明弧堆焊合金的内嵌M23C6型碳化物及耐磨性

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备含有11%~13%Cr、1.6%~4.7%C、0.4%~0.5%Si、1.3%~1.5%B(质量分数)的耐磨合金。采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜研究其相组成及组织形态。结果表明,随碳含量增加,胞状α-Fe基体逐渐消失,共晶数量减少,出现了规则排列的团状硬质相,尺寸逐渐增大,背散射电子分析显示该团状组织为双相复合组织,其内部为显微硬度1 300~1 748 HV1.0的内嵌式六边形M23C6,而外部则为1 000 HV1.0以上的M6C型碳化物;堆焊合金硬度先从58.8 HRC升高到63.6 HRC,然后下降至60.6 HRC,耐磨性先持续增加再稍有下降。此外,采用湿砂磨粒磨损试验结果表明该明弧堆焊合金耐磨性优良,表面磨损形貌分析表明显微切削为其主要磨损机理。     

节镍型奥氏体不锈钢J5裂纹缺陷控制措施

节镍型奥氏体不锈钢是一种以氮代镍来获得稳定奥氏体组织的新钢种,它不仅可以节约镍资源,还可以提高不锈钢的综合性能,其应用范围广泛,主要用于制管、建筑装饰等行业。然而近年来随着应用范围的扩大,对其质量的要求越来越高,铸坯的裂纹问题更显突出,对下游工序的轧制造成了一定影响,同时对质量也产生较严重的影响。文章通过现场实践分析节镍型奥氏体不锈钢的裂纹缺陷原因,并针对性地采取对应措施,满足公司的质量要求和合同要求。     

奥氏体不锈钢中σ相析出及其对性能影响的研究进展

针对用于ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)的316L(N)型奥氏体不锈钢,研究分析了其中形成的σ相的特征、相形成过程、检测方法以及对性能的影响,以加深基础研究工作者和工程技术人员对σ相的了解,促进316L(N)生产工艺的完善和产品质量的进一步提高。结合相关研究的最新进展,展望了今后的研究及发展趋势。     

节镍奥氏体不锈钢表面质量改善研究

利用Thermo-Calc热力学软件对节镍奥氏体不锈钢凝固模式和相组织转变温度等进行了模拟计算分析,借助Gleeble-3800热模拟机测试了铸坯高温塑性,利用EPMA探针分析了钢卷表面裂纹脱皮缺陷的微观形貌和微区成分。试验结果表明:节镍奥氏体不锈钢存在类似于低碳钢的包晶反应,会导致铸坯纵裂纹及塑性降低。基于Thermo-Calc模拟计算,对节镍奥氏体不锈钢的化学成分进行了优化,成分优化后,铸坯纵裂纹发生率由8.92%降到2.64%,钢卷裂纹脱皮发生率由12.45%降到3.77%。     

S31254超级奥氏体不锈钢凝固相转变的热力学分析

超级奥氏体不锈钢广泛应用于海洋、环保、化工等苛刻腐蚀环境。由于合金化程度较高,凝固过程凝固偏析严重,析出相多且复杂。本文结合热力学计算软件Thermo-Calc,分析S31254超级奥氏体不锈钢在凝固过程中组织的组成和析出相的演变规律,主要合金元素Mo、Cr、Ni、N在凝固过程发挥的功能及其对相组织演变的影响,Mo-Cr元素交互作用对凝固相组织演变影响规律。结果表明,该钢种液固相线温度分别是1 394.4℃和1 358.6℃,平衡凝固路径是L→γ,非平衡凝固路径是L→L₁+γ→L₂+γ+δ→γ+δ+σ。Mo偏析是导致σ相析出的主要原因,δ相和σ相析出时,液相中Mo含量分别为8.5%和11.3%。     

C含量对690合金M23C6相析出行为的影响

摘要：为了研究0.011%～0033%范围内C质量分数对690合金M23C6相析出行为的影响规律,采用SEM、TEM、物理化学相分析和热力学计算等手段,考察了不同C含量与M23C6相析出数量及析出位置关系。结果表明,随着C含量增加,M23C6析出相质量分数增加、完全固溶温度提高,前者与C质量分数呈线性关系变化,后者则符合抛物线关系。C含量升高,M23C6相的吉布斯自由能下降,从基体中析出M23C6相这一固态相变过程的驱动力增大,在相同的保温时间下,促进M23C6相在更多位置上的析出及其析出形貌的显著变化。对于较高C含量的690合金,除在晶界和孪晶端部外,还可在孪晶内部观察到M23C6相析出现象,其析出相颗粒发生粗化的同时,相质量分数也逐渐增加。     

时效处理对904L超级奥氏体不锈钢腐蚀性能的影响

利用电化学方法研究了904L超级奥氏体不锈钢不同时效下腐蚀性能的变化情况。研究结果表明:904L超级奥氏体不锈钢发生钝化时,致钝电流密度小,电位范围广,因此它容易获得钝化,这主要与904L含有较高含量的Cr、Mo合金元素有关;随着时效温度逐渐接近钢的析出敏感温度以及随着时效时间的延长,904L超级奥氏体不锈钢耐腐蚀性能明显下降。     

00Cr25Ni35AITi合金时效处理中M23C6析出行为

对经550～950℃时效处理后的00Cr25Ni35AlTi合金M23C6相的析出行为进行了研究.结果表明,在本温度范围内时效处理,合金组织中M23C6相主要在晶界、孪品端部析出,并与晶界一侧的基体保持共格关系,共格孪晶界、晶粒内部没有发现M23C6.在550～850℃范嗣随着温度的升高,M23C6的数量增加并发生长大,形貌由细柱状向薄片状、大颗粒状转变.在850～950℃范围M23C6开始溶解,数量减少.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO-Cr2O3渣系中铬尖晶石析出行为的热力学计算

不锈钢渣中铬赋存在尖晶石相中,可防止Cr⁶⁺浸出。将不锈钢中重金属Cr选择性富集、稳定化,有利于提高不锈钢渣综合利用率。本文基于熔渣非平衡凝固理论,研究了碱度、MgO及FeO含量对CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-Cr₂O₃不锈钢渣体系凝固过程中尖晶石相析出温度、析出量及化学组成的影响。计算结果表明：CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-Cr₂O₃渣析出相主要有Ca₂SiO₄、Ca₂MgSi₂O₇、Ca₂Al₂SiO₇、尖晶石相等。MgCr₂O₄尖晶石析出量随碱度增加而逐渐增大,提高碱度可抑制FeCr_2...     

固溶处理对冷轧Cr-Mn-N奥氏体不锈钢组织性能的影响

对一种节镍型Cr-Mn-N奥氏体不锈钢(Fe-13.8%Cr-11%Mn-0.35%N)的固溶处理工艺进行研究,设计固溶温度为800~1 100 ℃,保温时间为10、20和30 s,冷却方式为水冷和空冷。结果表明,试验钢经过900 ℃保温30 s水冷后,综合力学性能最佳,其中断后伸长率为47.7％,抗拉强度为1 023 MPa,屈服强度为540 MPa,强塑积为48.8 GPa·%。当固溶温度为800 ℃时,塑性提升并不明显,主要由于该温度仍处于敏化温度区间,导致含铬碳化物析出于奥氏体晶界,这对试样的塑性具有不利影响。根据EBSD的统计结果,经过900 ℃保温30 s后,试样组织中晶粒十分细小且均匀,平均晶粒尺寸约为1.4 μm;而提高固溶温度会导致晶粒粗化,1 000 ℃保温30 s后试样平均晶粒尺寸约为2.1 μm,1 100 ℃保温30 s后平均晶粒尺寸约为9.2 μm。     

P2O5对CaO-SiO2-FetO-P2O5渣中富磷相的影响

以CaO-SiO₂-Fe_tO-P₂O₅四元渣系为研究对象,结合理论计算和热态实验综合分析 P₂O₅含量变化对该四元渣系物相组成以及富磷相的影响。应用Factsage软件equilib模块计算CaO-SiO₂-Fe_tO-P₂O₅四元渣系在400~1800℃温度区间的多相平衡,再结合SEM+EDS与XRD对热态实验结果进行分析知,随着渣中P₂O₅含量的增加,富磷相中Ca₃(PO₄)₂的含量随之增加。此外,P是以nC₂S-C₃P固溶体的形式存在于富磷相中,但当渣中P₂O₅含量达到18%时,富磷相中的P将以Ca₃(PO₄)₂的形式独立存在。热态实验的分析结果进一步验证了Factsage的理论计算结果。     

低碱度含FeO渣热分解H2O/CO2制取H2/CO

以转炉钢渣为原料,通过高温重熔获得不同碱度渣样并开展H₂O/CO₂氧化试验,在获得H₂/CO气体能源的同时改善渣样磁性,提升渣综合利用率。试验结果表明,随着碱度增加,析出主要物相从橄榄石到镁蔷薇辉石最终向硅酸二钙转变,与此同时,固溶在其中的RO相逐渐溶出。相同亚铁含量下,高碱度渣样能够大幅度改善氧化反应效率,碱度1.83渣样最高产气量为H₂ (32.3 cm3/g)、CO (22.1 cm3/g),反应率分别达到了83.7%、57%,碱度1.13的渣样反应率分别仅为 40.5%、32%。氧化后的渣样磁选效率均有提高,碱度2.13渣样从14.85%增加到78.75%。     

高钛焊丝钢CaO-Al2O3基专用保护渣熔化特性分析

高钛焊丝钢连铸过程中结晶器内钢渣界面反应严重,首先对存在严重钢渣界面反应现象的A钢种进行了凝固特性分析。设计一种低反应性的高钛焊丝钢专用的CaO-Al₂O₃渣系保护渣。通过相图计算保护渣的基础组分w(CaO)/w(Al₂O₃)=1.0,Na₂O质量分数为8%,MgO质量分数为3%,CaF₂质量分数为4%~6%,B₂O₃质量分数为4%~10%,SiO₂质量分数为4%~12%,TC质量分数为8%~10%。利用熔点熔速测定仪和旋转黏度计等设备重点研究了保护渣的熔化特性。得出适宜组分的CaO-Al₂O₃基高钛焊丝钢专用保护渣,熔点为1 037~1 129 ℃,熔速为64~79 s,黏度(1 300 ℃)为0.325~0.554 Pa·s。     

中国重点区域钢铁产业能耗和CO2排放趋势分析

钢铁产业是区域工业发展的重点,也是区域协调发展的重要因素。采用自下而上的方法建立了重点区域钢铁产业能耗和CO₂排放模型,分析区域特征对钢铁产业节能减排的影响。模型以2015年为基准年,基于粗钢产量预测结果,设置了与节能减排技术普及和生产结构调整相关的4个情景,用于分析2015—2030年国内重点区域钢铁产业的能耗和CO₂排放。结果表明,降低钢产量是区域钢铁产业节能和CO₂减排的根本措施。随着重点区域的粗钢产量进入峰值区,技术普及因素的节能贡献力将持续减少,生产结构调整的节能减排贡献力则逐渐增强,成为重点区域钢铁产业节能减排的关键红利来源。同时还可得出,对重点区域钢铁产业发展影响最大的区域特征是市场需求,经济产业政策和环保要求对钢铁产业发展的影响程度逐渐增强。未来重点区域钢铁产业的发展仍以市场需求为导向,新增产能更倾向于布局在水资源丰富、交通便利的地区。     

Al2O3夹杂在DC06钢中的分布及对深冲性能的影响

连退DC06钢板表面发现线链状及翘皮缺陷,初步判断是非金属夹杂物经轧制后破碎造成。通过扫描电镜(SEM)观察两种缺陷处夹杂物的微观形貌,线链状缺陷处夹杂物多为不规则的块状,翘皮处夹杂物多为颗粒状。经统计发现两种缺陷处夹杂物尺寸(d)均较小,为显微夹杂物,1.5 μm≤d≤6.2 μm。通过能谱检测分析两种缺陷处夹杂物的成分,确定夹杂物类型为非金属夹杂物Al₂O₃。通过模拟微冲压试验可知,此尺寸级别的Al₂O₃夹杂造成的线链状缺陷对连退DC06钢板的冲压性能无明显影响。翘皮缺陷已对钢板外观造成很大影响,故不再考察其对冲压性能的影响。     

B2O3对高铝渣稳定性的影响

为了明确B₂O₃对高Al₂O₃渣稳定性的影响,基于现场高炉渣的实际成分,通过熔体物性测定仪、扫描电镜、红外光谱仪分析了B₂O₃对高Al₂O₃渣黏度和基础玻璃微观结构的影响。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,炉渣黏度降低;当炉渣温度低于1 360 ℃时,炉渣随着B₂O₃的增加稳定性增强;炉渣温度为1 216 ℃、B₂O₃质量分数为2.0%时,炉渣的稳定性最好。随着B₂O₃含量的增加,炉渣不断玻璃化,当B₂O₃质量分数为2.0%时,炉渣微观结构完全是玻璃态结构,表现为假性酸性渣的性质;随着B₂O₃含量的增加,[Si-O-Al]键断裂,[AlO₆]八面体结构振动峰增加,炉渣的稳定性越来越好。     

中国钢铁生产“碳中和”解决方案探讨

根据某工程各工序碳素流计算出全流程吨热轧钢材的直接CO₂排放量为1.786 t。以此为基数,就高炉-转炉长流程工艺的几种主要减碳技术的减碳效果进行了定量评估,发现减碳效果有限,只能作为从“碳达峰”到“碳中和”的过渡方案或最终解决方案的补充。从“碳中和”要求的角度看,以全废钢或气基还原铁+废钢为原料的电炉炼钢短流程无疑是最佳解决方案。结合中国资源条件就几种典型短流程组合方案进行了适应性分析,提出了以“氢基竖炉直接还原铁+电炉炼钢方案”为主、以“高炉-转炉长流程工艺减碳技术+碳捕集与封存(CCS)方案”和“全废钢电炉炼钢方案”为补充的“碳中和”解决方案,最后给出了安全低成本获取氢基竖炉直接还原铁所需的“绿氢”方案建议。     

N2-CO-CO2-H2O气氛下K(g)对焦炭高温气化反应动力学的影响

为了掌握高温区碱金属对焦炭气化过程的影响,在N₂-CO-CO₂-H₂O和N₂-CO-CO₂-H₂O-K_(g)气氛下,利用热失重法分别研究了焦炭在1 413~1 773 K的气化反应特征。结果显示,K_(g)对焦炭的气化反应具有较强的正催化作用,可以显著提高有效内扩散系数(D_e)和界面反应速率常数(k₊),降低内扩散活化能与界面反应活化能,且K_(g)对内扩散的影响程度高于对界面反应的影响。随着反应率的增加,内扩散阻力(η_i)和界面反应阻力(η_C)均逐渐增加,K_(g)可以促进η_i和η_C降低。在N₂-CO-CO₂-H₂O气氛、1 413 K时,气化反应的限制性环节逐渐由界面反应转为内扩散;而在1 473、1 573、1 673和1 773 K时其限制性环节始终为界面反应。在N₂-CO-CO₂-H₂O-K_(g)气氛下,气化反应的限制性环节始终为界面反应。     

不同含量Al2O3烧结矿矿相结构与RDI+3.15 mm的定量关系

目前高碱度烧结矿中铝含量明显增多,其低温还原粉化现象亦日趋严重。以化学纯为原料,固定碱度为2.0,采用微型烧结的方法实验室自制烧结矿,从工艺矿物学角度入手,运用偏光显微镜,厘清Al₂O₃对烧结矿矿相结构的影响规律及其与烧结矿低温还原粉化指数RDI_{+3.15 mm}的定量关系。结果表明,随着Al₂O₃质量分数由1.0%提高至3.0%,烧结矿的显微结构不均匀化加剧,由以交织-熔蚀结构为以主变为熔蚀结构为主,斑状结构有所增多;气孔率由32.47%减小至20.68%,且裂隙及不规则薄壁大气孔增多;黏结相总体含量增加,局部出现硅酸盐玻璃相,铁酸钙形态由针状向板柱状和他形发展;金属相磁铁矿、赤铁矿含量均有所较低,但骸晶状赤铁矿明显增多;RDI_{+3.15 mm}明显降低。分析探讨了铝对烧结矿矿相结构影响的机理及低温还原粉化的根本原因,提出改善高铝烧结矿低温还原粉化性能的建议。