定向凝固研究易切削钢中硫化物的生成行为

通过定向凝固实验研究了易切削钢中硫化物的生成过程,并建立了枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件之间的关系.实验结果表明:随着温度梯度和拉速的增大,MnS的平均直径减小,数量增多;定向凝固过程中硫化物的完全析出温度大约在固相线温度下100℃左右,MnS形态的改变,主要受其组成元素的活度影响,即MnS形态的改变受其界面自由能的影响;对定向凝固实验中钢的枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件的关系进行了拟合,拟合结果与前人研究结果相吻合.     

1215MS高硫钢连铸坯中硫化物三维形貌的解析

摘要：1215MS是典型的高硫易切削钢,硫化锰的形貌及空间分布对钢的性能具有重要影响。借助OM、SEM、EDS、夹杂物三维腐刻技术对1215MS铸坯中硫化物夹杂进行解析,结果表明：1215MS铸坯激冷层中硫化物尺寸细小,等效直径不大于15μm;柱状晶区硫化物尺寸逐步增大,到距铸坯表面1/4位置处等效直径达到最大6μm左右;中心等轴晶区的硫化物尺寸向内逐渐减少,铸坯中心处等效直径约46μm,硫化物增加至每平方毫米1000个左右。从激冷层到铸坯中心硫化物的形貌主要包括椭球状、短棒状、长条状,硫化物由激冷层的晶内及晶界分布,逐步变为沿晶界分布。     

低碳高硫易切削钢冶炼工艺分析

通过在电炉炉后和精炼炉采用硅锰合金或锰铁合金脱氧,将钢中自由氧含量控制在100×10-6以上,电炉炉后采用硫磺粉增硫,精炼炉采用硫铁矿或硫线补硫,将钢中硫含量控制在0.35%～0.41%、Mn/S≥3.0,山东石横特钢生产了1215HS低碳高硫易切削钢,钢中硫化物形态为球形或纺锤形,切削性能良好,完全满足下游用户使用要求。     

硫系易切削钢氧化物和硫化物变性的分析

通过分析和研究影响硫系易切削钢加工性能的一个重要因素-钢中氧化物和硫化物的组成、特性和分布形态,提出了硫系易切削钢的冶炼钙处理工艺优化技术,即应首先对铜液中的氧化物进行变性处理,然后再进行硫化物的变性处理。     

Y15高硫易切削钢氧含量与硫化物形态控制工艺

西宁特钢Y15易切削钢(%:0.10～0.15C、1.00～1.20Mn、0.30S)由25 t EAF-LF-657 kg铸锭流程生产。试验结果表明,通过控制电弧炉氧化终点[C]0.06%～0.10%和脱氧工艺将[O]控制在(150～250)×10^-6,控制钢中Mn/S=2.77、O/S=0.059时,钢中夹杂物大多数为(Mn,Fe)S和硫化物包裹氧化物,少数为MnS,使钢具有良好的切削性能。     

低碳高硫易切削钢LF精炼工艺研究

硫易切削钢因其良好的可切削性能和作为含铅易切削钢的环保替代品,在机加工行业已得到广泛使用。石横特钢通过对低碳高硫易切削钢LF精炼工艺的研究,改善了钢中硫化物形态,降低了脆性夹杂物出现的机率,显著提高了该钢的切削性能,满足了用户需求。     

从钙处理到凝固钢中夹杂物改性及析出热力学研究

钙处理是使钢中氧化物和硫化物夹杂转化成对钢的性能有利的无害夹杂很好的方法。通过钙使固体AlO2半状物转化成液体铝酸钙，从而避免铝脱氧钢连铸期间水口堵塞。钙处理也是改进钢的机械加工性的一种重要方法，增加硫含量可进一步改进机械加工性。然而，加硫钢由于缺乏氧化物的改性以及形成容易堵塞水口的固体硫化钙而出现学浇注问题。     

氧含量对硫系易切削钢Y1215中硫化物的影响

研究了T[O]0.0074%～0.0145%对Y1215易切削钢(/%:0.05～0.06C,0.008～0.010Si, 1.26～1.27Mn, 0.049～0.051P,0.37～0.39S)160 mm×160 mm铸坯中硫化物夹杂的分布、尺寸、形貌的影响和轧制Φ8.0 mm热轧盘条中硫化物的变形情况。结果表明：随着氧含量增加,铸坯中硫化物夹杂的尺寸和分布无明显区别,但复合夹杂物数量明显增多,复合型的夹杂物有以MnS为核心包裹或附着MnO-SiO₂和以MnO-SiO₂-Al₂O₃为核心附着MnS夹杂物。在轧制Φ8.0 mm的盘条中,T[O]为0.0074%时,盘条中硫化物变形明显,部分硫化物由于拉伸变形严重而碎断,硫化物的长宽比为23.2,T[O]为0.0145%时,盘条中硫化物沿轧制方向变形小,主要以纺锤形为主,硫化物的长宽比为3.4。为获得球形或纺锤形的硫化物,冶炼时Y1215钢中的T[O]可控制在0.0095%～0.0145%。     

硫系易切削钢中硫化物的高温行为

易切削钢中硫化物的尺寸和化学组成对切削性能和热脆性有很大影响。详细研究了高温下硫化物尺寸和化学组成的演变行为,结果表明,1 100~1 250℃加热后硫化物发生了粗化长大,平均尺寸从初始的5.5μm增大至8~10μm,在1 300℃时保温2 h后硫化物发生了固溶,尺寸减小为2.6μm;高温处理后硫化物中固溶铁的质量分数从15.9%降低至5%,加热后的硫化物熔点从初始的825℃提高至890℃。合适的高温处理能够增大硫化物的尺寸,同时改善硫化物的化学组成,提高熔点。     

凝固时钢中形成的MnS形态控制

凝固时钢中形成的ＭｎＳ形态控制［日］及川成１绪言钢中夹杂物通常被认为是有害的，因此为尽可能排除钢中夹杂物作了很大的努力。可是近年来又对夹杂物及其存在进行了重新评价，并试用了种种积极措施，希望通过控制夹杂物的分散状态以提高钢的各种性能。本研究以ＭｎＳ为...     

超低氧钢中硫化钙夹杂析出的热力学讨论及控制

 对超低氧试验钢中硫化钙夹杂析出的热力学分析表明,在本试验钢成分条件下,钢液在液相线温度以上不会自发生成硫化钙夹杂,硫化钙夹杂是钢液凝固过程中,随着钢液中［Al］、［S］溶解度的降低,［S］与钢液中较低熔点的CaO Al2O3类及CaO MgO Al2O3夹杂物表层的CaO反应析出形成;同时,通过计算得到,本试验钢在凝固过程中不析出硫化钙夹杂的条件为将硫的质量分数控制在0.0004%以下。     

轴承钢凝固过程TiN析出的研究

对轴承钢连铸坯中夹杂物进行了检测,发现铸坯中存在大尺寸的Ti N夹杂物。从热力学和动力学方面研究了凝固过程选分结晶对Ti N夹杂物析出的影响。热力学分析表明,液相线温度以上不会有Ti N析出;凝固过程由于凝固前沿Ti、N富集,当凝固率达到0.65~0.75后会有Ti N析出;降低Ti、N含量可推迟Ti N的析出,减小Ti N夹杂的尺寸和数量。动力学分析表明,随着冷却速度的降低,凝固过程Ti N夹杂物的尺寸显著降低,当冷速高于50K/s时,Ti N的理论半径为2.4μm,当冷速低于5 K/s时,Ti N的理论半径在7.6μm以上;完全凝固后铸坯冷却过程析出的Ti N为纳米级。实际铸坯表层未发现等效半径大于2.5μm的Ti N,1/4和中心处观察到的最大Ti N等效半径分别为6.77μm和8.46μm,这表明铸坯中大尺寸Ti N夹杂物是在凝固过程析出的。     

钛处理钢凝固后夹杂物的析出行为

 利用扫描电镜和能谱分析研究了钛处理钢凝固结束后钢中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布,并考查了加钛前后钢中夹杂物行为变化。研究表明通过钢液加钛处理,凝固结束后钢中夹杂物主要为以含钛复合氧化物为核心、外包硫化锰的复合质点,它们尺寸较小(2~3 μm),形状为球形,不易受力变形,可望成为钢中铜弥散化非均质形核的有效质点。     

氧含量对易切削钢中硫化物生成行为的影响

通过实验研究了氧含量对硫化物形态的影响.结果表明:随着氧含量的增加,MnS夹杂物的形态由Ⅱ类向Ⅰ类转变,其平均直径和面积分数增大,数量减少,长宽比减小.通过数学模型以及Fe-Mn-S和Fe-Mn-S-O体系的四元相图研究了氧含量对硫化物形态产生影响的机理.在氧质量分数高达0.022%时,凝固初期形成了大量的MnO系低熔点液态氧化物,促进了MnS的形成方式从共晶方式向偏晶方式转变,形成Ⅰ类MnS;氧质量分数在0.01%以下时,凝固初期形成的MnO系低熔点液态氧化物较少,大部分MnS是在凝固末期以共晶形式析出,形成Ⅱ类MnS.     

快速凝固过程分析

从快速凝固的基本原理着手,详细总结了快速凝固技术的冷却方式判定方法,从物质的导热原理出发讨论了单辊熔体急冷法、双辊熔体急冷法的冷却方式,分别概括了它们的界面导热系数的计算,分析了冷却速度的计算方法。对快速凝固的过程分析具有参考价值。     

MnS Precipitation Behavior in Re‐Sulfurized Steels with Intermediate Levels of Sulfur

This paper presents results on the quantification of MnS precipitation during solidification of steels with intermediate levels of sulfur (0.05%) using a Confocal Scanning Laser Microscope (CSLM) equipped with a gold image furnace. The precipitation of MnS was observed in the liquid pools remaining in between advancing dendrites at the end of solidification. It was observed that MnS precipitated during cooling on existing mixed‐oxide particles of AI, Si and Ca. The rate of precipitation was seen to accelerate at two distinct points, once when the steel was molten and once during solidification.     

铝、钛复合脱氧钢凝固过程中氧化物的析出行为

促进细小弥散氧化物粒子的析出是提高焊接热影响区韧性的有效手段。通过Al-Ti-O热力学计算,从理论上分析了铝、钛复合脱氧凝固过程中氧化物的析出规律,提出了Ti2O3在凝固前沿形成的热力学条件。试验结果表明,重点对铝、钛加入量和过程氧活度进行控制,可以得到细小的Ti2O3及其复合析出物粒子。对析出物的形貌、尺寸和分布进行...     

A Preliminary Study of Electromagnetic Confinement and Directional Solidification of Platy Specimens of Stainless Steels

A method for producing metal and alloy ingots from their melts by electromagnetic moulds instead of physical moulds is proposed. This technique is based on eddy current flowing in the alloy material and electromagnetic pressure on the surface of the specimen from an induction coil around the specimen. A theoretical model for the distribution of the electromagnetic field in the material is established and the electromagnetic pressure exerted on the melt surface as well as the temperature field in the sample are set up. For a growing platy ingot with polyhedral cross section a three‐dimensional numerical analysis of the electromagnetic pressure and temperature field is carried out. As a result of the extensive experimental study and theoretical analysis, platy samples of rectangular cross sections are successfully obtained by the electromagnetic container‐less confinement process.