真空碳脱氧对非金属夹杂物的影响

非金属夹杂物对电站转子锻件的质量产生重大的影响。多年来,它是不允许用碱性平炉冶炼这一类高级优质合金钢的主要原因。本文在真空碳脱氧碱性平炉转子钢的试验中,就非金属夹杂物的特性,分析了真空碳脱氧这一新的工艺对转子锻件中非金属夹杂物的影响。分析结果表明,经真空碳脱氧处理后,非金属夹杂物含量下降56％,同通常作为生产电站转子锻件的主要冶炼设备——酸性平炉冶炼、大气浇注的转子钢相比,平均低77％,比真空浇注的低27％。夹杂物的颗粒更加细小,颗粒度更均匀。尤其是经过真空碳脱氧处理后,转子锻件中的硫化物,由酸性平炉的条状、线状,改变为球状或纺锤形。分析了硫化物形态变化的原因,揭示了真空碳脱氧以改善转子锻件质量(尤其是横向冲击韧性)的实质。     

真空碳脱氧碱性平炉钢大型电站转子锻件质量的研究

本文叙述了在真空铸锭过程中,采用真空碳脱氧的方法,处理碱性平炉冶炼的电站转子钢的试验情况,着重研究了真空碳脱氧处理的碱性平炉钢电站转子锻件的质量。①同酸性平炉冶炼的转子比较,非金属夹杂物含量比大气浇注降低77%,比真空浇注降低27％;②改善了硫化物夹杂的形状和偏析率,沿锻造变形方向,硫化物多呈球形或纺锤形,硫印和点状偏析评级从2～4.5级下降到0～2.5级,③断面收缩率在纵向提高6%,在切向提高13%,在径向提高7％;④冲击韧性在纵向提高6％,在切向提高31％;⑤脆性转变温度从58℃下降到14℃。鉴于碱性平炉能大量去除磷、硫,能提供锑、锡、砷、铅等有害元素非常低的钢液,采用真空碳脱氧后,碱性平炉同碱性电炉一样,能够取代酸性平炉,生产质量稳定的优质、大型电站转子锻件。     

FGH96合金反复镦拔与挤压缺陷对比分析

对FGH96合金反复镦拔变形与挤压变形两种制坯工艺的夹杂缺陷水平进行了比较,并分析了不同变形状态下非金属夹杂物的形变特性。结果表明:反复镦拔变形后,锻件内检测到的非金属夹杂物数量有不同程度的增多,超标缺陷成倍增长;而FGH96合金挤压+等温锻造变形后,锻件内检测到的非金属夹杂物数量明显减少,纯净度水平有大幅提高。从微观夹杂物形貌的变形特性来看,等温锻造变形时在垂直于变形方向合金中夹杂物缺陷的尺寸增大;反复镦拔变形时,合金中原有非金属夹杂物缺陷聚集使可检测到的缺陷面积增大;而在挤压变形过程中,夹杂物缺陷在挤出方向被拉长成不连续的线状,每个方向上夹杂物的面积均减小;FGH96合金挤压+等温锻造变形后夹杂缺陷的大小主要由挤压变形后夹杂缺陷破碎情况决定;因此大挤压比变形可有效破碎合金中非金属夹杂物,改善锻件质量。     

报废管板大锻件中的夹杂物形貌研究

为了提高管板大锻件的成品率,采用低倍和高倍检验、扫描电镜及微区成分分析等方法,研究了报废管板大锻件中夹杂物的形貌及性质.研究表明:报废管板中含有大量的片状夹杂物,管板的缺陷性质为夹杂性穿晶裂纹,具有氢脆特性.     

热加工对硫化物及氧化物夹杂的影响

随着制造业的发展,人们对钢材的质量提出了更高的要求,而夹杂物是影响钢材质量十分重要的因素之一.特别是对高强钢而言,夹杂物对其韧性的影响更加敏感.因此,研究冶炼过程中对夹杂物的控制及后续热轧和热处理工艺对钢中夹杂物的影响,是钢铁材料制造和加工过程中的一个重要课题.夹杂物对钢材的强度、塑性、韧性、抗疲劳性能、耐腐蚀性能都会产生重要影响.要减少夹杂物对钢材性能的影响,需从优化冶炼工艺开始.随着气泡去除夹杂物技术、真空碳脱氧技术及中间包电磁搅拌技术在冶炼过程中的应用,钢材中的夹杂物含量明显降低.然而,在目前工业化的生产环境中,仍然无法实现将钢中的非金属夹杂物完全消除.目前的研究已经表明,热轧和热处理过程对夹杂物也有重要影响,这对进一步控制夹杂物的尺寸、分布、形态,达到减轻夹杂物对钢材性能影响的目的具有重要的意义.因此,目前除了发展新的冶炼工艺以进一步降低钢中的夹杂物含量外,研究和阐明热加工工艺对夹杂物的影响也是研究重点.文中归纳了冶炼过程中先进的夹杂物控制技术及其原理,评述了热变形和热处理过程对夹杂物的数量、尺寸、分布、形态特征及类型产生的影响,对研究钢材在制造、加工过程中夹杂物的变化规律及控制具有参考价值.     

钛合金冶金缺陷实例分析

对在工程实践中遇到的部分钛合金冶金缺陷实例进行了总结分析,并提出了相应的预防解决措施。实例分析结果表明：钛合金冶金缺陷形式主要有硬a缺陷、夹杂物、偏析、孔洞等。这些冶金缺陷主要是在钛合金的真空自耗熔炼过程中形成并遗传下的,且基本上可以通过提高原材料品质和改进熔炼工艺加以控制或消除。     

大锻件内非金属夹杂物的形成及防止措施

介绍了大锻件内非金属夹杂物的形成过程,非金属夹杂物的机械性能和特性对钢质零件内在性能的影响及防止非金属夹杂物产生的措施.     

0Cr17Ni4Cu4Nb钢中的细小硫化物夹杂及其对策

采用金相分析、扫描电镜(能谱分析)等方法对0Cr17Ni4Cu4Nb钢小型锻件上用无损检测方法检出的磁痕进行了分析.结果表明,该锻件的材质符合国标要求,但存在影响零件使用性能的细小条状夹杂物.通过对原材料的分析评价及锻造试验,探索了沉淀硬化不锈钢中细小条状硫化物夹杂的控制手段,并提出了评价这类夹杂物的补充检验方法.     

双相不锈钢F55电渣重熔过程夹杂物的控制

本文重点研究了双相不锈钢F55的电渣重熔工艺,研究发现,F55电极经过电渣重熔后钢中氧含量增加,经扫描电镜检测分析,钢中的夹杂物类型主要为高熔点的Al_2O_3。通过优化电渣工艺,采用CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-SiO_2五元渣系,同时渣中加SiCa、Al对熔渣进行脱氧,Al_2O_3夹杂物发生变性,形成低熔点复合夹杂物,易于从钢中去除,从而实现F55电渣过程夹杂物的有效控制。     

钢板厚度和轧制比对其夹杂物行为的影响

先前发表的文献已研究了各种现代炼钢工艺对钢板中形成的夹杂物和钢板机械性能的影响。本文补充检验了另外两个变量(板厚和轧制比)。并介绍了它们对以前所报导的结果的影响。所研究的是采用普通冶炼法,钙处理法和电渣重熔冶炼的铝脱氧的 A516碳钢,钢板厚度范围为2～15英寸(51～381毫米),轧制比为1:1～10:1。总共测定了11批钢板的质量。研究重点放在比较普通冶炼钢和钙处理钢。通过相对于轧制方面的三个主要金相截面上的夹杂物的光学显微镜照片来显示每种钢中夹杂物的结构。此外,采用定量图象分析方法来确定上述每个截面上的夹杂物数量。采用 V 型缺口却贝冲击功和动态撕裂上平台能和拉伸断面收缩率来比较所研究钢的性能。确定了夹杂物尺寸与韧性和延性之间的相互关系,并与 A533B 钢的先前的结果做了比较。发现各种厚度和轧制比的钙处理钢均优于普通冶炼钢。     

汽车大梁用热轧卷板冶炼研究与应用

本文主要论述了汽车大梁用热轧卷板的冶炼生产工艺。转炉冶炼的重点是终点成分控制,精炼操作的重点是增碳及脱氧。采用合理的脱氧合金化制度和良好的保护浇注措施,稳定控制中间包钢水温度、拉速、冷却水量可以获得较低的夹杂物含量、良好的铸坯内部质量。     

热轧带肋钢筋断裂分析

为进一步提高产品质量,针对螺纹钢出现的裂纹和断裂事故进行了系统的生产工序分析.采用光谱分析仪分析了断裂钢筋的化学组成,利用光学显微镜、电子能谱仪分析断裂钢筋组织结构和断裂钢筋中非金属夹杂物的类型、数量、大小、组成及分布,并讨论了目前生产工艺中非金属夹杂物的来源.研究表明,钢筋中非金属夹杂物的产生是钢筋裂纹和断裂的根源,夹杂物主要是由炼钢脱氧和耐火材料腐蚀的铝硅酸盐组成.     

炼钢脱氧制度对碳锰钢坑孔腐蚀扩展的影响

选用脱氧制度不同的碳锰钢,通过冶金分析考察了试验用钢的冶金特点、夹杂物及组织特征,分析了冶金工艺对组织及夹杂物类型的影响。通过挂片试验比较了不同脱氧制度钢的坑孔腐蚀速度,并结合闭塞腐蚀电池及特殊的金相分析方法,研究了脱氧制度对蚀坑扩展的影响及影响机理。结果表明,炼钢脱氧制度对锰铌钢的组织与夹杂物有重要影响,沸腾钢脱氧差,硫化物夹杂为土豆状Ⅰ类硫化物;镇静钢脱氧程度高,其硫化物夹杂为共晶态Ⅱ类硫化物,轧制后为条片状;半镇静钢的脱氧情况介于前二者之间,硫化物夹杂轧制后为短条状或长雪茄状。随着钢的脱氧程度下降,在同样外阴极极化条件下,其闭塞腐蚀电流减小。挂片结果表明,脱氧程度较差的半镇静锰铌钢的耐蚀性明显优于镇静锰铌钢,它们之间的局部腐蚀程度差异基本与室内闭塞腐蚀电池测试结果相同。     

钢水真空脱气及炉外精炼技术的回顾与评述

随着对钢材的机械性能、纯度和化学成分要求的不断提升,钢水真空脱气和炉外精炼技术作为真空冶金技术领域一个重要的分支,逐渐衍生并发展起来,强化了特殊钢产品的冶炼过程,达到了提高质量和降低功耗的效果,丰富了产品品种。本文系统回顾了20世纪发展起来的若干种钢水真空脱气方法以及钢水真空炉外精炼技术的研究概况、特点及应用,着重阐述了真空提升脱气法(DH法)和真空循环脱气法(RH法)的原理和技术方案。可以得知,真空脱气技术有效降低了钢材氢含量、提高了钢的纯度;而炉外精炼技术将脱硫、脱氧、脱气、去除金属夹杂物及调整成分的过程,转移到钢包或其他专业容器中进行冶炼,通过实现搅拌、脱气、加热、真空和合金化等过程,有效提升了钢材冶炼的质量和实现降耗减排的目的。     

镍基高温合金脱氧的研究

氧在高温合金中是作为有害杂质元素存在的,通常是疲劳裂纹的萌生地及扩展通道,从而影响高温合金的蠕变、持久强度等性能.本研究在现有条件下,确定了氧在镍基高温合金中存在主要形态为氧化铝夹杂,根据得到的实验数据分析和计算,初步研究了真空感应熔炼条件下碳和铝对镍基高温合金的脱氧机理, 实验中氧含量最低为0.0006%,达到了小于0.001%的目标值.     

镍基高温合金用CaO坩埚真空感应熔炼脱氧研究

研究了使用CaO坩埚真空感奕熔炼Ni-6Cr-2Mo-6W-5Co合金过程中碳与氧的变化及加碳和铝的脱氧作用。结果表明，碳脱氧主要表现在熔化期，通常可脱除40％-80％的氧；铝可进一步脱氧至0.0004％-0.0006％。从热力学上计算了镍合金液中C-O，Al-O反应的平衡值。结果表明：C-O反应远未达到平衡，而Al-O反应在1500℃能脱氧至0.0006％以下。     

Ta在Ti-6Ta合金铸锭中的分布特征

采用传统的低倍酸浸法和化学分析法,观察和研究了真空自耗电弧熔炼Ti-6Ta合金中高熔点Ta夹杂物和Ta的分布特征.结果表明,铸锭中未发现Ta夹杂物和区域性偏析.Ta的分布有些不均匀,在铸锭中部的R/2处,含Ta量稍高,呈现负偏析特征,这与Ta元素本身固有特征和液态合金的凝固速度有关.     

Si—Al—Ba—Ca脱氧剂应用的试验研究

本文研究了两种硅－铝－钡－钙脱氧剂的应用效果，发现它们有良好的脱氧和控制钢中非金属夹杂物的作用，使用方便、安全，并使吨钢成本有所下降。钡、钙作用互补，但其中的含钙量也不必过高。     

钢中非金属夹杂物对疲劳性能的影响

本文研究了38CrMoAlA和30CrMnSiA两种钢中所含夹杂物对疲劳性能的影响。研究结果表明:在夹杂物含量基本相同的条件下,夹杂物的大小、形状及分布特徵对疲劳寿命具有明显的影响。夹杂物的颗粒大小直接支配着裂纹的成核与扩展,当夹杂物的平均直径大于40μm时,由夹杂物引起疲劳失效的比率可达95％以上。因此,在控制夹杂物含量的基础上,通过减小夹杂物颗粒尺寸和改变不利的几何形状及分布,可减缓夹杂物对疲劳性能的有害影响。     

非金属夹杂物对高铁轴承疲劳寿命的影响

在高铁轴承钢的冶炼和生产制造过程中,总是不可避免地带有非金属夹杂物,这些非金属夹杂物的存在会破坏金属基体的连续性,严重影响高铁轴承的疲劳寿命。本文通过求出在径向力和轴向力作用下高铁轴承的接触载荷分布,考虑受力最大的滚子与轴承套圈接触时,轴承外圈滚道所包含的夹杂物,采用疲劳寿命基础理论,利用局部应力-应变的方法,分析了夹杂物的位置、大小和数量对轴承疲劳寿命的影响,建立了高铁轴承钢中非金属夹杂物对轴承接触疲劳寿命影响的定量关系。