稀土在电工钢中的应用研究现状与发展前景

稀土在钢铁中发挥着独特而不可替代的重要作用,近年来,无论是基础研究领域还是应用领域,稀土钢都得到迅速发展,尤其稀土电工钢成为热门研发钢种,但目前相关研究仍处探索阶段,亟需开展系统、深入的研究工作。在分析近年来稀土在电工钢中的研究成果基础上,归纳和总结了现代技术条件下稀土在电工钢中的应用、研究现状以及稀土元素在其中的作用规律和影响机理,分别探讨了稀土在常规无取向电工钢、取向电工钢以及Fe-6.5%Si高硅电工钢中的应用。大量研究表明,在电工钢中添加稀土可以显著改善电工钢的磁性能、力学性能、织构等,在提高电工钢磁性能和力学性能方面具有广泛的应用前景,凭借中国特色资源优势发展稀土电工钢具有重要学术价值和现实意义。     

钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响

运用扫描电镜观察了51CrV4弹簧钢显微组织、夹杂物及断口形貌,并结合能谱分析了钢中夹杂物成分组成,探究了钇基稀土对51CrV4弹簧钢冲击韧性的影响.结果表明,对于51CrV4弹簧钢,添加钇基稀土能明显提高其冲击韧性,纵向冲击功提升了68.8%,断口形貌由准解理断口转变为韧窝型断口,韧窝处存在大量细小球状的稀土复合夹杂.钇基稀土的添加促进了51CrV4弹簧钢回火组织中碳化物的球化,并使其分布更加弥散.钇基稀土对钢中夹杂物有很好的改性作用,夹杂物被球化且尺寸得到细化.      

基于Gamma粒度分布的电炉渣钙浸出动力学模型

 为了研究电炉渣吸收CO2时电炉渣粒度分布对钙浸出率及过程控速的影响,以平均颗粒尺寸为20 μm,不同偏离系数(CV)的电炉渣为研究对象,建立了电炉渣在0.05 mol/L醋酸溶液中的浸出动力学模型,并利用Mathematica8.0对模型进行了求解,并通过试验验证了模型的准确性。仿真结果表明,电炉渣在浸出70 min时,钙浸出率基本稳定,在浸出前70 min,浸出反应速率随着偏离系数的增大而增大,70 min后则随着偏离系数的增大而减小。随着电炉渣偏离系数的增大,电炉渣浸出过程受到化学反应控速越来越弱,而受到扩散控速先变强后变弱,在[CV＝0.7]时扩散控速最强。通过试验数据与仿真结果对比,证明所建立的基于Gamma粒度分布的电炉渣钙浸出率动力学模型能较好的反映电炉渣在醋酸溶液中的浸出过程。     

1.2%Si冷轧无取向电工钢铸坯高温延塑性研究

采用Gleeble1500应力/应变热模拟试验机对1.2%Si冷轧无取向电工钢铸坯进行了高温延塑性测试;在1 300～600℃的试验温度下,得到了试样的热塑性和强度曲线,并通过对不同温度下试样的断口形貌及脆性区夹杂物的观察,分析其在脆性温度区域的脆性断裂的机理。研究结果表明:1.2%Si冷轧无取向电工钢铸坯在1.0×10-3/s应变速率下,测试温度在1 300～600℃范围内,存在1 220℃以上的第Ⅰ脆性温度区域和780～600℃的低塑性温度区域。1.2%Si冷轧无取向电工钢780～600℃时塑性降低的原因:一方面是动态再结晶困难;另一方面是铁素体低温区域发生的氮化物(AlN)及硅铝酸盐的析出产生的晶界脆化。     

Q345B连铸坯表面夹渣缺陷的形成原因及控制

描述了Q345B铸坯表面夹渣缺陷的宏观形貌,并通过扫描电镜及能谱仪对缺陷形貌进行观察和能谱分析。结果表明,缺陷内主要为氧化铁皮并含有保护渣成分。分析了铸坯表面夹渣缺陷的形成原因主要有以下4个方面:浸入式水口设计不合理引起的结晶器液面波动卷渣、结晶器内弯月面受冲击夹渣、保护渣成分不均匀引起的分熔现象及结晶器振动负滑脱时间长导致的下渣不均匀。并提出优化措施:1)优化浸入式水口的结构,将侧孔角度为25°减小至18°;2)改善结晶器流场,板间的氩气流量由原来的5 L/min减少至3 L/min以下,SEN的插入深度控制在90~130 mm;3)优化保护渣成分和性能,将保护渣熔点由原来的1 050℃提高至1 150℃,碱度大于1,黏度0.12~0.2 Pa·s,降低了保护渣的消耗;4)调整结晶器振动参数,使负滑脱时间由原来的0.207 s减至0.165 s。22炉的现场试验结果表明,优化后的工艺由于铸坯缺陷引起的中厚板表面裂纹发生率控制在1%以下,并实现了铸坯、中厚板表面质量的稳定控制。     

冷却速度对E690海洋平台用钢组织与性能的影响

采用热膨胀法在Gleeble-3800热模拟机上测定了E690海洋平台用钢的相变临界点。同时测定了过冷奥氏体在不同冷却速度下连续转变时的膨胀曲线,绘制了其静态CCT曲线。结合金相-显微硬度法,分析了不同冷却速度对E690海洋平台用钢组织性能的影响。结果表明：冷却速度为0.05到0.5 ℃/s时,冷却转变的产物为粒状贝氏体;当冷速增加,达到0.1~3 ℃/s后,板条状贝氏体明显增多;冷却速度超过5 ℃/s后,冷却产物为板条贝氏体和板条马氏体。     

E690海洋平台用钢第二相析出行为研究

研究了 E690海洋平台用钢中第二相析出过程,讨论了不同温度条件下该钢种第二相中的元素含量,在此基础上分析了钢中Cu含量对Cu析出量的影响,为实验钢成分设计提供理论指导.结果表明,该钢中15种析出物的生成顺序分别为:Ti4C2S2,FCC_A1#2,MnS,B2M,M3B2,BN_HP4,FCC_A1#3,AlN,HC...     

RH脱硫概述

为满足超低碳钢生产对低硫含量的要求,近年来开发了RH真空处理装置通过喷吹粉剂或在真空室添加脱硫剂脱硫的新方法.阐述了RH真空脱硫的主要方法以及RH真空脱硫工艺对脱硫剂的要求,分析了RH真空脱硫中的热力学和动力学问题,讨论了脱硫机理、脱硫渣系的选择及组成、电工钢转炉渣改性脱硫等问题,展望了RH脱硫工艺和脱硫剂研究发展趋势.     

钇基稀土对高强船板钢夹杂物及低温冲击性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析方法,研究了钇基稀土含量对EH36高强船板钢夹杂物和低温冲击性能的影响。结果表明,EH36钢中添加适量稀土能够显著提高钢材的低温冲击性能。钢中稀土含量为0.018%(质量分数)时,-40 ℃横向冲击性能提高了59.4%,-60 ℃横向冲击性能提高了65.7%。低温冲击断口形貌由无稀土钢样的解理断面转变为韧窝断口,韧窝底部的细小球状稀土复合夹杂物对裂纹扩展起到缓冲作用,阻碍了裂纹的扩展。同时,稀土可以将EH36钢中长条状Al₂O₃-CaO-MnS夹杂物变质为细小的类球状稀土夹杂物,夹杂物粒径从约5 μm细化到3 μm以内。