底吹氮气冶炼高氮不锈钢的应用研究

根据对高氮不锈钢冶炼设备和工艺、氮气在高温高压下溶入钢液中的方式和特点,以及底吹增氮的优势的分析,在实验室通过300 g钢水底吹异型坩埚在0.5～1.5 MPa,氮气底吹流量0.14～0.24 m~3/h,1820～1910 K下对高氮不锈钢Cr18Mn18N(/%:0.17C、18.00Cr、18.09Mn、0.25Si、0.010S、0.020P、1.07N)进行增氮试验。结果表明,在1.5 MPa、1890 K,0.15 m~3/h底吹氮气流量下,当底吹时间20～30 min氮含量趋于饱和,可快速冶炼出氮含量≥1.0%高氮不锈钢,具有良好的工艺效果。     

AOD炉冶炼含氮不锈钢氮合金化工艺开发

介绍了AOD炉运用氮气在不锈钢中溶解与脱除理论所开发的氮合金化工艺。在40tAOD炉上冶炼0Cr19Ni9N,0Cr19Ni9NbN,1Cr17Mn6Ni5N,00Cr18Ni5Mo3Si2（N）,00Cr22Ni5Mo3N等舍氮不锈钢钢种。不需在线分析钢中氮含量,较为准确地预测与控制钢中氮溶解度值及舍氮不锈钢成品的氮含量。     

电渣重熔30CrMnMoTiA钢钛含量烧损浅析

通过采用保护气氛电渣炉与常规电渣炉冶炼含钛合结钢30Cr Mn Mo Ti A的对比试验,其结果表明:使用保护气氛电渣炉冶炼的电渣钢锭[Ti]烧损少且分布均匀,从中总结出两种电渣炉电渣重熔30Cr Mn Mo Ti A钢[Ti]的烧损规律。     

具有优异冷加工性和生物相容性的新型β型钛合金的合金设计和性能评估

氮是提高不锈钢强度、耐腐蚀性和奥氏体稳定性的最有效元素之一。目前对用加压工艺，诸如加压电渣重熔、加压感应熔炼等方法生产的高氮奥氏体不锈钢进行了许多研究。     

电渣重熔对高氮17Cr-17Mn-2Mo奥氏体不锈钢冶金质量和性能的影响

通过50 kg真空加压感应炉+气氛保护电渣重熔(ESR)熔炼的超低碳17Cr-17Mn-2Mo-0.8N奥氏体不锈钢,研究了该钢ESR前后的夹杂物含量和尺寸、冶金质量和力学性能。结果表明,经电渣重熔,钢中夹杂物含量明显降低,夹杂物平均尺寸由重熔前的2.36μm降低至1.81μm,钢中硫含量由重熔前0.004%降低至0.001%;电渣重熔后Φ20 mm锻材组织均匀细小,力学性能R_m、A和A_(KU)分别从重熔前924 MPa、30.5%和248 J提高到1 053MPa、50.0%和296 J;电渣重熔消除了电极中的气孔缺陷,电渣锭成材率较电渣前提高了30%以上。     

热变形对高氮奥氏体不锈钢Mn18Cr18N组织和显微硬度的影响

试验用Mn18Cr18N钢(/%:0.03C、19.25Cr、17.96Mn、0.59N)经100 kg加压真空感应炉冶炼,锻造开坯并轧成12 mm板。用Gleeble 3800热模拟机研究了温度(750～1150℃)和变形(15%～60%)对Mn18Cr18N高氮钢显微硬度和组织的影响,并得高氮钢的再结晶图。试验结果显示,处于未再结晶区时高氮钢Mn18Cr18N的显微硬度随着变形温度升高缓慢下降,部分再结晶区时快速下降,完全再结晶区时又缓慢下降;在完全再结晶区时,细晶强化是试验钢主要强化方式,显微硬度与晶粒尺寸符合Hall-Petch经验公式;在未再结晶区时,应变强化是主要强化方式;未再结晶区变形强化效果要明显高于再结晶区。     

氩气保护气氛对电渣重熔过程1Cr18Ni9Ti钢钛烧损的影响

进行常规大气条件1.2 t电渣炉和氩气保护气氛5.0 t电渣炉重熔1 Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢[/%:0.05~0.09C,17.13~18.24Cr,9.73~10.6Ni,5×(C-0.02)~0.80Ti]的生产试验,分析氩气保护气氛对钢中钛烧损的影响。结果表明,在70CaF_2-30Al_2O_3二元提纯渣配加5.0%TiO_2的条件下,常规大气条件1.2 t电渣重熔锭平均钛烧损率为48.33%;氩气保护气氛5.0 t电渣重熔锭平均钛烧损率为2.61%;同时5.0 t电渣炉重熔时除用氩气保护气氛外采用同钢种底垫固渣引燃,钢锭底部涨[C]现象得到明显改善。     

高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢的加压感应熔炼

采用MgO坩埚高频真空感应炉在氮气压力0.45~1.0MPa、温度1640~1700℃下,对加压感应熔炼高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢进行了实验研究。结果表明,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr12、Cr17Mn5Ni5、Cr19Mn15和Cr20Mn8不锈钢中氮的溶解度分别为0.391%、0.692%、1.120%和0.899%,氮在液态不锈钢中的溶解与Sievert定律有所偏离;氧浓度在350×10^-6内,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr20Mn8钢液的吸氮反应仍为一级反应,其传质系数为0.023cm·s^-1;随钢中氧浓度的增加,液态钢的吸氮速率和钢液中的平衡氮含量显著降低。     

非磁性Cr-Mn-N合金钢生产中的制约因素

在奥氏体不锈钢的领域中，具有高N含量的Cr—Mn钢牌号变得越来越重要。工业生产设施可以采用两种方法来达到高氮含量。第一种方法涉及利用加压的电渣重熔工艺的优点，这种工艺在高的N分压下操作；而第二种方法是添加能增加氮在熔体中溶解度的元素，从而可在大气压力下实现高的N含量。 本文着眼于N溶解度和奥氏体稳定性。这些，对于成功地实施和生产高合金Cr—Mn奥氏体钢来说，已经被认为是重要的而且在有些情况下是制约因素。借助使用Cr和Ni当量的等式可以预测出一种稳定的奥氏体显微组织的先决条件。采用不同的配方进行了试验，而且对它们的结果与合金的显微组织进行了比较。N在熔体中的溶解度对于在大气条件下浇注的钢种特别重要。已经发现以工业规模在大气压力时可以实现生产高达0．9^mass％N的钢种。测试了大气条件下计算熔体中N溶解度的几种理论方法，并与常规浇注的Cr—Mn钢种的化学分析作了比较。     

《特殊钢》1986年总目录

,冶炼·电弧炉加钢包喷Ca一si粉生产socrvA阀片钢电渣重熔小型冷轧辊多元回归分析法在Cr:3型不锈钢中的应用小岭石灰基粉剂用于铁水予处理的效果在非真空感应炉中使用真空铬冶炼超低碳不锈钢00Cr18Ni14MoZCuZ的研究适用于电渣重熔工艺的合成渣的物理一一力学性能高铬不锈钢喷粉     

High Nitrogen Austenitic Stainless Steels Manufactured by Nitrogen Gas Alloying and Adding Nitrided Ferroalloys

 A simple and feasible method for the production of high nitrogen austenitic stainless steels involves nitrogen gas alloying and adding nitrided ferroalloys under normal atmospheric conditions. Alloying by nitrogen gas bubbling in Fe Cr Mn Mo series alloys was carried out in MoSi2 resistance furnace and air induction furnace under normal atmospheric conditions. The results showed that nitrogen alloying could be accelerated by increasing nitrogen gas flow rate, prolonging residence time of bubbles, increasing gas/molten steel interfaces, and decreasing the sulphur and oxygen contents in molten steel. Nitrogen content of 069% in 18Cr18Mn was obtained using air induction furnace by bubbling of nitrogen gas from porous plug. In addition, the nickel free, high nitrogen austenitic stainless steels with sound and compact macrostructure had been produced in the laboratory using vacuum induction furnace and electroslag remelting furnace under nitrogen atmosphere by the addition of nitrided alloy with the maximum nitrogen content of 081%. Pores were observed in the ingots obtained by melting and casting in vacuum induction furnace with the addition of nitrided ferroalloys and under nitrogen atmosphere. After electroslag remelting of the cast ingots, they were all sound and were free of pores. The yield of nitrogen increased with the decrease of melting rate in the ESR process. Due to electroslag remelting under nitrogen atmosphere and the consequential addition of aluminum as deoxidizer to the slag, the loss of manganese decreased obviously. There existed mainly irregular Al2O3 inclusions and MnS inclusions in ESR ingots, and the size of most of the inclusions was less than 5 μm. After homogenization of the hot rolled plate at 1 150 ℃×1 h followed by water quenching, the microstructure consisted of homogeneous austenite.     

On Restricting Aspects in the Production of Nonmagnetic Cr‐Mn‐N‐alloyed Steels

Cr‐Mn steel grades with high nitrogen contents are becoming increasingly important in the field of austenitic stainless steels. Industrial production facilities allow to use two different strategies to reach a high nitrogen content. The first involves taking advantage of the pressurised‐electroslag remelting process, which is operated at elevated nitrogen partial pressure; the second consists of adding elements which increase the nitrogen solubility of the melt so that high nitrogen contents can be achieved at atmospheric pressure. This paper focuses on nitrogen solubility and austenite stability. These have been observed as important and in some cases restricting for the successful implementation and production of high alloyed Cr‐Mn austenitic steels. The precondition for a stable austenitic microstructure can be predicted with the help of equations using chromium and nickel equivalents. Different formulae were tested and their results compared to the microstructure of the alloys. The nitrogen solubility in the melt is particularly important for the steel grades cast under atmospheric conditions. It has been found feasible to produce steel grades up to 0.9 mass percent nitrogen at atmospheric pressure on an industrial scale. Several theoretical approaches for calculating the nitrogen solubility in the melt were tested for atmospheric conditions and compared to the chemical analyses of conventionally cast Cr‐Mn steel grades.     

电渣重熔过程电源频率对电渣锭洁净度的影响

电渣重熔采用低频供电可以提高功率因数、降低电耗,并实现电力系统的三相平衡。然而,其对电渣锭冶金质量特别是洁净度的影响还缺乏足够的数据支撑。为了研究电源频率特别是低频操作对电渣重熔锭洁净度的影响,采用实验室小型低频电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢、GCr15轴承钢为研究对象,详细分析了不同的电源频率对电渣锭化学成分、气体含量、夹杂物分布的影响规律。研究结果发现,与工频电渣重熔相比,不论是不锈钢还是轴承钢,当采用低频电源(2、1、0.4、0.1 Hz)电渣重熔后(在其他工艺参数如渣系、渣量、电流、电压、气氛等完全相同的情况下),电渣锭中的氧质量分数(0.010%～0.013%)大幅增加,对氮含量影响很小。电渣锭中的铝含量明显增加,而其他化学成分变化很小。与此相对应,低频电渣重熔锭的夹杂物数量也明显增加,且增加的夹杂物主要以氧化铝为主,但是夹杂物主要以小于10μm的细小夹杂为主,大颗粒夹杂物略有增加,但是数量较少。氧含量增加的主要原因是低频电源的直流倾向增大,使重熔渣池中的氧化铝发生了电解(30%Al₂O₃+70%CaF₂渣系...     

超级奥氏体不锈钢的发展

日益增长的工业需求推动着超级奥氏体不锈钢的研发,以研发时间为序阐述超级奥氏体不锈钢3个发展阶段。第1个阶段主要是为解决硫酸介质环境的耐腐蚀性而开发的不锈钢;第2个阶段是在第1阶段研发钢的基础上添加质量分数约为0.2%的N元素、并将Mo元素质量分数增加到约6%而研发的几种耐腐蚀性能良好的超级奥氏体不锈钢;第3个阶段是在6%Mo钢的基础上将Cr、Mo、N含量都进行较大幅度的提高,其中Mo元素质量分数增加到约7%,N元素质量分数控制在0.5%左右,并加入适量Mn元素而研发出耐腐蚀性优异的超级奥氏体不锈钢。阐述了超级奥氏体不锈钢研发过程中的2个重要技术,即炉外精炼与氮合金化技术,并展望了超级奥氏体不锈钢的未来发展及推广应用。     

G102Cr18Mo不锈轴承钢VIM-VAR冶炼过程夹杂物的演变

通过真空感应冶炼、真空自耗重熔,制备了 G102Cr18Mo不锈轴承钢锭,利用Aspex扫描电镜分析了夹杂物数量、尺寸、面积的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的元素分布.研究结果发现,不论是真空感应还是自耗重熔,夹杂物的组成变化不大,主要由硫化锰、铝酸钙、Al-Ca-Mn-(Ti)-O-S复合夹杂物3类夹...     

奥氏体不锈钢夹杂物控制工艺技术探讨

奥氏体不锈钢中的夹杂物影响钢材的抗腐蚀性能,对塑性、韧性和抗疲劳性能均有不利的影响。叙述了中航上大高温合金材料有限公司采用EAF+AOD+LF生产奥氏体不锈钢时夹杂物控制的主要工艺,分析了夹杂物的主要来源与产生机理,工艺设计时对冶炼过程夹杂物的控制进行了系统的策划。通过加强原辅材料控制,优化AOD脱氧制度,LF精炼采用钙处理和弱搅拌工艺对夹杂物进行变性处理,模铸浇注采用氩气保护浇注等技术手段,最终实现了钢中各类夹杂物含量的降低和稳定控制,满足了核电、压力容器等高端不锈钢管坯的质量要求。     

某低温风洞用高强不锈钢弯刀小试件生产实践

某低温风洞弯刀采用00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢制造(代号:S03).分别采用构筑成形和三联特冶(真空感应熔炼+真空自耗电弧熔炼+电渣重熔)工艺路线研究了10 t级S03钢小试件钢锭制备工艺.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和拉伸、冲击等评价方法,分别研究了冶炼和热处理工艺对S03钢组织及力学...     

固溶温度对奥氏体不锈钢022Cr24Nil7Mo5Mn6NbN组织和性能的影响

实验用022Cr24Ni17Mo5Mn6NbN超级奥氏体不锈钢（/%:0.028C,0.33Si,6.21 Mn,24.93Cr,17.03Ni,4.24Mo,0.45N）采用1 t非真空感应+电渣重熔的工艺冶炼,Φ360 mm电渣锭经锻造开坯后轧制为Φ40mm棒材研究了热轧态（终轧1 000℃,水冷）和经1 070～1 180℃固溶后钢的组织、点腐蚀性能和力学性能实验结果表明,随固溶温度的升高,该钢品粒逐渐长大,强度降低,塑性增加,耐点腐蚀性能得到改善。采用1 120℃进行固溶,该钢可以获得均匀的组织、优异的点腐蚀性能和良好的综合力学性能。     

17-7PH沉淀硬化不锈钢电渣重熔过程洁净度的变化

采用35 t电弧炉-AOD脱碳-LF精炼-模铸工艺制备了17-7PH沉淀硬化不锈钢自耗电极,并通过气体保护电渣炉重熔得到了2 t重的电渣锭。利用ASPEX扫描电镜分析了电渣重熔前后17-7PH钢中夹杂物数量、尺寸、成分的变化规律,并采用SEM-EDS进一步观察夹杂物的形貌及组成。研究结果发现,电渣重熔后,O含量由6.6×10^-6降至5.7×10^-6,N含量由200×10^-6降至180×10^-6。重熔前后夹杂物的类型没有变化,重熔后总的夹杂物数量大幅减少,特别是大颗粒夹杂物的数量明显减少、尺寸减小。电渣锭中总的夹杂物以AlN夹杂物为主,其尺寸较大、数量最多。为了提高17-7PH钢电渣锭的洁净度,应尽可能减少自耗电极中的N含量,以减少电渣重熔过程AlN夹杂物的生成量。     

316L超低碳奥氏体不锈钢超细丝原料生产实践

采用1 t 3相有衬电渣炉-底吹氩精炼-铸φ90 mm棒-100 kg电渣重熔工艺流程成功地生产出满足生产φ0.018 mm超细丝洁净度要求的316L不锈钢原料（/%:≤0.03C、≤1.0Si、≤2.0Mn、≤0.035P、≤0.030S、16～18 Cr、12～15Ni、2～3Mo）。通过渣料为（/%）25CaF₂-25Al₂O₃-50CaO,3根纯铁自耗电极的熔炼过程逐步加铬铁、镍板和硅铁,获得要求的成分,并用AlSiMn合金和SiCa粉脱氧,底吹氩气搅拌,直接浇铸成φ90 mm铸棒,再经φ160mm电渣重熔炉精炼成100 kg锭。结果表明,电渣锭中总氧含量为（15～20）×10^-6,平均夹杂物含量为16.2个/mm²,95%夹杂物尺寸小于5μm,没有发现大于10μm的夹杂物,可满足生产超细不锈钢丝的要求。