304不锈钢中的夹杂物及其冷轧变形行为

非金属夹杂物是引起冷轧板坯表面缺陷的主要原因.分析了304不锈钢热轧板坯中非金属夹杂物的成分、形貌及尺寸.对304热轧板坯进行不同压下量的轧制,分析不同厚度冷轧板坯中的夹杂物形状和尺寸,研究非金属夹杂物在板坯冷轧过程中的变形行为.结果表明:304热轧板坯中的夹杂物主要组成为CaO-SiO2-MgO-Al2O3的复合氧化物,为脆性夹杂物;冷轧过程中,夹杂物的塑性变形不明显,随着冷轧压下量的增加,大颗粒的夹杂物不断被轧碎,板坯中夹杂物的平均尺寸逐渐减小.     

SUS430不锈钢夹杂物的变化规律研究

对采用EAF-AOD-LF-CC工艺路线生产SUS430不锈钢炼钢过程夹杂物的成分组成和形貌、尺寸变化进行了分析,结果表明,SUS430不锈钢中主要形成呈球状或不规则球状分布的硅酸盐复合夹杂物,其变形能力较差。随着LF精炼和连铸过程的进行,SUS430不锈钢钢水中夹杂物的平均直径呈逐渐减小的趋势,铸坯夹杂物的平均直径为3.4μm左右,5μm以上的夹杂物占夹杂物总数的1%以下。变形能力较差的硅酸盐夹杂和镁铝尖晶石夹杂是引起SUS430不锈钢冷轧板表面线鳞缺陷的重要原因,采用钙处理和复合脱氧工艺,对改善SUS430不锈钢冷轧板的表面线鳞缺陷有利。     

钢轧制过程中非金属夹杂物变形研究进展

摘要：针对轧制过程中非金属夹杂物变形的研究方法、表征参数以及影响因素进行了综述。研究表明冷轧过程中弹性模量小的夹杂物具有更好的变形能力,热轧过程中黏度小的夹杂物更利于变形,轧制温度在钢基体、夹杂物的流动应力曲线交点温度左右的温度区间内有较大的影响。还分析了夹杂物尺寸、轧制压下量等因素对夹杂物变形的影响。不同种类夹杂物的物性参数与变形能力之间的定量研究将会成为将来的研究重点。     

304不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物数量分布

为研究304不锈钢连铸坯中夹杂物的数量分布,用金相检验法对铸坯中的夹杂物数量进行了统计分析.结果显示,铸坯中由外向内非金属夹杂物数量增加.304不锈钢铸坯表层中绝大多数5 μm以上夹杂物为球状或近似球状的硅酸盐夹杂物.但随着凝固的进行,在铸坯内部会新生大量氧化铝、镁铝尖晶石、氮化物等点状夹杂物和不规则夹杂物.铸坯心部10 μm以上的大颗粒夹杂物数量较多.     

304系不锈钢冶金过程硬质夹杂物形成机理分析

304不锈钢由于具有优异的耐蚀性、加工性能被广泛应用,而钢中硬质夹杂物对冷板表面质量影响较大。为了明晰304不锈钢中硬质夹杂物的形成机理,通过工业生产取样,利用自动扫描电镜ASPEX及统计方法,研究了304不锈钢冶炼过程中全氧含量、各类夹杂物的变化规律。研究结果表明,从AOD出钢到铸坯过程中,随着底吹搅拌的进行,钢中T[O]含量不断降低,T[O]质量分数由0.008 8%降低至0.002 5%。AOD出钢和LF出站夹杂物主要类型为硅酸盐,并含由少量复合型硅酸盐和镁铝尖晶石夹杂物,LF出站至铸坯,夹杂物的成分发生了部分转变,夹杂物中SiO₂含量减少,Al₂O₃含量升高。从AOD出钢至中间包,钢液中硬质夹杂物镁铝尖晶石和Al₂O₃很少,但从中间包到铸坯其比例显著增加,镁铝尖晶石夹杂物的比例增加了28%,钢-渣反应脱氧产物中的复合型硅酸盐夹杂物的比例也明显增加,而脱氧剂脱氧产物SiO₂和钢-渣反应脱氧产物中SiO₂-Al₂     

冷轧硅脱氧304不锈钢中氧化物夹杂的演变行为

 为实现固态钢基体内夹杂物在冷轧过程中的控制,将硅脱氧304不锈钢热轧板经多道次冷轧至不同的厚度,利用扫描电子显微镜对试样内夹杂物在冷轧过程中的演变行为进行了研究。结果表明,硅脱氧304不锈钢内夹杂物的类型主要为低熔点SiO2-CaO-MnO-Al2O3,其在热轧板内的形貌为大尺寸长条状。冷轧时,这些长度为2.0～23.0 μm的长条状氧化物夹杂发生断裂,形成多个1.0～3.0 μm小尺寸夹杂物。随着冷轧压下量的增加,断裂后形成的夹杂物尺寸逐渐减小。但当夹杂物尺寸降低至约0.5 μm时,夹杂物不再发生断裂。同时,断裂后形成的小尺寸夹杂物之间的距离与夹杂物的初始尺寸无关,由冷轧板的伸长率决定。     

28MnCr5冶炼过程钢中夹杂物的变化情况研究

通过SEM、EDS和大样电解试验对28MnCr5冶炼过程中夹杂物的大小、形貌、数量进行了分析。结果表明：LF精炼后夹杂物多为钙镁铝氧化物及硫化钙夹杂,夹杂物的尺寸较小,多为1μm～3μm,形状为方形。经VD处理后,较LF阶段夹杂物尺寸增大,夹杂物的组成多是钙镁铝尖晶石类及MnS夹杂。连铸过程中夹杂物的成分主要为MgO-Al2O3-MnS-MnO系夹杂物,夹杂物多呈圆形,其尺寸在3μm～6μm。通过大样电解发现大部分大型夹杂物都是多元复合夹杂物,颗粒粒径多在100μm以上,对钢材性能影响极大。     

EAF—LF—VD—CC流程生产GCr15轴承钢的洁净度及夹杂物演变

为探究GCr15轴承钢在冶炼过程中夹杂物的演变规律,基于国内某钢厂EAF—LF—VD—CC工艺过程进行全流程取样分析,系统研究了全流程杂质元素含量的变化以及夹杂物的演变.分析结果表明,轧制后的轧材钢样杂质元素Ca和Ti的质量分数较高,分别达到0.001 6%和0.001 7%,全氧(T.O)质量分数为0.000 7%.轧材中夹杂物类型主要为镁铝尖晶石、钙铝酸盐类和硅酸盐类复合夹杂物.较大尺寸的夹杂物出现在LF和VD精炼工位,且夹杂物最大尺寸超过了30μm.VD破真空后出现了大量CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂类复合夹杂物,成分分布均匀,个别尺寸甚至超过45μm.连铸坯和轧材中MnS和TiN夹杂物占比较高.     

CSP生产低碳铝镇静钢的钙处理

通过对国内某钢厂CSP工艺生产的低碳铝镇静钢钙处理前后钢中夹杂物类型的变化研究,从热力学上分析了钢中Al2O3夹杂物的变性机理及夹杂物中wCaS较高的原因。同时,重点描述了钢中夹杂物不同类型的发展过程和夹杂物中CaS的存在形式。研究结果表明,钙处理后钢中镁铝尖晶石和钢中Ca、S元素会结合并相互扩散;且在现有工艺条件下,钢中wS过高使钢液钙处理后钢中原有的高熔点镁铝尖晶石夹杂物没有转变为低熔点夹杂物,同时也是钢中生成了大量CaS的主要原因;在现有工艺水平下,钢中wT[Ca]应控制在0.001 4%~0.002 8%较为合适。     

轴承钢冶炼过程夹杂物行为及其来源的分析

利用金相、SEM等分析方法,取样分析了某电炉厂EAF—LF—VD—CC流程GCr15轴承钢精炼过程非金属夹杂物的行为,试验结果表明,LF处理后夹杂物以云团状Al2O2、点状不变形夹杂物和硫化物为主;VD处理后Al2O3和点状不变形夹杂物明显减少,而含钙、镁、铝、硫等的复合夹杂有所增加;成材试样中未发现点状不变形夹杂物,只有少量尺寸很小的三氧化二铝、硫化物和含钙、镁、铝、硫等的复合夹杂。精炼过程夹杂数量呈下降趋势,并分析了各类夹杂物的来源.     

超深拉拔类线材夹杂物及断口分析

针对超深拉拔类线材(钢帘线、切割钢丝和金刚线母线等用钢)的夹杂物控制,选取3种不同控制思路的超深拉拔用钢,即夹杂物低熔点化、夹杂物玻璃化和夹杂物低弹性模量化,借助扫描电镜研究了SiO2、SiO2-Al2O3-MnO、SiO2-CaO-Al2O3-(MgO)和SiO2-CaO-MgO-(Al2O3)4类典型氧化物夹杂在热...     

2507双相不锈钢热轧板表面起皮缺陷的特征及成因分析

摘要：针对2507双相不锈钢热轧板表面起皮缺陷问题,通过对热轧板取样,使用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪观察起皮缺陷处表面,并进一步对基体处进行了观察,对比了两者金相组织特点以及物相组成,分析了起皮缺陷的成因及形成过程。研究发现：起皮缺陷处组织变形流向与基体明显不同,铁素体体积分数为8397%,显著高于其基体的6233%,认为是热轧过程中皮下有害夹杂物加重组织变形所致;在起皮缺陷处发现了大量不同于基体部分的高熔点大尺寸夹杂物,如硅氧化物、硅铝氧化物以及簇状钙镁硅氧化物,认为微裂纹是由于这些夹杂物与基体变形不协调所致,裂纹进一步扩展形成起皮缺陷。基于以上研究结果,提出了2507热轧板起皮缺陷形成机制。     

硅锰脱氧钢中CaO-SiO2-Al2O3夹杂在固态钢中的结晶行为

 为了避免Al₂O₃、MgO·Al₂O₃等高熔点硬质夹杂物对钢材加工和产品使用性能带来危害,气门簧、切割丝用钢和手撕钢等钢种均采用了硅锰脱氧夹杂物塑性化控制工艺。夹杂物塑性化控制工艺只关注夹杂物成分是否处在相图低熔点区域是不足的,钢中硅酸盐类夹杂物之所以在非液态条件下能发生良好塑性变形,主要是因为它们具有玻璃类材料性质,其软化温度点明显低于钢材热轧温度。而硅酸盐夹杂物的热轧流变性很大程度上取决于其结晶状态,所以夹杂物从玻璃态到结晶态的转变需要予以研究和控制。从微观结构及加热软化行为方面对比了玻璃态与结晶态夹杂物的不同,指出夹杂物结晶对夹杂物塑性化控制工艺所带来的不利影响。阐明在铸坯凝固冷却和轧制前的加热过程中,玻璃态夹杂都有可能发生结晶转变。为了防止玻璃态夹杂出现严重结晶,需要结合夹杂物TTT曲线优化铸坯加热温度和时间,或控制夹杂物组成落入玻璃相更稳定区域。对于CaO-SiO₂-Al₂O₃体系夹杂物,认为磷石英、假硅灰石和钙长石三相共熔区是实现玻璃态稳定控制的理想组成区域。关于MgO及碱金属氧化物对硅锰脱氧钢氧化物夹杂结晶性能的影响规律需要进一步研究揭示,可以借助单丝法等方法来研究氧化物夹杂对应成分的TTT图。     

镀锌板表面胞状凸起缺陷

 采用SEM、EDS和大样电解法研究了某种镀锌板表面胞状凸起缺陷的形成原因。结果表明：冷轧板表面起皮缺陷是造成镀锌板表面胞状凸起缺陷的直接原因。冷轧原料板近表层分布着尺寸大于300 μm的长条状硅酸盐夹杂带,且夹杂带中分布着块状氧化铁夹杂。与缺陷镀锌板同批次酸洗板机械研磨去掉近表层,随后冷轧试验表明,块状氧化铁夹杂不是造成镀锌板表面胞状凸起缺陷的主要原因。缺陷镀锌板铸坯中夹杂物含量为100.32 mg/10 kg,夹杂物主要由尺寸大于140 μm大型夹杂物组成,而正常镀锌板铸坯中夹杂物含量为20.98 mg/10 kg,证实钢中大型硅酸盐类夹杂是导致镀锌板表面凸起缺陷的根本原因。     

Cause of stamping cracks in pure iron magnetic shielding covers

This study explores reasons for the random occurrence of stamping cracks during the production of pure iron magnetic shielding covers.Scanning electron microscopy and energy spectrum are used to observe cracks within parts,and results show significant brittle fracture morphology with chunks of manganese silicate and aluminum silicate inclusions present in the fracture surface.The chemical composition,mechanical properties,and microstructure are also analyzed for a corresponding batch of cold rolled pure iron sheet.The oxygen content of the material is found to be high,resulting in the random distribution of a large amount of long chain manganese silicate and aluminum silicate inclusions along the rolling direction,which corresponds to inclusions found on the fractured surface.The stamping cracks are thus assumed to be caused by the randomly distributed chain of inclusions within the cold rolled sheet.It is suggested that the amount of deoxidizer used should be more carefully controlled to decrease the inclusion contents and to thus avoid the recurrence of such defects.     

钙处理对硅脱氧弹簧钢55SiCr氧化物夹杂的影响

摘要：为了将硅脱氧弹簧钢中SiO2类高熔点硬质夹杂改性成低熔点夹杂物,在炼钢生产中进行了钙处理试验。利用FEI Explorer 4自动扫描电镜对硅脱氧弹簧钢55SiCr在正常工艺与钙处理工艺处理后的铸坯、盘条中氧化物夹杂的成分、尺寸、数量、形貌进行检测,统计分析2种工艺下夹杂物尺寸、夹杂物轧制变形性的差异,并通过弹簧钢丝Nakamura旋转弯曲疲劳测试对比2种工艺下夹杂物控制水平。分析结果表明：硅脱氧弹簧钢55SiCr钙处理工艺后氧化物夹杂主要为CaO SiO2 (CaS)类,尺寸较大,且此类夹杂物在盘条轧制过程中不易变形细化,最终恶化弹簧钢疲劳性能;正常工艺处理后氧化物夹杂尺寸随着夹杂物中Ca含量升高有增大倾向,CaO SiO2 Al2O3系相图中方石英、磷石英与莫来石交界区的夹杂物轧制变形性优于假硅灰石和钙长石共熔区的夹杂物。     

冷轧过程轧板内圆形夹杂物变形

运用ANSYS/LS-DYNA显示动力学有限元软件,建立了水平辊系二维五连轧弹塑性有限元模型,利用小型重启动方法对DCO3冷轧板五连轧过程中轧板内硬性夹杂物变形进行了模拟,分析了夹杂物尺寸、初始位置以及轧板压下量对夹杂物变形的影响。研究结果表明：模拟结果与实际相接近,轧板内夹杂物的变形程度主要随着轧板压下量的增加和夹杂物尺寸的增大以及夹杂物距轧件表面距离的减小而增大。轧件由3.0mm被轧到0.7mm,夹杂物直径超过20μm时,轧制结束后夹杂物前后部位处变形程度较大,轧件内部可能会产生由于夹杂物破裂而形成的裂纹源。     

冷镦钢开裂的原因分析及改进

为了研究冷镦钢开裂的原因和过程,取样分析了某钢厂生产中存在开裂的试样,利用带有能谱仪的扫描电镜(SEM EDS)观察开裂区域宏观形貌和微观组织并表征夹杂物的形貌和成分。结果发现,部分魏氏体混杂在基体中,降低了冷镦钢的塑性和韧性;开裂区域发生穿晶断裂和氧化脱碳现象,其完全脱碳层的平均厚度为28 μm,说明表面缺陷在轧制前就已经存在,导致冷镦钢轧制时开裂;残留在钢中的铝镁钙复合夹杂物也直接导致了表面缺陷和开裂。同时,提出改善微观组织、减少夹杂物的改进措施。