临界区高温侧正火对COST-FB2钢组织与性能的影响

采用扫描电镜、光学显微镜、力学性能测试等手段研究了临界区高温侧正火工艺对COST-FB2钢的显微组织与力学性能的影响.结果表明：临界区高温侧正火促进了COST-FB2钢中的球状奥氏体增加,同时抑制了针状奥氏体的发展,三次临界区高温侧正火能达到消除组织遗传的目的;最终热处理后的显微组织表明,临界区高温侧正火处理能够优化COST-FB2钢中的析出相,使M₂₃C₆析出相呈细小状弥散分布;临界区高温侧正火处理明显提高了COST-FB2钢的强度和韧性,其中三次临界区高温侧正火后钢的抗拉强度和屈服强度都提高了12%左右,但随着临界区高温侧正火次数的增加,组织中开始出现粗化的M₂₃C₆相,使钢的冲击韧性稍有下降.     

圆坯凝固末端电磁搅拌电磁场的数值模拟

以某厂圆坯凝固末端电磁搅拌器为研究对象,建立了圆坯凝固末端电磁搅拌的三维数学模型。利用有限元软件ANSYS对电磁场的分布规律进行了数值模拟,研究了不同工艺参数对磁感应强度和电磁力分布规律的影响。研究结果表明：当电流频率为8 Hz,电流强度从100 A增加到400 A时,搅拌器中心处的磁感应强度从19.5 mT提高到77.9 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从115 N/m3提高到1 837 N/m3。当电流强度为300 A,电流频率从4 Hz增加到12 Hz时,搅拌器中心处的磁感应强度从60.3 mT下降到55.6 mT,中心横截面上切向电磁力的最大值从550.2 N/m3提高到1 501.8 N/m3。     

硼元素对FB2钢组织和力学性能的影响

 为了研究硼含量对FB2钢组织和力学性能的影响,先对5组不同硼含量的FB2钢用维乐试剂(1 g苦味酸+5 mL盐酸+100 mL无水乙醇)浸泡腐蚀90 s后进行形貌观察与分析。通过SEM-EDS观察分析基体中M₂₃C₆型碳化物,然后用Image-pro plus软件对析出相的尺寸进行分析。接着采用日本岛津制造所生产的AG-XPLUS 100 kN万能试验机,对5组不同硼含量的FB2钢进行室温拉伸试验和室温冲击试验。最后对5组不同硼含量的FB2钢进行组织和力学性能的分析。结果表明,FB2钢中的硼元素可以抑制M₂₃C₆型碳化物的长大粗化,但是硼元素易于与氮元素形成BN夹杂物。随着硼含量的增加,M₂₃C₆型碳化物的平均尺寸呈现降低的趋势,BN夹杂物的单位数量和平均尺寸呈现增大的趋势。FB2钢的室温拉伸性能随着硼含量的增加先升高后降低,并且在硼质量分数为0.010%时FB2钢的室温拉伸性能达到最强。当硼质量分数由0增加到0.010%时,FB2钢的室温拉伸性能升高,这是由于硼元素的加入抑制了M₂₃C₆型碳化物的粗化,从而提升了FB2的强度;当硼质量分数由0.010%增加到0.030%时,FB2钢的室温拉伸性能降低是由于硼元素与氮元素结合形成了BN夹杂物,引起应力集中,且大尺寸的BN夹杂物诱发了孔洞的形成,降低了FB2钢的性能。FB2钢的冲击功随着硼含量的增加呈现降低的趋势,且当硼质量分数为0.020%和0.030%时,冲击功出现了骤降,这是由BN夹杂物的单位数量、平均尺的上升和大尺寸BN及杂物的析出导致的。     

超超临界汽轮机转子FB2钢电渣重熔熔渣析晶行为研究

采用了热力学软件Factsage计算、熔渣差热分析(DSC)及高温水淬渣XRD、SEM-EDS分析相结合的方法，对超超临界汽轮机转子FB2钢电渣重熔用熔渣的析晶动力学及析晶行为进行了研究，预测了电渣重熔过程中渣皮成分，为后续超百吨级电渣锭电渣重熔过程中修正渣皮形成对熔渣成分影响，实现全重熔周期稳定化冶炼技术攻关奠定了基础。研究结果表明：在10℃/min的冷却速率下，熔渣至少有3种晶相析出；CaF₂作为初晶相，在熔渣中质量占比最大，而Ca₁₂Al₁₄F₂O₃₂、MgO则作为针状、孤岛状分布在CaF₂基体中；Ca₃B₂O₆析晶温度偏低(1000℃附近),此时熔渣处于半凝固状态，组元迁移速率较低，Ca₃B₂O₆晶相在渣中完全弥散分布，且尺寸较小；CaF₂析晶机制为三维生长机制，在冷却过程中均匀形核，并随温度降低...     

电渣重熔9CrMoCoB钢过程电极表面氧化行为及脱氧制度

非保护气氛电渣重熔9CrMoCoB钢过程中，电极表面氧化生成的氧化铁皮进入渣池，导致渣池氧势升高，造成金属熔池中易氧化元素发生严重烧损。为降低渣池氧势以提高易氧化元素收得率，冶炼过程中需向钢中加入适量脱氧剂。首先利用热重分析仪研究了不同温度下9CrMoCoB钢高温氧化行为，建立相应氧化动力学；其次对试样氧化皮进行XRD和SEM-EDS分析；最后基于上述实验和非保护气氛电渣重熔过程中电极表面温度分布，提出较优脱氧制度。结果表明，低温(500～700℃)9CrMoCoB钢氧化增重量可忽略；中温(900～1000℃)氧化增重由快速氧化期的直线规律阶段和扩散控制的抛物线规律阶段两段组成；高温(1100～1200℃)氧化增重呈抛物线规律。不同温度下，9CrMoCoB钢高温氧化速率k=exp(44.1317-40163.707/46⁽(h+0.33))+723.15)；氧化皮呈复层结构，外层为铁的氧化物和内层为铁铬复合氧化物相；冶炼过程中，9CrMoCoB电极(直径75mm)每5min带入渣池FeO为9.02g，为完全还原带入的FeO，加入纯Si为1.75g，可避免易氧化元素...