高铬钢复合轧辊工作层离心铸造中大型夹杂物的分析及控制办法

研究分析了高铬钢复合轧辊工作层离心铸造过程中大型夹杂物的形态和形成过程。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观测了高铬钢复合轧辊工作层的夹杂物的形貌和主要成分,确定其中大型夹杂物属于外生夹杂物,含O、Na、Si等主要元素,并采用SEM、能谱仪和X射线荧光光谱分析观察和分析铸造过程中所用的钠基膨润土和锆英粉的形貌和化学成分。通过对比分析,确定了高铬钢复合轧辊工作层中大型夹杂物的主要来源是离心铸造模筒涂料所用的钠基膨润土。分析了夹杂物的形成过程,计算了夹杂物的极限上浮速度,最后给出了预防外来夹杂物的三条措施。     

球墨铸铁中Ti-Ce复合夹杂物的研究

以稀土镁球墨铸铁为研究对象,用扫描电镜观察了其中的夹杂物,并进行元素面扫描分析,结合热力学计算结果和动力学条件,分析了Ti-Ce-S复合夹杂物的形成过程.结果表明,Ti-Ce-S复合夹杂物呈块状,分布在珠光体和铁素体的晶界处,尺寸为3 μm;球化处理过程中,CeS为TiS的形成提供非均匀形核核心,Ce对TiS的还原作用是促进Ti-Ce-S复合夹杂物形成的主要因素,Ti-Ce还与镧、钡、镁等元素复合形成夹杂物,分别是Ti-Ce-La-S、Ti-Ce-Ba-S、Ti-Ce-Ba-Si-S、Ti-Ce-V-C和Ti-Ce-La-Mg-C-N-S复合夹杂物.钛、铈等元素间的充分反应和此类夹杂物的有效去除是保证球化效果的重要因素.     

厚规格X80管线钢轧制过程中夹杂物演变行为的研究

采用金相显微镜对X80管线钢轧制前后的夹杂物进行了评级和数量统计,用扫描电子显微镜检测了轧制前后夹杂物形态变化,并用能谱分析仪(EDS)分析了夹杂物化学成分。结果表明:铸坯中主要为小尺寸球形夹杂物。铸坯轧制后,D类夹杂物细系的级别值变大,而D类夹杂物的粗系和DS类夹杂物的级别均降低;铸坯试样和钢板试样的1/4位置,夹杂物级别都比较高,在1/2位置,夹杂物级别都比较低;轧制后,小尺寸(3μm)夹杂物的数量增加,大尺寸夹杂物的数量减小。X80管线钢中的夹杂物多为Ca、Mg、Al、O、S等元素组成的硫化物-氧化物复相夹杂,不同类型的夹杂物在不同轧制过程中变形行为不相同。     

车轴钢EA1N的缺陷分析

围绕车轴钢EA1N质量问题,对典型缺陷进行了剖切和磨制,采用SEM-EDS对其进行了能谱分析。研究发现缺陷的类型是以O、Al等元素为主,同时含有少量的Ca、Ti,偶尔出现含有Mg元素的夹杂类缺陷,由能谱分析可知,夹杂物是引起车轴钢EA1N出现缺陷的重要原因。在冶炼过程中,铝氧反应在钢液中形成大量的Al₂O₃夹杂物,在精炼渣、含镁耐火材料等因素的作用下,钢液中[Mg]、[Ca]等元素含量升高,Al₂O₃会转变为含有多种物相的复合夹杂物,未能上浮去除而滞留在钢中的夹杂物很容易在随后的轧制和热处理过程中产生危害,引发裂纹等缺陷,直接导致性能下降。本研究为进一步探究夹杂物与车轴钢缺陷的相关性提供了依据。     

气体保护熔炼条件下Mg-Gd-Y-Zr合金的夹杂物

本文研究了气体保护条件下,常规熔铸的Mg-Gd-Y-Zr合金中夹杂物的形貌、分布及形成原因,并通过计算分析了夹杂物的沉降行为.结果表明,Mg-Gd-Y-Zr合金中有MgO或Y的氧化物为主的球状、簇状、不规则状、线状的复合夹杂物和含熔剂夹杂物,夹杂物的平均尺寸为12.7μm,平均体积分数为0.26%.夹杂物出现的频率随其尺寸增大而急剧减小,尺寸在20μm以下的夹杂物占夹杂物总体积接近85%,尺寸在45μm以下的夹杂物占96%.计算结果表明,夹杂物沉降速率与其尺寸和密度相关;夹杂物密度增大,可使镁合金中夹杂物的最大尺寸减小,计算得到的合金中最大夹杂物的尺寸与实验结果基本一致.     

铸钢轧辊熔炼夹杂物控制技术

对电炉一精炼一浇注轧辊生产工艺进行系统分析,并对各工序产生夹杂物的原理及其危害进行研究,提出铸钢轧辊夹杂物控制措施。通过合理控制初炼炉的终点碳含量,选用合适的脱氧剂提高脱氧能力或使夹杂物变性优化,提高精炼渣吸收夹杂物的能力,优化熔炼工艺,减少大尺寸夹杂物并改善其在钢中的分布,实施LF、VD精炼技术,提高了轧辊的纯洁度和使用性能。     

进口与国产轴承钢夹杂物特征的对比研究

为研究进口与国产高端轴承钢的夹杂物特征差异,使用ASPEX-explorer和光学显微镜分别对一种进口各向同性轴承钢和一种国产高端轴承钢的夹杂物尺寸、形态进行了多尺度评价。并使用扫描电镜对大尺寸夹杂物的元素分布进行了研究,分析了夹杂物复合化模型。结果表明,与相同生产流程的国产高端轴承钢相比,进口各向同性轴承钢夹杂物更加细小,形态椭球化,可降低各向异性;进口钢的夹杂物尺寸及形态控制均优于国产钢。进口各向同性轴承钢中大尺寸夹杂物以复合化形式出现,复合方式是以Ca S颗粒包覆刚性夹杂物,实现了夹杂物的低害化。     

AZ31B镁合金TIG焊缝金属夹杂物的微观尺度分析

主要研究了AZ31B镁合金采用TIG焊焊缝金属夹杂物的形成机理和组织成分,并讨论了夹杂物对焊接接头宏观物理性能的影响。分别通过金相分析和扫描电镜分析了金属夹杂物的形成机理和分布规律,并通过显微硬度仪与纳米压痕仪分析了金属夹杂物给焊缝性能带来的影响。研究表明:AZ31B镁合金母材由α-Mg基体和固溶其中的层片状的β相组成,焊接热过程使得共晶产物固相线发生偏移,合金元素与Mg的共晶产物集中析出于晶界,形成了金属间夹杂物;同时,焊接过程中产生的氧化物也形成了夹杂,金属间夹杂物对焊接接头的硬度有一定提高,但强度有所降低,且易形成焊接缺陷。     

电解萃取研究稀土元素对耐候钢中夹杂物的影响

为了研究稀土元素对钢中夹杂物的改性影响,以未添加稀土元素的Q235和添加了稀土元素的Q235RE两种耐候钢为研究对象,采用非水溶液电解萃取和物理磁选分离的方法提取出钢中的夹杂物,结合X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分别对其类型、三维形貌进行研究。研究结果表明：未添加稀土元素的Q235钢中的夹杂物类型主要是硫化锰和铝、硅的复合氧化夹杂,且尺寸较大,呈现不规则多角状的镁铝氧化物、氧硫复合夹杂物尺寸可达40 μm,长条状硫化锰夹杂尺寸可达50 μm;稀土耐候钢Q235RE中夹杂物的类型主要是氧硫稀土复合夹杂物,夹杂物尺寸明显变小,长条状的硫化物被规则的球状的稀土硫化物及稀土氧硫复合夹杂物所取代,不规则多角状的氧化夹杂物尺寸小于15 μm,尺寸减小了约60%。     

夹杂物对油井管钢氢致开裂腐蚀的影响

对油井管钢进行了pH 2.0溶液浸泡的氢致开裂(HIC)试验。考察了油井管钢的抗HIC性能,分析了不同种类夹杂物对钢板HIC性能的影响。结果表明,在强酸性腐蚀环境中,夹杂物越多,钢对HIC越敏感。诱发油井管钢氢致开裂的夹杂物主要为MnS夹杂物、Al2O3夹杂物和硅铝酸盐复合夹杂物,其中长条状MnS夹杂物危害最大。夹杂物诱发裂纹的初期形貌为夹杂周围出现空洞,空洞的扩展成为氢致裂纹。     

φ480×900高镍铬离心复合轧辊熔合不良的成因及控制

工作层与芯部的熔合不良是φ480×900高镍铬无限冷硬球墨铸铁轧辊产品中最主要的铸造缺陷,该缺陷一般难于修复而直接导致轧辊报废.对φ480×900离心复合铸造高镍铬无限冷硬铸铁轧辊熔合不良缺陷分析发现,工作层离心浇注停机温度偏低、静态浇注填芯速度慢是造成熔合不良的主要原因.浇注工作层铁液时“O”型玻璃渣加入过量、芯部铁...     

铸造过程中DP590钢大型夹杂物研究

采用大样电解的方法,分析了DP590钢中大型夹杂物的类型、形貌、来源、组成及数量。结果表明,连铸坯中的大型夹杂物主要有简单的CaO-Al_2O_3型夹杂和含Na、Mn、Mg、Ti、As及S的CaO-Al_2O_3复合夹杂物,其主要来自于Ca处理后的脱氧产物及脱氧产物上浮到结晶器液面的卷渣。大型夹杂物的形状均呈不规则形状,以角状和颗粒状为主,少部分呈球状,粒径均在50~700μm之间。稳态坯中大型夹杂物含量为30 mg/10 kg,处于正常水平。头坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高36.7%。混浇坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高13.3%。尾坯中大型夹杂物的数量比稳态坯高16.7%。头坯中粒径大于300μm夹杂物占头坯中所有大型夹杂物的50%。稳态坯、混浇坯和尾坯中各粒度大型夹杂物所占铸坯类型的比重相差不大。     

失效理论在机械传动轧辊用H11合金钢断裂分析中的应用

以断裂失效H11合金钢轧辊为对象,研究其化学成分、硬度、微观组织和夹杂物特征,并对其失效原因进行分析。结果表明,失效轧辊中Cr和Mo的含量明显低于国家标准,导致辊颈表面硬度下降。轧辊微观组织中,存在超大型夹杂物和尺寸大于10μm的尖端夹杂物,破坏了材料组织的连续性,降低了材料的强度和韧性。     

低碳铸钢丸中的夹杂物分析

采用扫描电镜和能谱分析研究了低碳铸钢丸中的夹杂物形貌和组成,并分析了其形成机理和去除途径。结果表明,低碳铸钢丸中存在的夹杂物主要有球形的多元复合氧化物夹杂物,分布在枝晶间的不规则形状的硫化铁和磷化铁二元复合夹杂物以及带尖角的磷化铁、硫化铁和碳化铁的三元复合夹杂物。夹杂物的存在与脱氧不充分和硫、磷含量偏高有关。通过稀土复合脱氧和深度脱磷、脱硫可以显著降低夹杂物的水平。     

无取向硅钢精炼过程夹杂物控制研究

针对RH工艺生产50W800无取向硅钢精炼过程夹杂物较多的问题,采用扫描电镜对钢中夹杂物尺寸、种类及数量进行分析,测定氩站炉渣成分,研究了50W800无取向硅钢中夹杂物控制方法。结果表明：氩站处理能够去除39.11%的夹杂物,RH出站到中间包夹杂物总面积减少了2 406.94 μm2,夹杂物的去除率为57.40%;钢中夹杂物主要为Al2O3夹杂,尺寸介于1～4 μm之间,亦存在少量AlN?Al2O3和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物;氩站炉渣能够较好地吸收钢中夹杂物,但改质效果不明显。     

超低硫X65管线钢中非金属夹杂物研究

对本钢超低硫X65管线钢中夹杂物的研究结果表明,LF精炼初期,钢中夹杂物主要是球形、多边形和大量簇状的Al2O3夹杂物,99.1%的夹杂物尺寸小于20μm。微合金化后,部分Al2O3夹杂物中出现TiO、SiO2、MnS等成分。钙处理后,夹杂物的平均直径达到8.58μm,大量夹杂物为含有微量MgO、SiO2或MnS等的2~50μm的球形mCaO.nAl2O3,部分为Al2O3、MnS、CaS或CaS-MnS。铸坯中夹杂物数量最少且尺寸最小,96.9%的夹杂物尺寸小于10μm,未发现大于50μm的夹杂物,平均直径为3.71μm。铸坯中大部分为球形的以mCaO.nAl2O3为主要成分的复合夹杂物,还有少量的Al2O3、MnS和CaS夹杂物等。     

34CrMo1A转子钢中缺陷夹杂物分析

<正> 一、前言钢中非金属夹杂物影响钢的性能。尤其是缺陷性非金属夹杂物,它可以导致机械性能显著下降。因此对缺陷夹杂物进行认真的探索,了解其性质和来源,已成为当前冶金学科中的一项重要课题。影响缺陷夹杂物形成的因素很复杂。虽然国内外许多冶金工作者对此做过一些论述,但由于冶金过程是一个十分复杂的物理化学过程,加之受检测手段的限制,要完全搞清楚缺陷夹杂物的性质和来源,目前还有不少困难。尽管如此,我们还是对缺陷夹杂物的性     

GH4700镍基合金中Al_2O_3和TiN复合析出行为分析

研究了GH4700镍基合金中TiN夹杂物的析出行为。结果表明,TiN夹杂物分为纯TiN夹杂物和Al2O3-TiN复合夹杂物两类。其中Al2O3-TiN复合夹杂物的析出是自发进行的,所以其数量多于纯TiN析出物。     

硫质量分数对船体钢诱发点蚀行为的影响研究

采用腐蚀浸泡的方法研究了酸性氯离子环境下S质量分数对低合金船板钢耐蚀性的影响,探讨了非金属夹杂物诱发点蚀形核的机理。结果表明,杂质元素S对钢的耐蚀性具有不利影响。随着S质量分数的增加,钢的耐点蚀性能恶化。S元素损害耐蚀性主要与钢中的非金属夹杂物有关。不同种类夹杂物诱发点蚀的机理有显著差异。单一MnS夹杂物与基体间存在缝隙,其诱导点蚀形核包括缝隙腐蚀和夹杂物溶解两个过程,MnS夹杂物是最敏感的点蚀诱发源;MXS-Al2O3复合夹杂物同样能诱发低合金钢的点蚀形核,包裹在Al2O3外层的硫化物优先发生溶解,成为腐蚀介质的通道,从而引发局部腐蚀。MnS-Al2O3夹杂物的点蚀形核能力大于CaS-Al2O3夹杂物,CaS遇到水容易发生水解并在夹杂物周边形成OH-,阻碍了坑内部的酸化,有利于抑制钢的耐局部腐蚀性能。     

透射电镜对细小夹杂物的分析方法及应用

介绍了透射电子显微镜对钢中细小夹杂物的三种分析方法，即分散晶体法、萃取复型法和金属薄膜法。讨论了三种分析方法的特点和各自的适用范围。试验表明：分散晶体法适合于对夹杂物的形态、尺寸的统计分析。萃取复型法适用于夹杂物的形态、尺寸、在钢中的析出位置及与钢的微观组织关系的研究。金属薄膜法适合于研究夹杂物的形成过程、复合夹杂物的结构类型及其与基体的取向关系。利用萃取复型法对武钢取向硅钢热轧板中第二相的尺寸分析，推断热轧板的加热温度。用薄膜法结合能谱分析，得出不同夹杂物形成的温度，并发现低温夹杂物以高温夹杂物为核心长大。通过热加工前及热加工后夹杂物变形状态的分析，确定复合夹杂物中高温塑性夹杂物是降低钢的性能的重要原因之一。