超低氧车轮钢中TiN夹杂析出的热力学分析及控制

通过对高速车轮钢中TiN夹杂物析出进行热力学分析,得到了车轮钢的液相线和固相线温度及1873K时Ti、N的活度.对TiN生成反应和钢中Ti、N溶度积进行了计算.结果表明:TiN只能在固相中生成,但在本车轮钢Ti、N含量下,固相中也没有TiN生成的条件,只有在钢液凝固前沿,由于Ti、N在两相区的富集,TiN夹杂物的生成反应得以进行.因此,在生产中,适当提高连铸二冷的冷却速率,使钢液快速凝固,减少凝固前沿Ti、N的富集时间,可减少纯TiN的析出.对本实验车轮钢中TiN夹杂的检测结果进行计算分析可知,在正常生产时铸坯冷却速率条件下,将钢中Ti的质量分数控制在3.5×10-5以下、N的质量分数控制在3.1×10-5以下,理论上可以消除TiN夹杂物的析出,改善车轮钢的疲劳性能,提高车轮的使用寿命.     

低碳含硼钢中BN的析出行为

以硼质量分数为0.0045%、氮质量分数为0.0039%的低碳含硼钢为研究对象,通过对实验钢在凝固过程中BN析出和长大的热力学与动力学进行分析,并结合实验研究了冷却条件对BN析出与长大行为的影响.结果表明：由于溶质元素B和N在凝固前沿的微观偏析,只有当凝固前沿的固相率大于临界值0.981时,BN才能在凝固前沿析出;在凝固前沿随着固相率的增加,B和N均具有明显的偏析.当固相率接近于1时,硼在剩余液相中的实际含量远高于氮元素的含量,氮的扩散是BN长大的限制性环节;钢液冷却速率的变化对B和N元素的偏析无显著影响,而生成BN的尺寸随着钢液冷速的增加而显著减小.     

钛铁合金所含杂质对 Ti-IF 钢洁净度的影响

通过氧氮分析、SEM和EDS对Ti‐IF钢冶炼过程不同阶段钢液及铸坯进行分析,研究钛铁合金所含杂质对Ti‐IF钢洁净度的影响。结果表明,Ti‐IF钢冶炼过程添加FeTi70时,RH出站处钢液中的平均氮含量较添加FeT i30时增加值为8．86×10－6,铸坯平均氮含量较添加FeT i30时增加值为10．83×10－6,这是由于所用FeTi70合金中T（O）、N含量较高,这些在RH冶炼过程中较难去除的 O、N元素形成尺寸不同的含氧夹杂,其结果降低了T i‐IF钢洁净度。     

不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响

为控制钢液中氮含量,实验了两种不同脱氧方式:(Ⅰ)出钢过程加Al进行强脱氧;(Ⅱ)出钢时不加Al,加入Si--Mn合金进行弱脱氧,在LF进站再喂入Al线进行强脱氧.借助气体分析仪和扫描电镜对不同脱氧方式下钢中氧氮含量和夹杂物进行了分析.两种不同脱氧方式得到最终产品的全氧含量几乎一致,但方式(Ⅱ)对控制氮含量更为有利,可以使氮的质量分数降低约5×10-6;两种不同脱氧方式对最终产品中夹杂物的类型和尺寸影响不大,均为球状的CaS和CaO--MgO--Al2O3夹杂物.文中还推断出了采用Si--Mn弱脱氧时钢中夹杂物的生成过程.     

钙处理中间产物的形成及其对氧化铝夹杂的改性

通过观测钙处理前后夹杂物形貌和成分的变化,对钙处理效果、中间产物的形成及不同中间产物对氧化铝夹杂的改性路径进行了研究.结果表明,钙处理可将钢液中不规则固态夹杂改性为球形液态夹杂,并且各炉次夹杂物的改性程度不同.热力学分析表明,Als和S含量越高,氧化铝夹杂改性为液态的难度越大.钙处理后的短时间内,Ca S和CaO作为中间产物存在.通过建立中间产物生成的动力学模型,确定了生成不同中间产物的临界硫质量分数为11.1×10-6(钢液中溶解氧质量分数为4×10-6).由该模型结合结果分析,推断出不同中间产物对氧化铝的改性路径.     

钢包密闭喷粉脱硫脱氮的工业试验

通过在18t钢包上进行的钢包密闭喷粉脱硫脱氮新工艺的试验表明:第1阶段脱硫率达到50%,脱氮率达到30%;第2阶段脱硫率达到65%,脱氮率达到40%.该工艺钢液中硫质量分数为4×10,氮质量分数为12×10-6.     

轴承钢中TiN夹杂物的控制研究

研究了轴承钢中TiN夹杂物的形成热力学,以及钢中Ti和N的控制理论,并在某钢厂进行了GCr15轴承钢的生产实验.结果表明,在凝固过程中钢中Ti或N的含量越高,TiN夹杂物开始析出温度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能够有效降低钢中的Ti含量;采用低Ti铁水,初炼渣中的TiO2降到1.0%以下,能有效控制钢水中的Ti含量;采用低钛合成渣过程回钛量显著减少,钢中Ti含量由原来的37×10-6下降至30×10-6;优化改进精炼工艺和大包保护浇铸可以降低钢中N含量为33×10-6;降低凝固偏析,能降低TiN夹杂析出.     

谢氏宽漠王无机元素和氨基酸组分的测定与分析

对谢氏宽漠王的18种无机元素和18种氨基酸组分进行了分析测定,结果表明:该甲虫含有12种必需微量元素,在样品中的总质量分数达826.93×10-6;蛋白质在样品中的质量分数为49.88×10-2,其中必需氨基酸在蛋白质中的质量分数为0.501.亮氨酸、缬氨酸、甘氨酸、谷氨酸等含量十分丰富,缬氨酸含量突出,在样品中的质量分数高达10.32×10-2.本研究为谢氏宽漠王的组成成分研究提供了基本资料,为进一步探讨其利用价值提供参考.     

不同Al含量的310S耐热钢热轧加工后的组织和力学性能

通过压力机和热轧机对WS-4非自耗真空电弧炉熔炼制备的Al质量分数为0、2％、4％、6％的310S耐热钢进行开坯轧制,用光学金相显微镜观察金相组织,用EPMA-1600电子探针分析组织中各元素分布,结合EPMA能谱分析确定合金中的相组成,并测定室温拉伸性能.结果表明:随着Al含量的增加,钢中碳化物的数量明显减少,且形态逐渐由团聚状向颗粒状转变;部分Al元素以Al4 C3相的形式出现富集,且Al元素含量越高富集现象越严重;合金的屈服强度略有降低,Al质量分数为2％的合金具有最高的抗拉强度及延伸率.各成分合金的综合力学性能明显高于国家标准对热轧310S板材的要求.     

C和N含量对V微合金非调质钢静态再结晶量的影响

使用Gleeble-1500热/力模拟机,对四种V-N微合金非调质钢和一种非V-N微合金化对比钢进行了静态再结晶实验研究.研究结果表明:当钢中C质量分数为0.33%时,V-N微合金钢的静态再结晶要比未V-N微合金化的对比钢有明显滞后,尤以820～880℃温度范围内最为明显,因此钢中V析出物对道次间再结晶过程影响很大.进一步研究表明,V-N微合金非调质钢道次间静态再结晶量受C含量的影响并不呈简单线性关系:在760～880℃温度范围内,道次间静态再结晶量在钢中C质量分数为0.33%时均为极大值,而940℃下所有五种实验钢均完成了静态再结晶;钢中V析出物对道次间静态再结晶的影响机制相当复杂,与其析出时机关系很大.在此C含量下且V和Ti量均近似相同的V-N微合金实验钢中,发现当N质量分数从140×10-6增加到210×10-6时,该温度范围内道次间静态再结晶量下降14%～19%,N含量增加有明显抑制道次间静态再结晶的作用.     

增氮析氮法生成气泡去除钢液中显微非金属夹杂物

为了进一步完善增氮析氮法生成气泡去除钢液中显微非金属夹杂物技术，研究了真空处理时间、充氮压力、气体类型等因素对钢中全氧和显微非金属夹杂物的影响.结果表明：减压处理过程中，钢液中非金属夹杂物可为过饱和气体氮气形成气泡提供非均相形核核心；增氮析氮法可有效地降低钢中全氧，去除钢中显微非金属夹杂物；真空处理时间越长，钢中全氧和显微非金属夹杂物数量越低，当真空处理时间为30 min时钢中全氧去除率达到了81.6%，而且全氧质量分数最低达到7×10-6.     

KR-BOF-LF-CC生产汽车大梁钢LG510L洁净度的研究

通过氧氮分析、金相分析、大样电解法、扫描电镜及能谱分析等,研究采用KR-BOF-LF-CC工艺生产的汽车大梁钢LG510L的洁净度。结果表明,铸坯中平均T[O]和氮含量分别为29.20×10-6和38.80×10-6;钢中显微夹杂物和大型夹杂物数量都随着各工序的不断进行大体呈递减趋势;钙处理前主要显微夹杂物为Al2O3,经过钙处理后,夹杂物发生变性,主要为CaO-Al2O3;铸坯中大型夹杂物主要是SiO2和硅铝酸盐,来源于脱氧产物及其与耐火材料或炉渣反应的产物。     

镁对H13模具钢中夹杂物变性的影响简

本文研究了镁对H13模具钢中夹杂物的影响,对H13钢中夹杂物的变性进行了热力学计算,分析了镁对夹杂物成分、形貌和粒径分布的影响。结果表明,镁处理H13钢后,夹杂物由Al2 O3转变为MgO·Al2 O3,复合型夹杂物的析出位置也发生了改变,夹杂物粒径变小。镁处理使钢中1μm左右的夹杂物增多,2μm以上的夹杂物减少,随着镁含量的升高,粒径的变化更明显。铝质量分数为0．01％～0．03％的H13钢中,微量的镁就可促使MgO·Al2O3夹杂物形成,镁质量分数超过1×10^-4会导致H13钢中MgO·Al2O3完全消失,镁质量分数在3×10^-5～5．5×10^-5时钢液中镁铝尖晶石的数量达到最多。     

微量Ga对电容器阳极用铝箔组织及比电容的影响

采用X射线衍射定量检测含微量Ga高压电解电容器阳极用退火箔的立方织构,用金相显微镜及扫描电镜观察其显微组织,用图像分析软件分析腐蚀箔的腐蚀结构,研究了微量Ga对组织结构、腐蚀结构及比电容的影响.结果表明:Ga的质量分数由05×10-6提高至116×10-6时,铝箔的立方织构的体积分数略微下降,但在520V的比电容却由0662μF/cm2增加到0706μF/cm2;当Ga的质量分数增加至214×10-6时,显微组织及织构变化不明显,但比电容下降至0693μF/cm2.这是因为适当添加微量Ga能促进电化学腐蚀发孔,增加箔的表面积,提高其比电容;但Ga的质量分数高于116×10-6时,将增加箔的并孔数量,减少其表面积,导致比电容下降.     

硫质量分数对Ti-Zr脱氧E36钢中夹杂物的影响

为明确钢中硫质量分数对Ti-Zr脱氧的E36船板钢中夹杂物的影响,在1873K下,在MoSi2电阻炉上用70mm×100mmMgO坩埚开展了3炉E36钢炼钢实验.结果表明,Ti-Zr脱氧钢中夹杂物主要以含TiOx和ZrO2成分的外围包裹MnS的球形夹杂物为主,典型夹杂物为Al2O3-TiOx-MnS,MgO-SiO2-Al2O3,Al2O3-SiO2-TiOx-ZrO2,TiOx-SiO2-Al2O3-MnS等.随着硫质量分数的增加,小于10μm的夹杂物所占比例逐渐提高到99.5%,夹杂物平均直径由1.7μm增大到2.3μm,夹杂物中平均硫质量分数和单个夹杂物中MnS所占的面积百分比均增加,w[S]=0.0015%时面积比为0.15%,w[S]=0.011%时面积比达到0.72%.     

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.     

超低碳铝镇静钢冶炼过程氮含量的控制

针对企业冶炼超低碳铝镇静钢过程中增氮量高、波动大及控制不稳定的问题,采用工艺数据统计和现场取样的手段,系统梳理了冶炼过程钢液脱氮和增氮的主要环节和影响因素.转炉脱碳期和真空处理是脱氮的主要环节,碳氧期的总脱碳量高则终点氮含量低;转炉底吹N2/Ar切换点在吹炼70%以前对终点氮含量影响不大;VD在无氧条件下脱氮有利,RH则在有氧条件下脱氮有利.控制钢中溶解氧>200×10-6则出钢过程增氮可控制在5×10-6以下;炉料的氮带入是真空精炼环节增氮的重要因素,最高达11×10-6;采用密封垫+吹Ar的保护方式,增氮量最低为1×10-6.     

Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting process

Low residual-free-oxygen before final de-oxidation was beneficial to improving the cleanness of ultra-low-carbon steel. For ul-tra-low-carbon steel production, the coordinated control of carbon and oxygen is a precondition for achieving low residual oxygen during the Ruhrstahl Heraeus (RH) decarburization process. In this work, we studied the coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon steel during the basic oxygen furnace (BOF) endpoint and RH process using data statistics, multiple linear regressions, and thermodynamics computations. The results showed that the aluminum yield decreased linearly with increasing residual oxygen in liquid steel. When the mass ratio of free oxygen and carbon ([O]/[C]) in liquid steel before RH decarburization was maintained between 1.5 and 2.0 and the carbon range was from 0.030wt%to 0.040wt%, the residual oxygen after RH natural decarburization was low and easily controlled. To satisfy the re-quirement for RH decarburization, the carbon and free oxygen at the BOF endpoint should be controlled to be between 297 × 10?6 and 400 × 10?6 and between 574 × 10?6 and 775 × 10?6, respectively, with a temperature of 1695 to 1715°C and a furnace campaign of 1000 to 5000 heats.     

氧对Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体性能和显微组织的影响

研究了氧对Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z永磁体性能的影响,并借助SEM、EDS和TEM等方法分析了永磁体的显微组织变化,讨论了影响磁体性能的原因.结果表明:在氧含量不高时(质量分数＜0.32%)对磁性能的影响不明显,永磁体具有良好的磁性能;在0.32%～0.4%时,随氧含量的增加磁性能开始下降;氧含量大于0.4%后,磁性能急剧恶化;当大于0.7%后,磁性能基本消失.随着氧含量的增加,磁体的晶粒尺寸减小,以Sm2O3为主的白色析出物增多.非磁性相的增多和有效Sm含量的减少是影响磁性能的主要原因.