精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响

采用渣钢平衡的实验方法研究了1600℃下不同碱度和不同Al2O3含量的强还原性精炼渣对高强度低合金钢中非金属夹杂物的影响.结果表明:渣钢反应平衡后,炉渣中CaO和SiO2的质量比为1.9～4.5、Al2O3质量分数为21%～33%,钢中夹杂物主要为球状的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系,尺寸在5μm以下,炉渣成分对夹杂物的成分影响很大.夹杂物主要分布在SiO2含量一定的CaO-MgO-Al2O3-SiO2伪三元相图中1 400～1 500℃的低熔点区,随着炉渣碱度的提高和Al2O3含量的降低,部分夹杂物逐渐偏离低熔点区域,夹杂物的总数量逐渐减小.当渣中Al2O3质量分数为21.22%、碱度为3.27时,有大量夹杂物分布在高熔点区域,夹杂物的总数量最小.     

低碳低合金钢中氢扩散行为研究

用电化学氢渗透技术测量了两组钢中氢在２０－８０℃的扩散系统，实验结果表明，钢中的夹杂物，第二相「（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｇｅ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）」，形变位错对氢的扩散产生明显影响。由Ｏｒｉａｎｉ模型和估算出其对氢的捕获能分别是：（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃ３ΔＥｘ＝１８８５０Ｊ／ｍｏｌ；ＭｎＳ夹杂物ΔＥｘ＝２０４９０Ｊ／ｍｏｌ；Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ΔＥｘ＝２８３４０Ｊ／ｍｏｌ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ΔＥｘ＝２７０７０Ｊ／ＭＯ，位错ΔＥｘ     

铝高速工具钢中夹杂物的研究

利用金属块样，电解萃取夹杂样，通过定量金相，扫描电镜及化学分析方法对比了Ｍ２Ａｌ和Ｍ２高速工具钢中夹杂物形态、数量、大小及分布。结果表明Ｍ２Ａｌ中由于铝的加入，使夹杂物的数量、大小及分布不均匀性都有明显的增加，夹杂物的增加主要是由铝的氧化物及其复合物的增加所致。     

连铸异型坯中夹杂物研究

采取示踪剂追踪等手段研究了采用半敞开方式浇铸异型坯中夹杂物的类型、数量等情况。结果表明：大型非金属夹杂物主要来源于脱氧产物,其次为结晶器保护渣,然后是钢包渣和中间包覆盖剂,中间包衬的熔损。由结晶器卷渣、中间包覆盖剂卷入、中间包衬熔损和钢包渣卷入造成的夹杂比例约为100：39：28：67。     

连铸异型坯中夹杂物研究

采取示踪剂追踪等手段研究了采用半敞开方式浇铸异型坯中夹杂物的类型、数量等情况。结果表明：大型非金属夹杂物主要来源于脱氧产物,其次为结晶器保护渣,然后是钢包渣和中间包覆盖剂,中间包衬的熔损。由结晶器卷渣、中间包覆盖剂卷入、中间包衬熔损和钢包渣卷入造成的夹杂比例约为100：39：28：67。     

钙处理过程夹杂物演变及热力学分析

通过检测分析钙处理前后钢中夹杂物的形貌和成分的变化,探讨钢液钙处理过程中夹杂物演变规律.利用热力学计算,优化钙处理工艺.结果表明,钙处理可以将钢液中不规则固态夹杂物改性为球形液态夹杂物;1873 K下,当[ Al ]为0.030%时,[O]控制在5×10-6~17×10-6,[Ca]控制在0.7×10-6~30×10-6,钢中夹杂物变性效果良好;当[Al]为0.030%时,[ S]控制在6×10-6~19×10-6,既能使钢中Al2 O3夹杂生成液态铝酸钙夹杂物,同时又可以减少CaS生成.     

稀土元素对于5CrNiMo钢中夹杂物变质的影响

冶炼5CrNiMo钢时,正常出炉后,浇注时分别加入不同含量稀土,并与不加稀土的比较.通过金相显微镜分析发现,加入稀土后的钢中夹杂物完全球化,尺寸均匀,分布较好,并探讨了不同稀土含量的夹杂物的成分和组成元素的分布规律.     

RH精炼添加钙合金去除硅钢夹杂物研究

采用RH精炼添加钙合金方式对硅钢进行钙处理。结果表明,钙合金添加量为0.67、1.00、1.67kg/t钢时,钢中钙含量分别为0、2×10-6、4×10-6;随着钙合金添加量增大,钢中夹杂物粒度逐渐由0～2μm向2～4、4～6μm偏移;不同钙处理条件下,钢中均存在粒径小于1μm和粒径为1～5μm的MnS、CuxS夹杂物,后者或单独存在,或同AlN、CaS夹杂复合;粒径为5～10μm区间,钢中的夹杂物基本以钙的氧、硫化物为主。与钙处理前相比,钙合金添加量为0.67、1.00、1.67kg/t钢时,粒径小于1.0μm的微细夹杂物减少幅度分别为68.06%、87.50%、94.94%。钙合金添加量为1.67kg/t钢时,可以去除钢中绝大部分的微细夹杂物。     

钙处理对铝镇静钢中非金属夹杂物变性效果的影响

通过对LF前—LF后—中间包—连铸工艺生产40Cr钢各环节系统取样,以及电子显微镜对夹杂物的形貌、尺寸及组成的分析,发现40Cr铸坯中含有大量CaO(CaS)-Al2O3-MgO类复合夹杂.采用Factsage计算得到的CaO-CaS-Al2O3三元相图对钙处理后CaO(CaS)-Al2O3夹杂形成过程进行了理论计算;并对实际发现的CaO(CaS)-Al2O3-MgO类复合夹杂物的面扫描分布进行描边处理,探讨了该类夹杂物的组成和形成过程.经Factsage理论计算发现,CaO-CaS-Al2O3三元相图中液相区各成分质量分数为CaO 32%～58%、CaS 0%～5%以及Al2O342%～65%,钙处理后CaO含量有逐渐增加,CaS含量有逐渐减小趋势.结合夹杂物的面扫描分布发现,CaO(CaS)-Al2O3-MgO类复合夹杂物的组成为xCaO·yAl2O3+mMgO·nAl2O3+Al2O3+CaS,钙处理后Ca能够使Al2O3变性为CaO-Al2O3,但同时夹杂物中也有很高的CaS成分,随着钙处理的充分进行,CaS将由内及外向CaO-Al2O3逐渐转变.     

IF钢薄板坯中夹杂物

利用电子显微镜、金相显微镜、能谱分析,对IF钢铸坯中夹杂物分布、数量和种类进行详细分析.结果表明:薄板坯内平均显微夹杂数量为46个/mm2,其中粒度小于10 μm的显微夹杂物占80％左右.在铸坯中心区域夹杂物形成聚集,铸坯表面层夹杂物含量较少.大型夹杂物含量为39.25 mg/10kg,粒度大于300 μm的夹杂物约为50％.夹杂物主要来源于结晶器卷渣,脱氧产物和中包覆盖剂.     

含钛高强钢中夹杂物析出行为研究

以不同钛含量(0.032%~0.153%)的高强钢为研究对象,利用SEM、EDS等对钢中氧化物及氮化物夹杂的形貌、组成、数量及尺寸分布进行表征,结合热力学与动力学计算,对TiN的析出行为进行分析。结果表明,当钢中Ti含量较低(0.032%)时,冶炼过程会形成富含MgAl_2O_4的多边形高熔点固态夹杂,易造成水口堵塞;当Ti含量大于0.106%时,钢中形成了富含TiAl_2O_5的液态球形夹杂,可通过上浮去除,不易堵塞水口;Ca处理能将低钛钢中的夹杂改性为低熔点的铝酸钙,不仅降低了水口堵塞风险,还能还原夹杂物中的Ti,提高Ti的收得率。含钛高强钢中夹杂物平均尺寸为1~2μm,氮化物平均尺寸为1~3μm,其均随着Ti含量的增加而稍有增加。当Ti含量小于0.04%时,将钢中N含量控制在0.0018%以下,能有效减小TiN的析出尺寸;当Ti含量大于0.1%时,实际工业生产中很难阻止TiN的液析,但可通过提高钢中细小氧化物的数量,来细化TiN的尺寸。     

55 SiCr悬臂用弹簧钢夹杂物控制

采用热场发射扫描电镜和能谱仪对比研究了武钢、宝钢和新日铁55SiCr悬臂用弹簧钢夹杂物的控制水平.结果表明新日铁弹簧钢采用铝脱氧工艺冶炼获得了较高的洁净度,武钢和宝钢弹簧钢均采用控铝脱氧工艺,但夹杂物塑性化控制水平仍有待提高.对武钢55SiCr悬臂用弹簧钢的冶炼过程系统取样,分析了夹杂物成分的演变规律;根据热力学计算的结果,提出了55SiCr弹簧钢夹杂物塑性化控制的建议,应将[O]控制在0.0009%~0.0020%,[Al]控制在0.0002%~0.0008%.     

超纯铁素体不锈钢中TiN析出的动力学分析

采用动力学的方法研究超纯铁素体不锈钢凝固过程中Ti、N的偏析及冷却速率对TiN夹杂析出的影响。结果表明,超纯铁素体不锈钢凝固过程中,Ti的富集程度稍低于N;凝固末期残余液相中[Ti]和[N]的浓度分别提高至其初始浓度的2.5倍和3.2倍;随着钢液的逐渐凝固,析出的TiN颗粒尺寸增大;随着冷却速率的增大,析出的TiN颗粒尺寸减小,但析出时间几乎不受影响,冷却速率分别为10、20、30K/s时,TiN颗粒尺寸分别为7.1、4.8、3.9μm;其他条件相同时,随着钢中初始Ti含量或N含量的减少,凝固析出的TiN颗粒尺寸减小且析出时间推迟;相比Ti含量对TiN夹杂尺寸的影响,N含量的影响更为显著。     

超纯铁素体不锈钢中TiN夹杂析出的热力学分析

为了控制TiN夹杂对材料性能的不利影响,对TiN在超纯铁素体不锈钢冶炼和凝固过程中析出的热力学条件进行分析。结果表明,在Cr含量为16%～23%的条件下,超纯铁素体不锈钢的最佳钛含量为0.1%～0.3%;当w（Ti）=0.3%时,将w（N）控制在0.004 6%以下才能避免在液相区中生成TiN夹杂;超纯铁素体不锈钢凝固过程中钛的富集程度稍低于氮;凝固末期残余液相中[Ti]和[N]的浓度分别提高到其初始浓度的2.5倍和3.2倍;随着钢液的逐渐凝固,凝固前沿温度和凝固前沿钛氮平衡浓度积下降,凝固前沿钛氮实际浓度积升高;降低钢中氮含量能推迟TiN析出时间,使TiN夹杂在凝固末期形成,可减小TiN夹杂尺寸,减少其析出数量。     

缅甸硬玉中的包裹体

显微分析表明,缅甸硬玉中的包裹体分为4种类型:固体包裹体、流体包裹体、流体-熔融包裹体和熔融包裹体.利用显微红外光谱定性研究流体-熔融包裹体中的物相,其有机物不只是单一的甲烷相;用热台测得流体包裹体、流体-熔融包裹体和熔融包裹体的均一温度分别为290～430、630～720和820～910℃,熔融包裹体的均一温度代表其成岩的下限温度,远大于缅甸硬玉所处的低温变质环境.推测硬玉形成与熔体密切相关,其后受区域变质作用而形成.     

Inclusions in DKDP crystal

The shape and the size of inclusions in DKDP crystal have been observed and measured microscopically. Three kinds of inclusions were found and the components of the inclusions were measured. The formation mechanisms were proposed and discussed.     

Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响

利用光学显微镜和透射电镜观察不同Ti含量3.5Ni钢试样的组织及析出物,并通过测定其-80～-120℃的夏比冲击功来研究Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响。结果表明,与0.042Ti试样相比,0.079Ti试样在热轧态和正火+回火态时晶粒大小相同,但其热轧态组织中珠光体细化,且正火+回火态组织中TiN数量增多,平均尺寸约为150nm;正火+回火处理后,0.079Ti试样在-80～-120℃的夏比冲击功为233～23J,均低于0.042Ti试样相应值(234～66J);对于正火+回火态试样,较粗大TiN粒子的析出是造成其低温韧性降低的主要原因。     

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)结合能谱仪(EDS)分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。     

72A钢非金属夹杂物行为

采用多种方法对酒钢72A钢中非金属夹杂物进行了调查，对夹杂物的类型，来源，数量及尺寸进行了讨论，实验证明，铸坯中夹杂物有60%外来杂夹物，40%为脱氧产物，引起线材拔脆断的主要原因是外来大颗粒脆性夹杂，而控制好脱氧产物和外来杂夹物的组成，形貌，大小及分布，是解决线材拉拔脆断的关键。     

LF精炼过程中SAE8620钢所含MgO复合夹杂物分析

采用非水溶液电解的方法,萃取分离出SAE8620齿轮钢中含MgO复合夹杂物,利用扫描电镜、能谱分析仪对夹杂物的组成、类型和形貌特征进行分析。结果表明,SAE8620齿轮钢在LF精炼过程中,含MgO复合夹杂物中MgO、CaO含量逐渐增加,SiO2含量逐渐减少,Al2O3含量呈先上升后下降的趋势;夹杂物的形貌多不规则,呈块状且棱角分明;夹杂物类型主要为SiO2-Al2O3-MgO、SiO2-MgO、SiO2-Al2O3-CaO-MgO等,此类夹杂物的尺寸较大、熔点较高,直接影响钢材的质量和使用性能。