DC01钢板表面渗氮线状缺陷分析

采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针分析了DC01钢板表面渗氮线状缺陷的微观组织及成分。结果表明:钢板近表层处存在大尺寸夹杂物,显著影响了渗氮层结构,导致了线状缺陷,而夹杂物的来源是连铸过程卷入钢中的结晶器保护渣。     

轴承钢大尺寸夹杂物的来源分析及其应对策略

对轴承钢中出现的3种非典型的大尺寸夹杂物进行了定性分析并确定了其来源。转炉钢被发现有直径超过50μm的合金铬铁夹杂物,系精炼阶段补加的合金剂铬铁未完全熔融所致;转炉钢还被发现有带尖角的大尺寸SiC夹杂物,系临时调整精炼渣系时所加入的SiC造渣料未完全熔融并卷入钢液所致。稀土深脱氧电炉钢中发现点链状、长度近900μm的聚集态稀土氧硫化物,其来源为连铸中间包水口结瘤物。根据分析结果,分别对转炉钢和电炉钢提出了应对大尺寸夹杂物的策略。     

中厚板典型钢种非金属夹杂物来源分析与研究

对中厚板典型铝脱氧钢种Q345GJC中夹杂物类型、尺寸、数量以及分布情况进行系统研究,并通过示踪剂追踪法分析了非金属夹杂物的来源。结果表明:转炉炉后大包氧位偏高,非金属夹杂物含量较高,转炉存在过吹及炉后吹氩气量偏大;稳态连铸坯中非金属夹杂物含量远低于非稳态连铸坯;钢中大型非金属夹杂物主要来源于钢包渣、中间包覆盖剂卷入和引流砂外来夹杂。     

重轨冶炼过程非金属夹杂物的演变规律

通过对重轨工艺流程各环节取样,采用金相显微镜、扫描电镜—能谱分析方法,研究了冶炼流程中非金属夹杂物的形貌、组分和尺寸的变化。结果表明,冶炼过程中非金属夹杂物均为球状,其主要组分为CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃,各组分含量比例随工艺环节有规律变化,尺寸随工艺环节推进逐渐减小,数量随工艺流程推进逐步减少。根据重轨冶炼过程中各工序夹杂物组分的变化规律,可以判断成品钢轨中夹杂物的主要来源。通过分析重轨中大尺寸夹杂物扫描电镜—能谱检测结果,可以推断重轨钢中大尺寸夹杂物是在连铸过程中由未上浮的脱氧产物和外来的夹杂物相结合组成的复合夹杂物。     

高碳钢连铸方坯非金属夹杂物大样电解研究

采用大样电解法研究昆钢高碳连铸方坯中非金属夹杂物的数量、尺寸、形貌及成分，分析大颗粒非金属夹杂物的类型、粒径分布及来源，提出减少昆钢高碳连铸方坯大颗粒非金属夹杂物的措施。     

板坯连铸过程中的非金属夹杂物形态研究

针对安钢Ｒ６ｍ全弧型板坯连铸机生产中的板表面出现大片非金属夹杂物的问题，通过电解方法提取连铸过程各阶段中的非金属夹杂物。进行粒度分析，找出了连铸过程中非金属夹杂物的含量及粒度变化趋势，指出铸坯中的大颗粒夹杂物是由于中间包钢液中的大颗粒夹杂物被卷入的，通过改善中间包钢水流场可以减少铸坯中的大颗粒非金属夹杂物。     

真空感应熔炼FGH95母合金中的非金属夹杂物研究

应用大样电解和相分析的方法,对真空感应熔炼FGH95母合金中的非金属夹杂物,尤其是危害较大的大尺寸非金属夹杂物进行了定性和定量分析.结果表明,电解的2.042kg试样中直径大于50μm的大颗粒非金属夹杂物总量为0.9mg,其中最大夹杂物的颗粒直径达到了600μm;这些大颗粒夹杂都是单一或复合氧化物类夹杂物,大部分是外来夹杂物,也有部分新生夹杂物.氧化物相分析结果表明,这些夹杂物主要是Al、Si的氧化物.棒料上部、中部、下部的氧化物相总量呈逐渐增加的趋势.分析指出,只有最大限度地去除外来夹杂物、避免耐火材料的污染、控制氧含量和凝固速度并减少偏析,才能确保完全去除大颗粒夹杂物,有效提高合金的纯净度.     

夹杂物对无取向硅钢磁性能的影响

综述了钢中夹杂物的尺寸、种类、数量和形态对无取向硅钢磁性能的影响。无取向硅钢中的夹杂物,以尺寸较小的MnS、AlN、Cu_x S等为主。对磁性能影响较大的夹杂物尺寸为0.1～1.0μm,随钢中夹杂物数量增加,对硅钢磁性能劣化的影响增大。采用钙、稀土处理,可以去除无取向硅钢中绝大部分的微细夹杂物,并形成尺寸较大的稀土、钙氧硫化物。工业化生产过程中,应优先改善夹杂物的尺寸,尽量避免生成0.1～1.0μm尺寸范围内的夹杂物。同时,根据冶金设备、精炼方法、连铸工艺,选择夹杂物控制高纯化,还是无害化生产路线。     

中厚板表面夹渣缺陷分析与研究

通过对夹渣缺陷处夹杂物的扫描电镜分析,铸坯皮下夹渣的产生原因是结晶器流场不合理,保护渣随结晶器内钢液流动卷入铸坯所致。通过改进浸入式水口形状、尺寸,优化浸入式水口插入深度,优化结晶器保护渣理化指标等工艺措施,可以有效减少连铸坯夹渣类缺陷。     

硅脱氧弹簧钢55SiCr旋转弯曲疲劳断口中外来夹杂物的研究

借助SEM-EDS分析1 950 MPa级汽车用悬架弹簧钢丝硅脱氧55SiCr钢的旋转弯曲疲劳断口中疲劳源宏观夹杂物的尺寸、距表面距离与成分。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧55SiCr盘条内生夹杂物成分分布进行检测统计,对比分析认为疲劳断口宏观夹杂物主要是外来夹杂物。通过采用盘条凝固枝晶显示方法,判断了这些外来夹杂物在连铸坯上的分布特点。研究结果表明:外来夹杂物主要来自于结晶器保护渣卷入、水口耐材和中间包渣线耐材的侵蚀剥落;疲劳断口上的外来夹杂物在铸坯中主要分布在大方坯内弧角部位置。     

H08A焊丝钢夹杂物演变规律分析

为了提高H08A焊丝钢的拉拔性能和焊接性能,对该钢种全流程进行取样分析,利用扫描电镜观察夹杂物的形貌,统计数密度,利用夹杂物自动分析系统对夹杂物成分变化和成分分布进行分析,利用FactSage热力学软件分析夹杂物低熔点区域分布。结果表明,钢中全氧含量可间接反映出夹杂物数密度水平,若没有LF精炼和中间包保护浇铸,铸坯中全氧很难达到要求的0.005%。夹杂物类型主要是硅锰铝氧化物的复合夹杂物,脱氧合金化后,夹杂物成分趋于稳定,大尺寸夹杂物多为MnO-SiO₂-Al₂O₃,尺寸最大达到70 μm。钙收得率不高,在夹杂物中没有发现典型钙氧化物夹杂物。夹杂物主要是球形,大尺寸夹杂物总量较多,中间包和铸坯中80 μm以下大尺寸夹杂物占比较小,80 μm以上大尺寸夹杂物占比为87.6%~87.9%。     

Effect of Ruhrstahl Heraeus Refining Time on Inclusions and Rolling Contact Fatigue Life of a High-Carbon Chromium Bearing Steel

According to the variation in the average composition, the average size, the number density, and the area fraction of large-size inclusions during Ruhrstahl Heraeus (RH) refining process, large-size inclusions in the high-carbon chromium-bearing steel reach the lowest level when the vacuum cycle time is 25 min. When the soft blowing time reaches over 25 min, the number density and area fraction of large-size inclusions increase. The rolling contact fatigue (RCF) life of the forged steel samples is measured using a thrust RCF tester, indicating that the fatigue life of no. 1 steel (vacuum cycle 40 min, soft blowing 20 min) is 12% higher than that of no. 2 steel (vacuum cycle 20 min, soft blowing 40 min). Based on the estimation of the characteristic size of inclusions in the forged steel by the statistics of extreme values (SEV) method, it is concluded that when the characteristic size and the chemical composition of inclusions in steels are similar, the RCF life is increased by 12% when the number density of large-size inclusions decreases from 0.63 to 0.44 mm⁻².     

大尺寸夹杂物对12MDV6铸件冲击性能的影响

以实际生产过程中12MDV6铸件冲击性能不稳定为背景,研究了大尺寸夹杂物对于12MDV6铸件冲击性能的影响。通过研究12MDV6铸件在冶炼全流程中夹杂物的变化过程,利用扫描电镜对夹杂物的特征进行分析,得出大尺寸夹杂物的产生位置,并提出改进工艺。结果表明,大尺寸的氧化物夹杂(Ca-Al-O+MgO、Al-O、Mg-Al-O)是导致12MDV6铸件冲击性能不合格的主要原因,夹杂物主要在AOD冶炼过程中生成。Al合金的大量添加来弥补AOD过程中的温度不足是导致大尺寸氧化物夹杂产生的直接原因。工艺改进方案主要包括减少AOD过程Al合金的添加量、提高电炉冶炼出钢时碳和硅元素的质量分数,以此弥补AOD冶炼过程中温度的降低。工艺改进后,铸件的冲击功在180 J以上,完全满足用户需求,实现了高效生产。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。     

钢中高熔点钙铝酸盐类夹杂物聚集行为

 利用Aspex Explorer自动扫描电镜对探伤不合格试样中非金属夹杂物CA2和CA6（C为CaO,A为Al2O3）的尺寸、面积、成分、类型及分布等进行全面分析。从非金属夹杂物本身性质、连铸机本身特性和凝固过程非金属夹杂物行为3个方面集中探讨了高熔点钙铝酸盐类非金属夹杂物聚集行为。结果表明：高熔点钙铝酸盐类非金属夹杂物本身聚集能力很强,极易聚集;弧形连铸机拉速慢,铸坯厚度较一般的中厚板薄,凝固较快,使得凝固终点提前,造成在凝固过程中夹杂物在靠近中心处形成容易聚集区,同时上浮的空间和时间减少,加上推动捕捉的作用,使得中心处聚集形成大型非金属夹杂物。     

不同冶炼工艺的A286沉淀硬化不锈钢中夹杂物对比探讨

A286奥氏体沉淀硬化不锈钢(国内也称GH2132高温合金)是一种应用广泛的650 ℃以下使用的高温紧固件材料。该材料在实际生产使用中,使用了电炉+炉外精炼+电渣重熔(EAF+LF+ESR)和真空感应+真空自耗(VIM+VAR)两种冶炼生产工艺,而到目前为止国内对这两种工艺生产的A286不锈钢材料还未进行系统的对比研究。实验将以上两种冶炼工艺的A286试验钢作为研究对象,使用Aspex夹杂物分析仪、扫描电镜(SEM)等试验工具,对两种试验钢的组织,非金属夹杂物的种类、成分、粒径大小及分布、形态等差异及特点进行了对比研究。结果表明,EAF+LF+ESR冶炼的试验钢中的夹杂物数量、面积是VIM+VAR工艺试验钢的3倍以上;两种试验钢中的夹杂物均有TiC、TiN、Ti(C,N)等种类,前者的夹杂物以TiN夹杂物为主,且多为大尺寸链状,纵横比较大,形状较复杂,对材料室温力学性能和耐腐蚀性能不利;后者的夹杂物以TiC为主,尺寸较小且形状较简单。通过将A286试验钢中的N质量分数控制在0.001%以下,可以将含Ti夹杂物的数量、大小等控制在较低的水平。EAF+LF+ESR工艺由于自身工艺特点,试验钢中P含量较高,约为VIM+VAR工艺试验钢P含量的10倍,据资料可能有利于A286不锈钢的高温蠕变性能。研究结果可为在不同环境和服役要求下使用A286不锈钢提供技术参考。     

More effective removal of oxide inclusions from rail steel in the intermediate ladle

Thermodynamic analysis of the transition of nonmetallic inclusions from metal to slag shows that, in this transition, breakaway of the inclusions from the metal is thermodynamically impossible and the inclusions accumulate at the interface on the slag side. This obstructs subsequent inclusions arriving at the interface and hinders their removal from the steel. Therefore, the successful assimilation of inclusions by the slag calls for the renewal of the slag layer adjacent to the metal by kinetic means—for example, by injecting inert gas into the steel. Industrial tests of argon injection into the steel in the intermediate ladle in casting confirm that the content of oxide inclusions in the rails is reduced.     

喂钙量与软吹氯对316L不锈钢中夹杂物的影响

采用20 t电弧炉-AOD-LF-铸锭的生产工艺制备316L不锈钢,并通过LF钙处理与底吹氩的方法降低钢中夹杂物含量。其中喂钙量通过经验参数与热力学计算相结合的方法确定。运用金相显微镜及扫描电子显微镜分析了LF钙处理比例系数（实际喂Ca量/理论喂Ca量）1.65和2.95及喂Ca后软吹时间对钢锭中非金属夹杂物组成、分布及尺寸的影响。结果表明,316L不锈钢钙处理比例系数约为2.95,钙处理后钢液中夹杂物主要为铝酸钙类化合物和硅酸盐类化合物;延长软吹时间对于大尺寸夹杂物的去除效果显著;在0～25 min,随着软吹时间的延长,钢锭中夹杂物的数量减少,平均尺寸减小,最优的软吹时间为20 min。     

Experimental low-alloy steel rails for subway tracks

An experimental batch of R50 low-alloy Э78XCΦ steel rails is produced. Alloying with chromium (0.55%) yields an anomalous combination of strength, plasticity, and impact strength. The microstructure of the metal consists of colonies of fine-grain predominately sorbite-like pearlite. If the content of nonmetallic inclusions in the steel is sufficiently low, this extends the working life of the subway rails.     

Progress of Study on Application of Rare Earth Metals in Steels

With the improvement of the clean steel by degrees, the functions of rare earth metals in steel are more focused on modification of inclusions and micro alloying.The new study concerning the application of RE metals in clean steels were investigated by ICP, metallographic examination, SEM, EDS, EPMA, TEM and IMMA.The mechanism of corrosion resistance in the weather resistance steel was clarified.The mechanism of abrasion resistance and the life of fatigue enhanced in the RE - heavy rails steel were discussed.Progress in study of application of rare earth metals in steels (including weather resistance steel, low alloy steel, and heavy rails steel) was covered in this paper.