P92大规格钢锭锻制管坯穿管断裂致因分析

某钢厂生产的P92大规格钢锭锻制管坯常出现穿管后产生裂纹的现象,为了探究裂纹产生的原因,在断裂管坯裂纹及附近区域取样,使用金相显微镜与扫描电镜分析裂纹宏观形貌和成分,并进行夹杂物评级与成分分布分析,对无裂纹产品进行高温拉伸试验,考察热制度是否合理。结果表明:穿管断裂样品均存在夹杂物评级超标的问题,未能在精炼过程上浮去除的脱氧产物与卷渣形成的大型夹杂物在穿管过程中引起应力集中,导致裂纹萌生、扩展。针对脱氧产物未被去除的问题,对钙质脱氧剂和铝脱氧剂的加入量进行调整,并延长RH处理结束的弱搅拌时间。针对卷渣带入的夹杂物,对保护渣成分进行优化,选用低熔点保护渣。结果表明这些措施较好地解决了裂纹萌生的问题,产品夹杂物评级合格,大尺寸夹杂物数量大为减少。     

电渣重熔过程中夹杂物的控制

电渣重熔过程中非金属夹杂物的去除主要发生在自耗电极端头熔滴形成期以及熔滴滴落穿过熔渣层阶段。电渣重熔过程中原生夹杂物去除的同时将产生新的夹杂物,为了有效地控制电渣锭中的夹杂物,使用复合脱氧剂对自耗电极进行终脱氧,采用合理的重熔速度、熔渣的化学组成和供电制度,以及严格控制电渣炉内氧位。     

30Mn2热轧棒材表面裂纹缺陷原因分析

针对30Mn2热轧棒材表面出现裂纹缺陷的问题,取样进行了成分、性能、显微组织及能谱分析。结果表明,材料的成分及性能均符合设计要求,裂纹内存在较大的残留气泡及夹杂物,基体存在由P偏析导致的带状组织即鬼线组织,夹杂物包含保护渣成分。结晶器卷渣是导致轧材出现纵向裂纹的主要原因。通过更换保护渣及优化加入方式等,避免了30Mn2轧材表面裂纹和鬼线组织等缺陷的再次产生。     

不同工艺因素对RH精炼夹杂物去除过程的影响

采用数值模拟方法分析了不同工艺因素对RH精炼中夹杂物去除过程的影响。数值结果表明:小尺寸夹杂物的碰撞长大可有效降低其数量密度,大尺寸夹杂物主要通过上浮去除;浸渍管插入深度、真空室压力和吹氩量是影响夹杂物去除的3个重要参数,其中吹氩量最为显著;在避免发生卷渣的前提下,减小浸渍管插入深度有利于夹杂物去除;在合金化脱氧后,保持较高的真空度可促进夹杂物的去除;在浸渍管插入深度为500 mm,真空度为1kPa的条件下,吹氩量达到2000 L时夹杂物去除率可达到75%;吹氩量达到饱和值后,进一步增大吹氩量不能继续促进10μm以上夹杂物的去除。     

基于非铝脱氧工艺的GCr15轴承钢中Ds类夹杂物控制

当前在轴承钢中氧含量已经能够控制在极低水平的情况下,Ds类夹杂物成为影响其质量稳定性的主要因素之一。为解决这一问题,本研究提出了利用非铝脱氧工艺,不使用铝作为脱氧剂,而采用硅锰预脱氧、渣面扩散脱氧、真空终脱氧、精炼过程造低碱度渣的方式生产GCr15轴承钢。与传统铝脱氧生产工艺相对比,非铝脱氧工艺轴承钢中主要夹杂物为硅酸盐,含有少量钙铝硅复合夹杂物,减少了形成Ds类夹杂物的镁铝尖晶石和钙铝酸盐,显著降低了Ds类夹杂物的含量,在轧材中能够将Ds类夹杂物稳定控制在0.5级以下,评级为0级的样品占比高达91.67%。该工艺能够获得稳定的生产效果和产品质量,并为高品质轴承钢生产提供理论及技术指导。     

重轨钢中大颗粒夹杂物的来源探讨

为明确重轨钢中大颗粒夹杂物的来源,为工艺改进提供依据,利用夹杂物分析仪对重轨钢冶炼全流程夹杂物进行了统计分析,采用典型夹杂物与大颗粒夹杂物成分对比的方法,同时结合夹杂物超标和探伤不合试样的分析,归纳出常见大型夹杂物的类型,并对来源进行了探讨。结果表明,大于10μm夹杂物在精炼过程中都能去除,典型夹杂物均含有5%~10%的w(MgO)。精炼后产生的大于10μm夹杂物为二次氧化产物或保护渣,其特征是夹杂物中MgO含量非常低。引起探伤不合或夹杂物超标试样中的大型夹杂主要来源于大包下渣、保护渣和水口结瘤产物,普遍含有大块状的镁铝尖晶石,其中大包下渣的特征是钙含量偏高。控制重轨钢中大颗粒夹杂,除常规的防止二次氧化,防止卷渣及提高水口材质外,应加强对硅、锰脱氧钢中尖晶石的控制,尽量使用较低铝含量的合金和辅料,提高中包冲击区耐材质量及合适的连浇炉数,防止尖晶石产物在水口聚集。     

不锈钢中夹杂物控制综述

综合阐述了前人在不锈钢中夹杂控制方面所做的工作,分析了不锈钢脱氧剂的选择对不锈钢洁净度的影响,指出了铝脱氧不锈钢和硅脱氧不锈钢的脱氧产物以及其它衍生夹杂物的生成条件,提出了不锈钢中不同种类夹杂物的液态化改性处理方法,并对不锈钢中夹杂物的氧化物冶金研究现状进行了介绍。希望通过对夹杂物的合理控制,尽可能减小夹杂物对钢材危害、有效提升产品性能。     

汽车齿轮钢8620RH中夹杂物的研究

抚钢一炼钢厂生产的汽车齿轮钢8620RH圆材中氧化物夹杂(B类夹杂物)超标,用扫描电镜对夹杂物的化学成分进行分析,结果表明:8620RH钢中夹杂物分为2种,即以镁铝尖晶石或Al_2O_3为主的脱氧产物或二次氧化产物和由卷渣所致的复合成分渣类夹杂物。同时,分析了2类夹杂物的来源,并针对性地采取了改善措施,使汽车齿轮钢8620RH中的B类夹杂物合格率由改善前的96.4%提高至现阶段的99.7%。     

直结晶器弧形连铸机铸坯夹杂物研究

利用金相观察、大样电解、扫描电镜和光谱分析等方法对直结晶器弧形连铸机板坯夹杂物种类、形状、尺寸及分布等进行研究．研究表明，板坯中非金属夹杂物包括脱氧产物、硫化物、硫化物与脱氧产物形成的复合夹杂以及少量的由外来夹杂物和脱氧产物形成的复合夹杂物，以球状硅酸盐夹杂为主，在结晶器内大于280pm的夹杂物能够去除，而直径在50～280μm之间的夹杂物没能有效去除．     

超低碳深冲钢冶炼全流程中夹杂物分析

采用光学显微镜和扫描电镜对超低碳深冲钢冶炼全流程中的夹杂物进行分析。结果表明，RH精炼过程中的夹杂物由FeO转变为Al2O3类脱氧产物；中间包浇铸过程中的夹杂物以Al2O3·TiOx类夹杂为主，但受到钢包渣和中间包渣的影响；连铸过程中的夹杂物以铝钛夹杂为主，夹杂物的形成与结晶器内的卷渣紧密相关。     

莱钢近终形异型坯铝脱氧工艺的研究与应用

莱钢针对供异型坯连铸机钢水采用硅、锰脱氧存在脱氧效果差、炉渣流动性差、炉渣碱度低及精炼造渣困难等一系列问题。利用铝脱氧剂脱氧快、脱氧效率高的特点,提高异型坯钢水的脱氧效率和钢水质量;优化精炼渣系功能,采用夹杂物全流程控制技术,提高钢水纯净度;优化精炼钙化处理效果,加强对夹杂物进行变性处理,提高钢水可浇性;强化连铸机铝脱氧钢水的无氧化浇注技术,解决水口结瘤问题。该措施确保了异型坯连铸机铝脱氧工艺生产的顺行,提高了铸坯质量,降低了生产成本。     

12CrlMoV钢轧材表面裂纹控制技术的研究与应用

针对12Cr1MoV钢在生产过程中出现不同程度的表面裂纹,采用金相显微镜以及扫描电镜检测确认,轧材裂纹是由铸坯裂纹导致。对裂纹的形成原因进行了分析,得出钢水洁净度,钢水氮含量以及结晶器保护渣是导致铸坯裂纹的主要原因,通过控制电弧炉终点碳、优化精炼渣系以及钙化处理脱氧产物提升钢水洁净度,控制圆坯表面氮化物析出,保证钢中N含量 < 0.007%,同时使用管坯钢保护渣,使得12Cr1MoV钢表面裂纹缺陷率由1.6%下降到0.3%。     

1215易切削钢拉拔表面裂纹形成机制分析

 表面裂纹是1215易切削钢常见的缺陷,为了探究1215易切削钢在拉拔过程产生表面裂纹缺陷的成因,采用非水溶液电解、光学显微镜、扫描电子显微镜等分析检测方法,对1215易切削钢表面裂纹区域进行了分析表征,研究了1215易切削钢在拉拔时产生表面裂纹的原因。结果表明,试样截面裂纹扩展的末端发现大尺寸硫化锰夹杂物;裂纹内壁存在大尺寸的硫化锰夹杂和保护渣颗粒。由分析结果推测,钢中夹渣是裂纹萌生的主要原因,而大尺寸硫化锰夹杂是裂纹扩展的原因。根据裂纹的萌生与扩展机制,通过提高保护渣碱度及还原性和准确控制精炼出站氧质量分数可控制由硫化锰夹杂物与保护渣造成的裂纹,从而改善产品的表面质量。     

基于非铝脱氧工艺的高品质轴承钢关键冶金技术研究

我国高品质轴承钢生产技术已取得了长足进步,部分企业的轴承钢质量处于世界先进水平,但质量稳定性与世界领先水平仍存在一定差距。目前,国内外主要采用铝脱氧工艺生产轴承钢,通过铝脱氧和造高碱度渣快速降低钢液中氧含量,高品质轴承钢中全氧质量分数已经可以控制在5×10?6以下,但仍存在大颗粒球状（Ds类）类夹杂物导致疲劳失效的难题,以及超低全氧和钛含量难以稳定控制、小方坯连铸水口堵塞等问题。针对上述问题,本研究提出了非铝脱氧工艺生产轴承钢,即在转炉出钢时加入硅锰合金预脱氧,钢包精炼炉（LF）向渣面加入硅质脱氧剂扩散脱氧,真空循环脱气精炼（RH）真空深脱氧,保证钢液全氧质量分数在8×10?6左右。在保证钢液低铝低钛的同时,利用低碱度渣改变夹杂物类型,控制夹杂物塑性化,从而有效地解决钢液流动性问题。利用超声疲劳试验机对两种工艺轴承钢疲劳寿命进行测定,阐明了不同类型夹杂物对疲劳性能的影响,剖析了不同工艺轴承钢的疲劳断裂机理,研究了引起疲劳裂纹的夹杂物临界尺寸。      

Thermodynamic study on component design and deoxidization ability of Si- Ca- Ba complex deoxidizer

Si- Ca- Ba complex deoxidizer has been widely applied in such steel grades which are sensitive to Al2O3 type inclusions. In view of the composition design and the stability problem of deoxidization effect during the actual use for this kind of deoxidizer, its deoxidization ability and the component action under different elemental ratios were studied, based on the classical thermodynamics and Factsage 7. 0 software. Additionally, the effect of the binary basicity of refining slag containing BaO on deoxidation was discussed. The results show that in the case of without slag, the deoxidation effect of complex deoxidizer becomes weak with the increase in the contents of Si and Ba in alloy and with the decrease of Ca content. When considering the refining slag, the deoxidation ability of deoxidizer increases with the slag basicity. As the basicity of refining slag is at 2. 5, the consumption of alloy under the same deoxidization amount is between 0. 6 and 0. 9kg/t steel; when the proportion of the three elements in Si- Ca- Ba alloy varies in the range of 1/3-2/3, the increase of Si content can enhance the deoxidation effect, whereas Ca and Ba affect minor. At the slag basicity of 2. 5, the 4??1??1 in mass proportion of Si- Ca- Ba alloy can achieve the lowest content of dissolved oxygen.     

150t转炉冶炼弹簧钢脱氧工艺优化实践

150t转炉生产弹簧钢通过将终点碳控制在0.10%~0.20%、根据终点碳调整预脱氧剂电石的加入量及采用铝进行终脱氧的工艺优化;LF炉采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2渣系;对钢中Al2O3进行钙处理避免小方坯连铸浇注含铝钢中包水口结瘤等工艺措施,有效降低了弹簧钢成品材的氧含量。     

碳脱氧在钢包顶渣改质中的应用

 为了进一步降低夹杂物缺陷并提高产品质量,基于碳脱氧进行了钢包顶渣改质的研究。冷轧产品的生产工艺为铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸,为减少钢中夹杂物质量分数,需要进行钢包顶渣改质,同时降低钢包顶渣TFe质量分数。采用粒碳部分替代铝渣球的方法进行基于碳脱氧工艺的钢包顶渣改质,试验结果表明,顶渣改质效果良好,在顶渣TFe质量分数、中间包钢水游离氧明显降低的同时铸坯中Al₂O₃夹杂物得到优化;“30 kg粒渣+铝渣球”工艺降低生产成本5.16元/t(钢)。     

LZ50车轴钢边部增碳低倍缺陷的检验和分析

通过对LZ50车轴钢边部增碳缺陷进行金相检验和扫描电镜检验,发现增碳处组织异常,全部为珠光体,伴随大量MnS和硅酸盐夹杂物。现场排查发现在保温帽和铸模之间有较大的缝隙,缝隙中残留有大量粉渣,而且使用的保护渣为高碳型保护渣。由此判断,浇铸过程中钢水与缝隙中的粉渣接触造成钢锭帽口线增碳,而且钢水中未被保护渣完全吸收的夹杂物也被捕捉残留在钢坯表面。     

高端抗硫管线钢非金属夹杂物研究

采用扫描电镜和大样电解等检验方法对抗硫管线钢的冶炼过程试样和连铸坯中夹杂物的数量、尺寸、成分、形貌进行系统分析。结果表明:钢液经过LF精炼后,显微夹杂物的面积比降低了34.7%;中间包钢液的夹杂物面积比较VD出站增加了6.1%。LF进站钢液中的夹杂物主要为Al_2O_3夹杂物,在LF精炼和VD真空处理过程中由于钢渣间的相互作用,形成以CaO、MgO、Al_2O_3为主要组成的复合型夹杂物。钙处理后夹杂物中的CaO和Al_2O_3的物质的量比接近12∶7,并与钢液发生了脱硫反应,形成了含CaS的复合夹杂物。中间包开浇阶段铸坯中的显微夹杂物和大型夹杂物都明显高于稳定浇铸状态;在稳定浇铸状态下,铸坯中的w(T[O])小于15×10~(-6),大型夹杂物的含量小于0.2 mg/kg;大型夹杂物的主要来源是钢包引流砂、结晶器保护渣。