℃时为液相,其渗透和流动性更强,在钢基体内部裂纹和晶界等缺陷处加速氧化,此结构为高Si钢炉生铁皮难以除去的关键。     

钢中Si、P元素配比对其氧化特性的影响

为了获得高表面质量的冷轧产品,采用场发射SEM、EPMA和高温激光观察等方法,系统研究了钢中w(Si)/ w(P)不同配比对氧化铁皮形成、起泡和铁橄榄石相(Fe₂SiO₄)液化温度的影响,明确了w(Si)/ w(P)不同配比条件下界面元素富集及其氧化特性。结果表明:随着w(Si)/ w(P)的提高,试样低温抗氧化能力提高,氧化增重速率峰值出现的温度逐渐提高,当w(Si)/w(P)为12时,氧化峰值温度提高至1 170 ℃,氧化增重速率峰值也急剧提高到1.08%/min;随着w(Si)/ w(P)的提高,表层氧化铁皮鼓泡现象明显减轻;高温激光观察试验发现,随着w(Si)/ w(P)的降低,氧化铁皮与基体界面处的Fe₂SiO₄相液化温度逐渐降低,w(Si)/ w(P)为3条件下界面Fe₂SiO₄相于1 080 ℃开始出现液化现象。因此,添加P元素是降低 Fe₂SiO₄相液化温度的一种有效而实用的方法,同时还可显著降低氧化铁皮的粘附力。     

含Cr低碳钢的高温氧化行为研究

采用不同Cr含量试验钢,研究了Cr含量对其高温氧化行为的影响.结果表明,当钢中Cr的质量分数从0.05％增加到0.5％时,试验钢的氧化激活能由121.03 kJ/mol增加到152.23 kJ/mol.随着氧化温度的升高,氧化速率越快,氧化增重也越大.Cr元素能够在高温氧化时在靠近基体界面位置形成FeCr2O4富集层,...     

离子镀TiN涂层的高温氧化特性

研究了离子镀ＴｉＮ涂层在５００－７００℃间的高温氧化特性,并利用ＳＥＭ观察和ＸＲＤ相分析的氧化产物的类型及膜失效机制。结果表明,ＴｉＮ膜的氧化遵循抛物线扩散规律,其氧化产物为金红石型ＴｉＯ２。与Ｍ２和３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ相比,ＴｉＮ膜具有优良的抗氧化性能。以Ｍ２为基体的ＴｉＮ涂层抗氧化性能略高于以３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ为基体的ＴｉＮ涂层。     

SPA- H钢高温氧化膜生长机理研究

研究了 SPA- H钢在 950～1 200 ℃温度下氧化 1 min 的氧化膜生长规律。结果表明： 在1 000 ℃条件下元素界面扩散氧化造成界面形成一层致密的以Si、Cr、Cu为主的氧化膜,可以起到明显的抗氧化作用;随着温度升高到1 100 ℃,加之元素扩散能力的差异,Si逐渐向铁皮内扩散,Cu、Cr仍以界面富集为主,但是由于Si元素界面富集量的减小,其界面层内的Cu、Cr元素含量升高,开始出现零星的内氧化圆点;温度升高到1 200 ℃,P、Cr等高温相不稳定,且由于达到富Si高温相的熔化温度,界面富集氧化膜完整性遭到破坏,内部形成较厚的氧化圆点。     

Si改性等离子熔覆IN 718涂层的高温氧化行为

目的 提高IN 718涂层的抗氧化性.方法 向IN 718镍基粉末中添加2％Si粉,使用等离子熔覆技术在H13钢表面制备涂层.利用线切割将涂层从基体上剥离,使用高温炉在静态空气中进行900、1000、1100℃的循环氧化实验,测试了Si改性IN 718涂层的抗高温氧化性能,通过XRD、SEM、EDS分析了涂层及其氧化层...     

基于氧化特性分析的IF钢连退麻点缺陷产生机理

首钢现行工艺下IF钢热卷铁皮厚度达到10 μm以上,边部铁皮略薄,中部铁皮较厚,随着卷取温度的升高,铁皮厚度增加且对应酸洗时间延长;不同卷取温度下的热卷酸洗后均发现小麻坑缺陷。本文利用差热分析手段研究了IF钢的高温氧化机理,发现IF钢抗氧化性低,随温度升高铁皮增厚明显,精轧区间以FeO铁皮结构为主,在1 150 ℃左右发生明显的内氧化,界面形成大颗粒氧化质点。综合分析得出：IF钢带钢连退后麻点缺陷产生的主要机理为热卷的铁皮较厚,热轧过程压入钢板表面所致。为此,提出了控制措施,即降低热轧过程温度,改变层冷模式,加大精轧用水量,提高精轧轧制速度,降低冷轧酸洗速度等,有效减少了麻点缺陷的发生概率。     

Si衬底上Co薄膜氧化观察

用透射电子显微镜和Ｘ射线衍射方法研究Ｓｉ衬底上的Ｃｏ薄膜氧化．发现：在５５０℃以下，薄膜氧化产物是ＣｏＯ；在９００℃再次进行真空热处理，ＣｏＯ能转变为硅化物．薄膜氧化，对Ｃｏ／Ｓｉ界面硅化物转变有影响．     

热轧酸洗板晶间氧化的影响因素和形成规律分析

为了研究热轧酸洗板晶间氧化的特点,利用差热分析仪器在500～900℃不同温度进行氧化模拟试验,采用扫描电镜和电子探针分析表征了晶间氧化的微观形貌和元素分布规律.结果 表明,加热温度控制在700～800℃,试验钢板易于产生晶间氧化现象;随着加热气氛中氧气含量的降低,晶界氧化深度变浅,元素富集含量减弱;合金元素对晶间氧化形...     

热轧板带生产中红鳞与铜脆缺陷的形成机理及控制研究进展

红鳞与铜脆缺陷是热轧带钢生产过程中的常见缺陷,尤其是高硅钢种的红鳞缺陷,一直是困扰带钢表面质量的重要原因之一。笔者精选了近几十年来日本等国家的学者关于红鳞与铜脆缺陷的部分研究进展,对相关研究的方法、内容、技术思路进行了整理,编撰成文,以飨读者。同时,结合笔者自己的研究经验与理解,对传统红鳞缺陷形成机理的疑点进行了剖析,供读者参考。     

热轧高强钢表面氧化铁皮的控制与改善

在热成型过程中,由于氧化铁皮抛丸清除不净,导致在加热后表面覆盖一层黑色氧化铁皮,影响加热温度的测量和精确控制。利用箱式加热炉、场发射电子显微镜和电子背散射衍射仪等设备,分析了460 MPa汽车桥壳用钢在两种不同热轧工艺条件下的氧化铁皮厚度、结构的变化规律。研究表明：工艺二(低温短时烧钢,高温终轧、卷取工艺)条件下的氧化铁皮结构更易抛丸去除,经抛丸、加热模拟试验后,表面无氧化铁皮覆盖物,满足测温要求。     

高延伸率热轧深冲钢的生产实践

分析了钢中各种化学元素及热轧工艺对高延伸率深冲钢板力学性能的影响,提出了合理的化学成分和热轧工艺制度。采用合理成分和工艺生产的RSCA／WBY热轧深冲钢实物质量与St14钢相当,且生产容易,因而可取代相应规格的冷轧深冲钢。     

连续退火板表面鱼鳞纹缺陷形成机理分析及改进措施

采用扫描电镜及聚焦离子束分析对连续退火板表面鱼鳞纹缺陷的形貌及微观组织进行了分析。结果表明,鱼鳞纹缺陷的实质是一类表面微擦伤,其形成机理是因板温计水冷套漏水,导致带钢表面在高温下形成局部氧化,氧化部位在带钢张力作用下与炉辊辊面形成微擦伤。通过聚焦离子束技术在缺陷处沿截面切开后观察到组织中有大量纳米级亚晶结构的形成,证实了带钢表面受急冷并氧化的推断。微观组织分析结果为缺陷的现场排查和解决提供了理论依据。     

轧制加热温度对高强度低合金钢组织及冲击性能的影响

研究了轧制加热温度对高强度低合金钢相变组织及－40 ℃冲击性能的影响。结果表明,不同轧制加热温度条件下,试验钢显微组织由粒状贝氏体组成,M/A岛尺寸随着轧制加热温度的升高而增大。轧制加热温度在1000~1150 ℃时,冲击性能良好,显微组织中M/A岛细小弥散,大角度晶界密度较大。轧制加热温度高于1150 ℃时,原始奥氏体晶粒尺寸明显粗化,相变后产生的M/A岛明显粗化,大角度晶界密度降低;随着轧制加热温度的升高,M/A岛的粗化以及大角度晶界密度的降低,共同导致冲击性能的下降。     

热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理

分析了热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理,即粗轧时板坯表面新生成的或者残留的氧化铁皮在辊缝中开裂,在轧制力作用下,硬度比氧化铁皮低的基体金属被挤压入裂缝形成粗轧条纹。现场调查显示,精轧除鳞后粗轧条纹上残留大量黑色Fe3O4,这些残留的氧化铁皮颗粒在精轧时被压入带钢基体并与带钢同步纵向延展,导致酸洗后带钢表面相应区域与周边正常区域出现轻微的粗糙度差异和明显的色差,形成山水纹色差缺陷。