含锡铁素体不锈钢的开发及性能研究

基于新型含锡铁素体不锈钢，采用冶金反应平衡对其冶炼过程进行实验室条件下的研究，对其室温力学性能、耐腐蚀性能进行了研究，同时分析Sn对铁素体不锈钢基体的微观结构的影响规律，分析脱氧夹杂物的形貌和成分演变.研究结果表明，尽管锡的熔点极低，其收得率较高，锡在硫化物周围的富集现象明显；含锡铁素体不锈钢性能优于SUS430不锈钢，具有较好的塑形和强度，可满足深冲加工性能的要求，而耐腐蚀性能明显优于SUS430铁素体不锈钢，可部分代替其在生产中的应用.     

电渣炉熔速控制技术的开发与应用

采用同轴大电流电缆、称重系统及电渣炉智能控制等技术手段,开发了电渣炉熔速控制技术,并将该技术应用于实际生产.解决了传统电渣炉由于没有精确熔速控制,造成其重熔钢锭内部结晶质量不高、无法精确补缩的难题.结果表明:实际生产中电渣熔速在5~20 kg/min范围内连续可调,重熔20 t钢锭时,吨钢电耗≤1 340(kW.h),通过对比分别用熔速控制和递减功率生产的MC5重熔钢锭的质量检验数据得知,钢锭的偏析度得到降低,并减少了钢锭中碳化物的析出,表面质量良好,生产过程实现全自动化,解决了国内具有熔速控制系统的电渣炉设备依赖进口的问题,推动了电渣冶金和电渣熔速控制技术的发展.     

Effects of B segregation on Mo-rich phase precipitation in S31254 super-austenitic stainless steels: Experimental and first-principles study

Precipitation in super-austenitic stainless steels will significantly affect their corrosion resistance and hot workability. The effects of Cr and Mo on precipitation behaviors were mainly achieved by affecting the driving force for precipitation, especially Mo has a more substantial promotion effect on the formation of the σ phase than Cr. In the present study, B addition to the S31254 super-austenitic stainless steels shows an excellent ability to inhibit precipitation. The effect of B on the precipitation behaviors was investigated by microstructure characterization and theoretical calculations. The experimental observation shows that the small addition of B inhibits the formation of the σ phase along grain boundaries and changes from continuous to intermittent distribution. Moreover, the inhibitory effect increased obviously with the increase of B content. The influence of B addition was theoretically analyzed from the atomic level, and the calculation results demonstrate that B can inhibit the formation of σ phase precipitates by suppressing Mo migration to grain boundaries. It is found that B and Mo are inclined to segregate at Σ 5 and Σ 9 grain boundaries, with B showing the most severe grain boundary segregation tendency. While B distribution at the grain boundary before precipitation begins, the segregation of Mo and Cr will be restrained. Additionally, B's occupation will induce a high potential barrier, making it difficult for Mo to diffuse towards grain boundaries.     

电渣重熔1Mn18Cr18N护环钢补缩过程的温度变化规律

以电渣重熔准稳态过程的温度场为初始条件,采用ANSYS与CFX商业软件相结合的方法,研究分析了电渣重熔补缩过程中的温度分布,考察了无补缩操作、直线降流方式和阶梯降流方式三种条件下电渣锭热节的最终位置.结果表明:在无补缩操作条件下,电渣锭热节附近糊状区离渣-金界面的最远距离为162 mm,直线降流方式距离为130 mm,大阶梯降流方式距离为70 mm,而小阶梯降流方式的热节位置几乎保持不变.因此,阶梯降流方式更有利于1Mn18Cr18N护环钢电渣重熔补缩工艺的顺利进行.     

AOD前期含铬铁水去磷保铬的热力学分析

对AOD冶炼不锈钢的前期过程含铬铁水氧化脱磷进行了热力学分析,提出了在该过程实现去磷保铬的工艺措施,从而为三步法冶炼不锈钢全流程磷的控制提供了理论依据.     

电渣液态浇注空心钢锭的数值模拟

建立了电渣液态浇注空心钢锭体系三维准稳态数学模型,利用商业软件ANSYS与CFX进行顺序耦合求解,得到了电渣液态浇注空心钢锭过程的电场、磁场、温度场与流场.计算结果表明,由于采用了导电结晶器技术,渣池电位、焦耳热分布、磁场分布、流场分布与温度场分布等均有别于传统电渣重熔过程.渣池高温区位于外结晶器壁附近,远离渣金界面,最高温度为2 113 K.渣池流场存在两个漩涡,浮力为主要的驱动力,熔渣最大速度为0.068m.s-1.金属熔池呈浅平状,有利于提高空心钢锭的凝固质量.     

Na-βAl_2O_3基电化学探头测定铁液中的硫含量

通过制备Na-βAl_2O_3固体电解质,组装了下列电化学定硫电池Mo|Cr,Cr_2O_3|β-Al_2O_3|Na-βAl_2O_3|(Na_2S)|Fe-C(饱和)-[S]|C。其中以含低Na_2S活度的复合材料作辅助电极。实验测量表明,该电池具有良好的化学稳定性,特别是能克服硫化物固体电解质易氧化的缺点。而且可以连续使用长达30 min以上。得出了在1 500℃下电动势与硫含量的实验关系。     

真空脱气过程中钢水温降的理论分析

为了研究真空脱气过程中影响钢水温降的主要因素,从而找到对应的措施控制钢水温降,对VD过程的传热模式和传热机理进行了分析,根据国内某厂的实际情况,结合数值模拟方法分别得到了烘烤过程和LF加热过程中钢包温度场的变化,以LF结束时的温度值作为初始值对VD过程的温度场进行了模拟。根据模拟结果分别计算了渣面和钢水裸露面的热辐射、钢包衬蓄热、包壁和包底的传导散热和氩气吸热等因素造成的钢水散热量,对其影响程度进行了评估。通过计算发现,渣面、钢水裸露面的热辐射和包衬蓄热是造成VD过程钢水温降的主要因素,分别根据各个因素的影响特点提出了控制钢水温降的具体措施。     

用于汽车排气系统的15%Cr铁素体不锈钢的开发

开发了用于15%Cr汽车排气系统的铁素体不锈钢(FSSNEW),并对其室温力学性能、高温强度、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能进行了研究.研究结果表明,开发钢的室温强度高于T409L和SUS430J1L,具有良好的塑性,其成形性可满足深冲加工性能的要求;高温抗拉强度与屈服强度优于或基本相当于目前所使用的铁素体不锈钢的性能;高温抗氧化性、耐点腐蚀和晶间腐蚀性能明显优于T409L.     

电渣重熔304NG不锈钢脱氧热力学研究

以抽锭式电渣重熔304NG不锈钢用Ca F₂-Al₂O₃-Ca O-Mg O-Si O₂渣系为研究对象,基于分子离子共存理论(IMCT)和Wagner-Chipman模型进行脱氧热力学研究,分析不同脱氧制度对钢中O、Al、Si及渣中Fe O质量分数的影响。研究结果表明,在无脱氧剂条件下,钢中的Al、Si先后被渣中的Fe O氧化,平衡时Al的氧化率为61.3%、Si的氧化率为9.7%,而O的增加量为75.1%;当采用Al,Ca Si,Al+Ca Si脱氧时,渣中Fe O质量分数分别能降低至0.12%,0.24%,0.10%;与单独使用Al,Ca Si相比,Al+Ca Si复合脱氧剂不仅具有良好的氧势控制能力,而且钢中Al、Si相对于电极原始质量分数变化幅度较小;在电渣重熔过程中,钢中O的质量分数由Al-O平衡决定。