加热气氛对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响

为了研究局部露点技术在含铝高强钢上应用的潜力,采用热浸镀工艺模拟器研究了加热过程的露点温度对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响。加热过程中的露点温度设置为-10、-20和-50℃,而在保温过程中的露点温度为-50℃。采用SEM/EDS表征了退火后试样表面的氧化形貌和元素质量分数,使用GDOES分析了退火试样表层的元素深度分布,采用XPS分析鉴定了试样表面的氧化物种类。试验结果表明,使用-10℃露点温度加热时,试样表面氧化轻微,铝元素出现明显内氧化现象。随着加热过程露点温度降低到-50℃,试样表面出现较多富含锰和铝的氧化物。因此,加热过程中较高的露点温度可以抑制合金元素向外表面的富集,减少试样表面的氧化物数量。     

过时效段露点对双相钢表面色差的影响

 冷轧双相钢具有较高的抗拉强度和较低的屈强比,成形性能优异,被汽车工业广泛用于生产形状比较复杂的结构件。由于冷轧双相钢中含有较多的易氧化的合金元素如锰、硅等,因此在退火时容易出现表面色差缺陷。采用镀锌模拟器研究了退火的过时效段工艺对该缺陷的影响,分别采用扫描电镜和辉光放电光谱分析了冷轧双相钢试样的表面形貌以及元素分布。结果表明,过时效段的露点温度对表面合金元素的富集和氧化有显著影响,较高的过时效露点温度会导致出现明显的色差缺陷。     

加热工艺对含磷高强钢氧化行为的影响

 含磷高强钢具有良好的成形性能和较高的强度,被广泛用于汽车零件冲压成形。除了磷元素,含磷高强钢中通常还含有锰、硅等合金元素进行固溶强化,这些合金元素在退火过程中容易发生选择性氧化。采用镀锌模拟器研究了加热过程的露点温度对含磷高强钢在加热过程中的氧化行为。采用扫描电镜、辉光放电光谱仪以及光电子能谱仪分别分析了含磷高强钢的表面微观形貌、元素深度分布以及表面化合物种类。结果表明,加热过程的露点温度对合金元素在表面的氧化行为有显著影响,较高的加热过程露点温度可以显著抑制锰元素和硅元素在表面的选择性氧化行为,但是会加速磷元素在表面的偏析。进一步研究表明,磷元素在样品表面以磷酸盐形式存在。     

热镀锌TRIP钢还原铁/基板界面表征

预氧化还原工艺是改善热镀锌先进高强钢(AHSS)可镀性的有效手段之一。当它用于生产热镀锌先进高强钢时,有时也会出现镀层附着性不良的问题。为了明确还原铁/基板界面对热镀锌高强钢镀层附着性的影响,以预氧化还原工艺生产的、镀层附着性不同的热镀锌TRIP钢为研究对象,采用GDOES、SEM、FIB、TEM等手段研究了还原铁/基板界面位置的微观特征。结果表明,镀层附着性不良表现为150～300 nm厚的还原铁层与镀层一起从基板表面脱落,失效发生在还原铁/基板界面,而非镀层/还原铁界面,与常见的镀层/基板界面Fe₂Al₅抑制层缺失引起的镀层附着性不良明显不同。镀层附着性不同的试样在还原铁/基板界面位置均存在硅、锰元素富集,但硅、锰富集程度有差异,镀层附着性不良试样的界面硅、锰富集更高。还原铁/基板界面氧化物形态显著影响了还原铁/基板界面的结合力,当还原铁与基板之间形成连续的氧化膜时,界面结合力较差,易发生界面分离;当还原铁/基板界面形成细小的、不连续的氧化物颗粒时,界面结合力较好。在对热镀锌先进高强钢实施预氧化还原工艺时,为了获得良好的还原铁/基板界面结...     

CMnSiTRIP钢临界退火时的内氧化

通过用高分辨率透射电镜对CMnSiTRIP钢试样断面在临界退火温度下＋3℃露点N2＋10％H2气氛中内氧化平衡进行了观察研究。在实验条件下,认为选择性内氧化的是Mn和Si,临界退火的结果是在表面形成2种类型孤立的粒子：200～340nin的单个MnO晶体颗粒,30～60nm的xMnO·SiO2（1≤x≤4）晶体,非晶仪一xMnO·筋Oz（0〈x〈O．9）氧化粒子。在这些粒子间出现25—55nm厚的不连续薄的氧化层。xMnO·Si（）2层的组成从1≤x≤2时的xMnO·SiO2晶态变化到0〈X〈0．9时的非晶态α—xMnO·SiO2。在亚表面区域,观察到2种不同类型的内氧化区,在第一内氧化区内,表面1μm以下区域,观察到约550nin的细小铁索体晶粒,在这个内氧化区有80～250nm的晶态xMnO·SiO2（1≤X≤2）氧化粒子。在第二内氧化区域,在表面1—4μm以下,铁素体晶粒大小约4μm,与本体晶粒大小相似。粒状的α-SiO2粒子,180～300nm明显连续而广泛的分布。在第二内氧化区内观察到非晶α-SiO2晶界网格,观察到的氧化物分布与主要合金元素Si和Mn的选择性氧化有关,与它们的扩散性、氧化物的稳定性和可溶性在临界退火时的不同有关。在高露点气氛中退火时,基体的脱碳也起到一定作用,在高强钢的连续镀锌时也观察到了相应的选择性氧化。薄的氧化膜的存在不可能促进抑制层的形成,在热镀锌时,钢表面与液态锌润湿,在生产Si轴承钢如常用的CMnSiTRIP钢,高露点退火炉合理操作将导致镀锌表面缺陷的减少。     

含铌铁水脱硅试验

为从含铌铁水中提铌,降低铁水中硅含量以获得高品质的铌渣,实现铌资源的综合利用。采用100 kW中频感应炉进行底吹氧气冶炼含铌铁水试验,研究含铌铁水在脱硅过程中硅、铌选择性氧化规律。结果表明:铁水温度在1 350℃,造渣剂碱度为1.5,反应结束后铁水中硅、铌的氧化分别为75.8%、21.4%;而温度在1 350℃,造渣剂碱度为4.6,反应后铁水中硅和铌的氧化率分别为:94.0%,5.9%,但高碱度炉渣抑制了锰元素的去除,造成铁水中锰含量较高,降低后续工艺中提铌所得铌渣的品位。在铁水温度为1 350℃,炉渣碱度w(CaO)/w(SiO2)为1.5时,脱硅的限度为0.15%。     

锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂的脱硝性能研究

采用浸渍法制备锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂，探究硫酸浓度和锰改性量对催化剂脱硝活性的影响，并通过BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段对催化剂性能进行分析。结果表明，硫酸浓度为3 mol/L时催化剂的反应温度窗口为350～450℃,在400℃时达到最佳脱硝效率67%;继续添加5%Mn改性后，催化剂的反应温度窗口向低温移动至250～350℃,在此温度范围内N₂选择性保持在70%以上，并在300℃时达到最佳脱硝效率86%。随着硫酸浓度的增加，催化剂的比表面积先增大后减小，孔容、孔径迅速减小。硫酸活化增加了催化剂表面酸性位点的数量，提高了催化剂对NH₃的吸脱附能力。锰元素在催化剂表面以无定形态存在。锰改性催化剂在低温段较强的氧化还原能力是其反应温度窗口较硫酸活化催化剂低的主要原因。     

镀锌DP780漏镀缺陷的成因分析与预防措施

为了解决热镀锌线生产高强度双相钢产品出现的表面漏镀问题,通过对缺陷的宏观与微观形貌以及成分进行分析,同时对漏镀的形成机理进行分析,确定影响表面漏镀的主要原因是双相钢中含有硅、锰等元素较多,容易发生选择性氧化,氧化物阻碍铁元素和锌液的铝热反应,形成漏镀。根据分析结果,采取提高炉区加热段露点和降低氢气含量的方法对漏镀进行预防。结果表明,同时提高炉区加热段露点和降低氢气含量能有效解决表面漏镀问题,取得了较好的实用效果,为进一步开发拓展更高级别镀锌双相钢提供了技术基础和理论依据。     

连续退火过时效温度对热处理双相钢组织性能的影响

 采用光亮连续退火模拟实验机研究了0.08C 1.7Mn 0.03Si钢在不同连续退火过时效温度下组织和性能的变化规律,并构造了各相在连续退火工艺期间的反应关系式。试验结果表明：过时效温度在450 ℃时,组织中的第二相主要为粒状贝氏体＋马氏体,350 ℃时为板条状贝氏体＋马氏体,250 ℃时为马氏体或M A岛;过时效温度降低,试验钢抗拉强度明显升高,屈服强度明显降低,而n值、值和杯突值变化不大;350 ℃过时效时,试验钢的伸长率有增高的趋势,因此调整第二相组分比例可能是提高试验钢塑性的有效手段。     

退火过程IF钢表面氧化膜形成及其电化学性能研究

IF钢具有低屈强比、高伸长率、良好的深冲性能和无时效性等优异性能,被广泛应用于汽车等制造产业中。研究表明,IF钢表面形成的氧化膜对其耐蚀性具有重要的作用。采用XPS、EBSD、XRD和电化学分析方法,研究了退火过程IF钢表面氧化膜形成及其电化学性能。结果表明,在退火过程中不同合金成分IF钢晶体织构发生显著变化,且合金成分Si和Mn元素存在着明显的迁移行为。对于高Mn含量的IF钢表面氧化膜富集了锰氧化物和硅氧化物,降低了氧化膜的致密性,进而降低了氧化膜的自腐蚀电位和电阻值,提高了的自腐蚀电流,导致其氧化膜耐蚀性能下降。     

Selective Oxidation and Sub‐Surface Phase Transformation of TWIP Steel during Continuous Annealing

The selective oxidation of Twinning Induced Plasticity (TWIP) steel during annealing at 800 °C in a N₂ + 10%H₂ gas atmosphere with a dew point of ?17 °C and ?3 °C was investigated by means of high resolution transmission electron microscopy of cross‐sectional samples. The annealing resulted in the selective oxidation of Mn and Si and the austenite‐to‐ferrite phase transformation of the sub‐surface region. In the low dew point atmosphere, the annealing resulted in the formation of a MnO layer at the surface. Crystalline c –xMnO · SiO₂ (x ≥ 2) particles and amorphous a –xMnO · SiO₂ (x < 0.9) particles were found at the interface between the MnO layer and the steel matrix. In a narrow zone of the sub‐surface, the Mn depletion resulted in the transformation of the initial austenite. In the high dew point atmosphere, a thicker MnO layer was formed on the surface and no mixed manganese‐silicon oxides particles were observed at the MnO/steel matrix interface. In the sub‐surface, Mn was significantly depleted in the range of 2–3 µm below the surface and the initial austenite in this zone was transformed to ferrite. MnO particles were found at the grain boundaries and in the interior of grains.     

Hot Dip Galvanizing Simulation of Interstitial Free Steel by Liquid Zinc Spin Coater: Influence of Dew Point on Surface Chemistry and Wettability

In order to establish the relationship between surface chemistry and wettability as a function of dew point, an attempt has been made to simulate the hot‐dip galvanizing process with an ‘in‐house’ built Liquid Zinc Spin Coater. Interstitial free (IF) steel was annealed at 820°C in N₂‐5%H₂ gas atmospheres with dew points of ‐79°C, ‐29°C and 0°C, respectively. The wettability tests were conducted at 470°C at low dew point of ‐79°C. Surface analyses prior to wetting were carried out by using X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE‐SEM). As expected, external oxidation of Al was observed only at the low dew point. With increasing dew point the oxidation of Cr and Si becomes internal. The formation of manganese silicates was observed at all dew points. While sulphur was detected on the specimen surface after all annealing conditions, the segregation of P starts to be significant at dew point 0°C by forming Mn‐phosphates. Despite the surface oxides, specimens annealed at all dew points are in the wetting regime by liquid zinc. Investigations on the steel/zinc interface of IF steel by using the liquid zinc spin coater were successful.     

普通取向硅钢生产工艺和磁性的研究

研究了普通取向硅钢(/%:0.03～0.05C、3.0Si、0.065～0.080Mn、0.004～0.007P、0.018～0.025S、0.02Cu)2.20～2.30mm热轧板经二次冷轧和中间退火生产0.30mm板的工艺过程。重点分析了化学成分(C、Mn、S、P)、加热温度(1350～1400℃,1200~1320℃)、常化工艺、二次冷轧压下率(56%～62%)和二次再结晶温度(900～1000℃)对普通取向硅钢铁损P₁₇和磁感应强度B₈的影响。结果表明,化学成分,加热温度和二次再结晶温度对普通取向硅钢的磁性能影响较大,常化工艺和中间板厚对钢的磁性影响不显著;普通取向硅钢合适的主要成分的范围为(/%):0.03～0.05C、2.9～3.1Si、0.05～0.10Mn、0.015～0.03S,热轧加热温度～1380℃,终轧930～960℃,二次再结晶温度～950℃。     

退火对齿轮钢枝晶偏析及元素扩散的影响

 为了研究退火工艺对20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌、合金元素（碳，硅，铬和锰）分布及其扩散的影响，利用光学显微镜（OM）对退火前后铸坯枝晶形貌进形了比较，利用电子探针（EPMA）对元素的分布进行了定量分析，并使用Thermo-Calc软件中的Dictra模块进行了模拟验证。研究结果表明，退火工艺使20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌显示得更加完整清晰，测量退火后铸坯中的二次枝晶间距为55 μm。铸坯中碳元素存在上坡扩散，偏析系数变大，偏析系数变化量?kC为0.666；硅元素存在轻微的上坡扩散，偏析系数变化量?kSi为0.041 5；锰元素扩散更加均匀，偏析系数变化量为?kMn为－0.141；铬元素扩散得更加均匀，偏析系数变化量为?kCr为－0.106。模拟结果显示，铸坯在保温温度为680 ℃，保温时间为2 h的退火工艺条件下，碳原子发生了上坡扩散，产生偏析现象；硅、铬、锰原子无明显扩散变化。     

Galvanizability of Complex Phase High Strength Steel

Complex phase (CP) steels have very high ultimate tensile strengths, resulting from the use of specific alloying elements, which improve the hardenability but cause difficulties when applying a zinc coating by means of continuous hot‐dip galvanizing. The galvanizability of a cold rolled 1000MPa complex phase steel was investigated by monitoring the surface chemistry before dipping and evaluating the quality of the zinc coatings applied by a laboratory hot‐dipping simulator. Two steel compositions with different Cr levels were used. The influence of the most important production parameters, the annealing temperature and the dew point of the annealing atmosphere, was investigated. Both steel compositions were galvanizable, but both the surface appearance and zinc coating adhesion were improved when low Cr contents were used. At a low dew point of ‐30°C, Cr, Mn and Si segregated to the surface and the presence of Mn₂SiO₄ could be demonstrated. At high dew point of +10°C, less oxides were present at the steel surface. There was no effect of the annealing temperature on the coatability.     

Fe16Mn0.6C高锰钢高温拉伸过程原位观察

利用装配拉伸台的共焦激光扫描显微镜研究一种高锰钢（Fe16Mn0．6C）高温拉伸性能,并原位观察了拉伸过程中表面组织的变化。结果表明,Fe16Mn0．6C高锰钢在300～1100℃热变形时,抗拉强度由950MPa降低至30MPa左右;延伸率起初逐渐降低,在700℃达到最低值30％,900℃时增加至65％,并在1100℃时降低至32％。原位观察发现随着温度升高,孪晶难以形成,导致材料在700℃时出现塑性低谷。计算了Fe16Mn0．6c高锰钢的堆垛层错能,并据此分析了温度和孪晶形成的关系。     

冷固结球团用地聚合物黏结剂制备参数优化

 针对目前广泛使用的冷固结球团黏结剂高温下失效的缺点，提出使用地聚合物体系材料作为黏结剂，以保证球团的高温性能。首先使用化学分析、X射线衍射分析、红外光谱等方法对地聚合物黏结剂原料性能进行分析；随后制备偏高岭土-水玻璃地聚合物体系黏结剂并进行冷固结压块，分别研究黏结剂制备过程中参数养护温度、养护时间、n（H2O）/n（Na2O）、n（Na2O）/n（SiO2）和n（SiO2）/n（Al2O3）对球团冷态抗压强度的影响，得出此黏结剂制备最佳参数；最后探讨了地聚合物黏结剂球团高温强度演变规律。结果表明，将最优条件下制备的黏结剂应用于冷固结球团，强度可达402.3 N/个 ，满足生产要求；在惰性气氛下，地聚合物黏结剂压块强度随温度升高而升高，且高温下强度增加幅度变大，这表明地聚合物黏结剂在高温下不会失效，且高温有利于黏结剂抗压强度增加。     

热轧Q235B钢板表面红色氧化铁皮检测分析

热轧Q235B钢板表层氧化铁皮缺陷出现频次较高,利用光学显微镜和扫描电镜对表面氧化铁皮的厚度、结构以及成分进行了测量,结果表明,表面氧化铁皮的除不尽主要因为基底-氧化铁皮界面上生成了铁橄榄石(2FeO.SiO2或Fe2SiO4)。此外,在界面附近同时还发现了Mn和Cr的内氧化物。