钢铁熔体中钛氧氮化物析出的热力学条件

本文通过对钢铁熔体中析出钛氧氮化物的条件进行热力学分析，建立平衡图并确定各种非金属相存在的浓度范围。     

含钛焊丝钢铝钛氧化物夹杂形成的热力学分析及应用

采用热力学方法对含钛合金焊丝钢中氧化铝和氧化钛夹杂物的形成进行了理论计算.利用扫描电镜对钢中夹杂物的性质进行了分析.结果表明:TiO2-Al2O3和Ti2O3-Al2O3竞争氧化反应的临界条件分别为[％Ti]/[％Al]4/3=84.49和[％Ti]/[％Al]=7.46;当[％Ti]/[％Al]4/3＜ 84.49和[％Ti]/[％Al]＜7.46时,钢中优先生成Al2O3,反之生成Ti2O3或TiO2.当钢中w(Alt)由0.036 0％降至0.004 6％,钢中夹杂由Al2O3向Al2O3·TiOx、TiOx型转变,与理论计算相符.通过控制钢中w(Alt)＜0.005 0％和软吹工艺参数,可有效减少Al2O3夹杂数量,连浇炉数提高至6炉.     

稀土铈对钢中含钛夹杂物析出行为的研究

应用热力学计算软件Factsage7.0在800～1 600℃温度范围内计算了含钛夹杂物、稀土对含钛夹杂物的析出情况,并采用扫描电镜及其能谱观察和分析了不添加稀土、添加稀土的钢中含钛夹杂物尺寸、形貌变化。热力学计算与扫描电镜结果表明:添加稀土元素Ce后可以减少钢中有害元素O、S含量,钢中Ti_4C_2S_2、Ti_3O_5析出量减少,有效Ti含量增加,细小弥散的Ti(C,N)析出量增多,稀土Ce能够有效的变质钢中大尺寸,具有坚硬性棱角的TiC-AlO_3复合夹杂,将其转变为尺寸相对较小,形状为椭圆形TiC-CeAlO_3夹杂,在一定程度上减少了因其形状对钢产生的有害作用,通过对夹杂物分析比较可得,钢中添加适量稀土可以提高钢的性能。     

非调质钢中钛氧化物冶金行为

通过热力学计算及实验,研究了含钛汽车用非调质钢在液态和凝固过程中含钛夹杂物的析出规律.研究表明,通过调整非调质钢中O,Al和Ti的含量,可以控制夹杂的形态和尺寸,从而得到细小、弥散非金属夹杂物作为针状铁素体的形核核心,细化钢的组织,提高钢的强度和韧性.     

含钛夹杂在X120钢中析出及对铁素体形核的诱导

运用热力学计算了X120管线钢含钛夹杂物在钢液中的析出条件,以X120管线钢钛的目标成分ω(Ti)=0.015％计算,当ω(Al)=0.000 35％～0.003 30％时,生成Al2 O3·TiO2; ω(Al)＞0.003 30％时,则有Al2O3生成;要生成纯的MgO夹杂,钢中ω(Mg)＞1.62×1013;ω(Mg)=0.0008％就可以生成2MgO·TiO2复合夹杂;X120管线钢没有纯的MgO夹杂,X120管线钢中会生成2MgO·Ti2O3、MgO·Al2O3、SiO2、Al2O3、Ti2O3、MnO等脱氧产物,这些脱氧产物还会和硫化物一起形成复合夹杂物.对夹杂物扫描电镜的观察与热力学计算的结果一致.在扫描电镜下观察了含钛夹杂物对铁素体的诱导,表明X120管线钢中含钛夹杂具有很好的诱导铁素体形核能力.     

含钛低碳钢凝固过程中氧化钛形成的热力学

通过研究含钛低碳钢的热力学,确定了在凝固过程中形成氧化钛的最佳钢液条件。计算结果表明：在含钛低碳钢中,为促进凝固初期析出Ti2O3从而细化凝固组织,关键的工艺要点是控制钢液中氧含量在0．0005％～0．0030％,铝含量小于0．001％,氮含量小于0．014％。     

60Si2Mn弹簧钢中TiN析出的热力学讨论

 为控制60Si2Mn弹簧钢中TiN夹杂物的析出,对TiN生成反应进行了热力学讨论。计算了N和Ti在1 873 K时的活度系数和其它温度下活度系数与温度的关系式。计算表明TiN的生成反应只能在固相中进行,但在两相区内结晶前沿,TiN的生成反应可能进行,认为减少TiN析出的最好办法是控制钢中N和Ti同时快速通过两相区。     

钛脱氧钢中针状铁素体的形成

通过实验研究了钢中加钛脱氧后针状铁素体的形成及夹杂物的变化。对实验钢的化学成分、组织变化、析出相成分、钢中氧含量及夹杂物尺寸进行了分析。实验证明,在钢中加钛处理后,钢中产生了大量的以钛氧化物或钛铝等复合氧化物为核心的针状铁素体,钢的组织明显细化,随着钛加入后孕育时间的延长,钢中夹杂物的尺寸变小,孕育时间存在最佳值。     

非调质钢中钛脱氧产物析出行为

从氧化物冶金的观点从发,利用扫描电镜和图像分析仪研究了非调质钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布以及孕育时间对夹杂的影响,并考察了加钛前后钢的组织变化．结果表明：钛的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心;此类夹杂物呈细小弥散析出,适当的孕育时间可使夹杂细化;加钛后,钢的组织细化．     

45钢中夹杂物析出行为的热力学研究

针对氧化物冶金技术,从具有较好诱发晶内铁素体形核的夹杂物着手,介绍了诱发形核最为有效夹杂物的热力学和动力学研发进展,系统分析了Ti-Al-O-N系、MnS、VC、VN、V(C,N)析出的热力学条件,从而得出该体系中夹杂物析出时机.并通过试验验证了理论分析的结果,为通过控温控制夹杂物析出尺寸、数量和分布提供依据.     

Ca对含钛微合金钢夹杂物的影响

摘要：以添加不同钙线的含钛微合金钢为研究对象,利用金相显微镜、SEM及EDS对试验钢夹杂物进行了研究,探索Ca处理添加量对含钛微合金钢夹杂物种类、尺寸、数量及形态的影响规律。研究结果表明,经0.13%的Ca处理后,钢中非金属夹杂物的尺寸减小、数量降低,夹杂物群簇现象得以减轻;经0.25%的Ca处理,可还原微合金钢夹杂物中部分Ti,提高Ti的收得率,在减轻夹杂物危害的同时又降低了生产成本。     

Effect of calcium on inclusions in titanium containing microalloyed steel

The inclusions in titanium containing microalloyed steel with different calcium contents were studied by metallographic microscope, SEM and EDS, to explore the influence of calcium content on the species, size, quantity and morphology of inclusions. The results show that size and quantity of non metallic inclusions in the steel decrease, and the inclusion clustering is alleviated after 0.13% calcium treatment. Part of Ti content in the inclusion of microalloy steel can be reduced, and the recovery rate of Ti is improved after 0.25% calcium treatment, so as to reduce the harm of inclusion and the production cost.     

中碳高硫易切削钢中Zr添加对MnS夹杂物形貌特征的影响

摘要：为改善中碳高硫易切削钢中MnS夹杂物形貌特征,在2kg真空感应炉开展了钢中添加Zr金属的试验。利用SEM-EDS研究了不同Zr含量下钢中氧化物和硫化物的形貌特征,并利用Thermo-Calc软件分析了中碳高硫易切削钢中不同种类MnS的形成过程和机制。结果表明：不添加Zr元素的试验钢中,硫化物主要为簇状形貌的II类,以及少量大尺寸的I类,尺寸和空间分布都很不均匀。加了质量分数为0.0015%的Zr元素后,钢中硫化物基本上是以沿晶界分布的簇状形貌存在,复合硫化物占比只有0.1%。随着Zr质量分数进一步增加至0.0051%,钢中主要生成细小的、纯ZrO2氧化物粒子,为硫化物提供了大量形核核心,减弱了硫化物在晶界聚集的分布行为,提高了硫化物的分布均匀性。试验结果表明,高硫氧比条件下,同样可以利用钢中氧化物粒子改善MnS形貌,关键是得到细小尺寸、高效形核效果的第二相粒子。     

Effect of Zr addition on morphology characteristics of MnS inclusions in medium carbon high sulfur free cutting steel

In order to improve the morphology characteristics of MnS inclusions in medium carbon high sulfur free-cutting steel, Zr alloy with different contents were added into the 2kg vacuum induction furnace in laboratory, and the characteristics of oxides and sulfides in steel with different Zr additions were investigated with scanning electron microscope and energy dispersive spectrometer (SEM-EDS). The formation mechanism and process of different MnS inclusions were analyzed with thermodynamic software Thermo-Calc. The results show that sulfides in the experimental steel without Zr element are mainly type II MnS with cluster morphology and a small number of type I MnS with large size, and the size and spatial distribution of the sulfides are extremely uneven. After adding 0.0015 mass% of Zr element, the sulfides in the steel are mainly distributed along the grain boundary with cluster morphology. Complex sulfides account for only 01%. As the Zr content further increases to 0.0051 mass%, fine and pure ZrO2 particles are generated in the steel, which provides a sufficient oxide nucleus for MnS formation, weakens the distribution behavior of sulfides in grain boundary polymers, and improves the distribution uniformity of sulfides. Thus, oxides in steel can be used to improve the morphology of sulfides even under the condition of high S/O ratio. The key is to obtain second phase particles with fine size and efficient nucleation ability.     

稀土铈对钛微合金钢中TiC和Ti（C，N）析出的影响

摘要：采用扫描电镜对不同稀土含量钢中的稀土碳化物复合相进行观察,随着稀土含量的增加,在晶界析出的稀土夹杂物数量不断增加,抑制了在晶界连续析出的TiC,降低了大尺寸TiC,Ti(C,N)的数量。稀土与碳化物主要复合相变化顺序为CeAlO3-TiC→Ce2O2S-TiC/CeS-TiC→CeP-TiC;其中CeAlO3、Ce2O2S和CeS复合相主要为5μm以下的球形、近球形;CeP复合相主要为大于5μm的条状。采用OTS夹杂物统计软件对不同稀土含量的实验钢进行统计,随着稀土含量的上升,2μm以下的TiC、Ti(C,N)数量先上升后下降,在稀土质量分数为130×10-6时达到最佳;10μm以上的大尺寸TiC、Ti(C,N)呈下降趋势。TiC、Ti(C,N)颗粒的平均尺寸在降低。但是当稀土质量分数达到190×10-6时,小尺寸TiC、Ti(C,N)的数量下降;颗粒平均尺寸上升。     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

摘要：为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

高碳钢盘条表面氧化铁皮剥离性能研究

摘要：在马弗炉和Gleeble 3800型热模拟试验机上对高碳钢H82BJ进行了不同条件的氧化试验,采用OM、SEM等手段对氧化铁皮厚度和结构进行表征,结果表明：高碳钢氧化铁皮一般呈FeO和Fe3O4两层结构,氧化铁皮厚度和FeO的比例随温度的升高而增加;并且,随着冷速的提高,氧化铁皮厚度和FeO中共析组织Fe3O4相的比例逐渐降低。通过调整实际生产中的温度和冷却速度,得到了适合机械剥壳的氧化铁皮厚度和结构。     

MarBN钢中MX和M23C6析出的热力学研究

通过扫描电子显微镜观察了MarBN钢M23C6的分布情况;分析了MarBN钢中MX、M23C6主要的形核位置;计算了MarBN钢中V、Nb和Cr的碳化物和氮化物在不同温度下的实际溶度积及平衡溶度积,由此得出MarBN钢在液相、固相前沿、固相中的析出规律,并与一些学者的实验结果对比验证.结果表明:在固相中,碳氮化物的析出...     

奥氏体组织对低碳中锰钢冷弯性能的影响

采用冷弯直径0～60 mm,弯曲角度180°,研究了20 mm厚度低碳中锰钢的冷弯性能,冷弯后外表均无可见裂纹,判定合格。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪等手段分析了显微组织,尤其是奥氏体组织在冷弯过程中对冷弯性能的影响。结果表明,冷弯前显微组织由板条马氏体和奥氏体组成,其中原始奥氏体晶界明显;冷弯直径为0 mm变形后,样品弧顶部分奥氏体的体积分数由12.3%降至1.1%,维氏硬度由295HV1增至364HV1,晶粒尺寸由4.07μm增至4.30μm。主要原因是在冷弯过程在中奥氏体组织发生塑性变形,奥氏体晶界变形消失,沿冷弯方向呈拉伸带状组织形貌,冷弯形变时奥氏体发生TRIP效应显著。     

HRB500E抗震钢筋中钛化物析出热力学分析

 钢液凝固过程中钛化物在液相、固相的存在形态对固相组织的性能有着重要的影响,其第二相析出起到细化晶粒的作用。为分析HRB500E抗震钢筋钢中TiN、TiC、Ti(C,N)析出物的析出规律,对TiN、TiC、Ti(C,N)析出物进行热力学计算。结果表明,TiN、TiC在钢液成分均质状态下难以析出,TiC_0.19N_0.81在温度为1 843 K时析出;在凝固过程中,由于Ti、N在凝固前沿富集,TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件,析出温度为1 745 K;在固相奥氏体中,TiN和TiC粒子具备析出热力学条件,TiC析出温度比TiN的低,铁素体中有TiC的析出。