铁液洁净度对凝固热力学参数的影响

为了给高洁净钢连铸细晶技术提供相关理论依据，在高温钼丝炉中通过对电解纯铁加金属铝和硅脱氧，获得不同铁液洁净度的试样。利用差热分析法测定了试样在相同冷却速度下的过冷度。利用凝固过程热力学理论研究了铁液洁净度与过冷度、凝固热力学驱动力、形核功和临界晶核半径等的关系。结果表明：随着铁液洁净度的提高，铁液凝固时的过冷度增大，形核所需的凝固热力学驱动力变大，非均质形核功和临界晶核半径减小。     

Ti-Mg复合脱氧对低碳钢中夹杂物及组织的影响

在高温钼丝炉内对实验钢采用Ti-Mg单独及复合脱氧处理,利用带有能谱仪的扫描电镜和光学显微镜研究脱氧产物的成分、大小分布及铸态微观组织的变化,分析夹杂物对晶内铁素体形核以及实验钢奥氏体晶粒大小的影响.结果表明,Ti-Mg复合脱氧后的产物可以作为TiN和MnS的析出核心,形成复合夹杂物;复合夹杂物在冷却过程中可以有效的促进晶内铁素体形核,同时抑制加热过程中奥氏体晶粒的粗化.     

凝固组织对耐候钢中磷偏析的影响

进行了高温模拟实验,通过改变凝固速率和添加稀土元素来改变耐候钢的凝固组织,研究了枝晶大小以及等轴晶率的不同对耐候钢中磷元素宏观偏析的影响.结果表明,加快冷速、添加稀土元素可以明显细化晶粒,提高等轴晶率,从而显著减轻磷元素的宏观偏析.     

电铝热法冶炼钒铁渣熔化性能

利用Fact Sage热力学软件Phase Diagram和Equilib模块分别计算了CaO含量对CaO-Al₂O₃-22% MgO-1% SiO₂-2% FeO系液相线的影响以及CaO、调渣剂CaF₂和B₂O₃单独或复合添加对Al₂O₃-MgO-25% CaO-1% SiO₂-2% FeO系1700℃液相量的影响.通过差热分析测定了现场实验炉渣的熔化开始温度和结束温度,验证了理论计算变化规律.结果发现:电铝热法生产FeV的炉渣中CaO质量分数应该控制在25%左右,此时熔化性能较好;调渣剂CaF₂的调渣效果好于B₂O₃,且Al₂O₃/MgO质量比较高时二者不能复合使用;考虑到工业应用效果和环境保护,CaF₂添加量应控制在2%~5%.     

冷却速度对La脱氧钢中晶内铁素体形成的影响

采用光学显微镜、带能谱的扫描电子显微镜等分析技术观察了不同冷速下La脱氧钢的显微组织,并绘制了静态连续冷却转变图．实验结果发现,在4~10℃·s^-1的冷速范围内,钢中会有大量晶内铁素体形成,其中在8℃·s^-1冷却时可以获得大量细小且弥散分布的晶内针状铁素体．La脱氧钢中含La夹杂物与α-Fe相有较低错配度,其中La₂O₂S夹杂物与α—Fe相的品格错配度最小为0．2％,钢中含La夹杂物均可诱导晶内针状铁素体形核并可促进感生形核．进而细化组织．     

硫化锰对钢中Sb析出行为的影响

研究了钢中不同夹杂物对Sb的析出和高温氧化过程中富集行为的影响.Fe-1.5%Sb合金1100℃水冷试样中Sb在钢中主要析出位置是晶界.与单一的氧化物夹杂相比,硫化锰是更为有效的Sb异质形核核心,且Sb析出相成分组成接近于FeSb相.实验结果与二维错配度理论计算结果相一致.通过降低氧含量,钢中加入Ti变质硫化锰夹杂等方式,增加了MnS数量,使得更多的Sb在夹杂物上析出,从而减少钢中Sb的偏析和固溶量,改变Sb在钢中的析出位置.     

非调质钢中钛脱氧产物析出行为

从氧化物冶金的观点从发,利用扫描电镜和图像分析仪研究了非调质钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布以及孕育时间对夹杂的影响,并考察了加钛前后钢的组织变化．结果表明：钛的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心;此类夹杂物呈细小弥散析出,适当的孕育时间可使夹杂细化;加钛后,钢的组织细化．     

低碳钢纯净度、过冷度与晶粒度的关系

利用玻璃包熔真空悬浮熔炼等手段研究低碳钢的纯净度、过冷度与晶粒度之间的关系研究表明:随着包熔次数增加,钢中夹杂物含量减少,纯净度提高.但包熔次数达到4次后,纯净度开始降低.在约2×103K/min冷却速度下,低碳钢经包熔处理后,过冷度大幅度提高,包熔4次时达到最大值328 K.真空玻璃包熔后,随着钢液纯净度提高,过冷度增大,晶粒细化.     

稀土元素对耐候钢元素偏析的影响

应用金属原位统计分布分析技术(OPA)研究了耐候钢铸锭中C、P、S、Cu、Si和Mn的宏观偏析规律,并分析了稀土元素对耐候钢中元素偏析的影响.结果表明,在30%～40%等轴晶率,20℃过热度下,元素C、S、P和Cu能产生严重的宏观偏析,C、S呈中心正偏析,P、Cu呈中心负偏析并伴随有反偏析,而Si和Mn的分布较为均匀.各个元素中心偏析位置完全相同.稀土元素在钢中的固溶度为10-5～10-4,固溶稀土元素可以细化枝晶,提高等轴晶率.钢中加入质量分数0.38%～0.55%的稀土元素可以有效改善C、S、P和Cu的宏观偏析.     

新型Al基复合脱氧剂脱氧效果研究

Al作为炼钢脱氧剂单独脱氧时易烧损,导致利用率较低;同时,其脱氧产物Al₂O₃熔点高,形状不规则,不易在脱氧过程中上浮排出,造成水口堵塞,恶化钢材质量.为了提高铝的脱氧效率,同时使脱氧产物Al₂O₃能快速从钢液中上浮排出,本文研究了一种以金属铝为有效脱氧组分,低熔点氧化物渣系为载体的新型复合脱氧剂.实验表明,使用该脱氧剂不仅可以保证钢液中溶解氧的质量分数在10×10^-6以下,而且脱氧后钢中Al₂O₃夹杂物与纯Al脱氧相比尺寸更小、数量更少,较显著地提高了钢材的纯净度,具有良好的脱氧效果.