轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制

研究了轴承钢生产中各因素对钢中D类夹杂物形成的影响.对国内某特殊钢厂轴承钢中夹杂物进行了检验分析,发现钢中D类夹杂物存在多种形式;通过感应炉重熔实验,发现钢中Al含量对夹杂物的影响很大,Al过量,在MgO炉衬条件下,会大量生成MgO·Al2O3;当钢中Ca含量较高时,夹杂物全部变性为球状钙铝酸盐.研究表明,控制钢水中Ca、Mg和Al成分,是控制D类夹杂的重要手段.通过工厂试验证明,特定炉渣改性和成分优化对D类夹杂物有一定的改善作用.     

电流强度对电渣重熔304不锈钢中夹杂物特征的影响

利用实验室规模电渣炉在大气气氛下重熔304不锈钢,考察了不同电流强度(1500、1800、2100A)下电渣锭中夹杂物的特征及全氧含量、硫含量变化,并对钢中硫化物的析出行为进行了热力学分析。结果表明,电渣重熔过程可以有效去除钢中的夹杂物,但随着电流强度的增大,电渣锭的全氧含量和硫含量增加,夹杂物数密度及尺寸增大,电渣锭的洁净度恶化。当电流强度较低(1500A)时,电渣锭中夹杂物主要是以氧化铝为核心、外表裹有硫化物的双层结构,未发现单个的(Mn,Cr)S夹杂;而1800A和2100A重熔时,电渣锭中不仅有以Al-Si-Ca-Ti-Cr-Mn氧化物为核心、外围包裹着(Mn,Cr)S的双层结构夹杂,而且由于电渣锭中硫含量高和凝固过程中残余液相中溶质的富集,其中还有单个(Mn,Cr)S夹杂物存在。本试验条件下,在1500A下重熔更有利于提高304不锈钢电渣锭的洁净度。     

电渣重熔与连铸轴承钢中的夹杂物

研究了电渣熔前后钢中氧及夹杂物的变化。结果表明，用电渣重熔工艺生产同承钢，虽然氧含量比连铸钢高，但其大颗粒夹杂物数量少，尺寸较小，分布均匀，因此疲劳寿命高。     

LF精炼钢中氧化物夹杂的控制

理论总结分析LF精炼过程中氧化物夹杂的控制途径.从脱氧、炉渣精炼、底吹氩和钙处理等工艺研究分析钢中夹杂物的产生、去除与形态变化,来达到减少钢中夹杂物总量,改变夹杂物形态,减少夹杂物对钢的危害.     

钙处理钢水中非金属夹杂物的形态

通过理论计算和真空感应炉中钢水钙处理试验，研究了钙处理地钢中非金属夹杂物形态的影响。试验结果与理论计算基本一致。     

电渣重熔对42 CrMo 钢中夹杂物的影响及 CCT 曲线研究

采用BX51M型金相显微镜和和Image Pro-Plus软件研究电渣重熔后优化成分的42CrMo钢中非金属夹杂物情况,并在Gleeble3000热模拟机上测定其连续冷却相转变( CCT)曲线.研究结果表明：电渣重熔后明显减少钢中夹杂物的数目,改善钢中夹杂物的尺寸,夹杂物去除率达到71.90%;同时根据热膨胀曲线和金相组织绘制出42CrMo钢的CCT曲线,冷却速度较低时组织为铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速度较大时组织为马氏体和少量贝氏体.     

重轨钢采用RH和VD精炼的对比研究

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析。在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区。 RH精炼后渣中MgO含量明显升高,夹杂物成分也比较分散,可能是耐火材料尤其是插入管喷补料脱落导致外来夹杂物增多,而VD精炼后渣中MgO含量变化不大,夹杂物成分相对集中。建议采用RH精炼时,应提高耐火材料质量,减少插入管喷补次数,采用VD精炼时,应适当减少石灰加入量,降低渣中碱度并延长真空处理时间。     

RH真空处理GCr15轴承钢中全氧及显微夹杂物的行为研究

针对RH工艺生产轴承钢,通过现场试验研究了RH真空处理时间对钢中全氧和显微夹杂物的影响.试验结果表明,延长RH真空时间可以进一步降低钢中全氧和显微夹杂物的数量,RH脱氧主要是通过显微夹杂物的去除,全氧与显微夹杂物随时间的变化关系基本一致;真空处理25min可使钢液中全氧和显微夹杂降低约60%,比14min时多降低约13%,并得出邢钢轴承钢生产条件下,RH精炼过程钢液的表观脱氧速度系数为-0.036min-1;工艺优化后147炉轴承钢产品的平均全氧为6.7×10-6.     

DDQ钢连铸坯洁净度

采用金相观测、扫描电镜、电子探针等方法,研究了某钢厂DDQ钢连铸坯的洁净度,对铸坯中夹杂物的数量、粒径、分布、形貌及组成等进行了讨论。研究结果表明,该DDQ钢连铸坯中w(O)<14×10-6、w(N)=18×10-6,P、S含量低,没有进行钙处理及真空处理;夹杂物大部分在4μm以下,数量少且分布均匀;夹杂物纯Al2O3居多,有MnS夹杂及以Al2O3为中心的外面是MnS的复合夹杂。     

DDQ钢连铸坯洁净度

采用金相观测、扫描电镜、电子探针等方法,研究了某钢厂DDQ钢连铸坯的洁净度,对铸坯中夹杂物的数量、粒径、分布、形貌及组成等进行了讨论。研究结果表明,该DDQ钢连铸坯中w(O)<14×10-6、w(N)=18×10-6,P、S含量低,没有进行钙处理及真空处理;夹杂物大部分在4μm以下,数量少且分布均匀;夹杂物纯Al2O3居多,有MnS夹杂及以Al2O3为中心的外面是MnS的复合夹杂。     

易切削结构钢中非金属夹杂物与切削性能的相关性

本文以钙硫系易切削结构钢为主要研究对象,借助于定量图像分析仪、电子探针、扫描电镜等仪器和设备,探讨了钢中非金属夹杂物与钢切削性能的相关性。研究钢中非金属夹杂物尺寸对刀具寿命的影响,结果表明:本试验条件下夹杂物对刀具寿命的临界影响尺寸为8μm。还研究了非金属夹杂物的间距、均匀性及数量对刀具寿命的影响。 最后,建立了描述非金属夹杂物特征参数与刀具寿命关系的数学模型。 试验表明,刀具寿命(T)主要受钢中非金属夹杂物有效颗粒数(Ne)和分布均匀度(H)的影响。     

帘线钢盘条中大颗粒钛夹杂成因分析

在实验室用真空感应炉将从生产现场取回的帘线钢铸坯样进行重熔,并在重熔过程中加入人工制备的尺寸为50~74μm和100~180μm的氮化钛颗粒,来模拟外来钛夹杂颗粒在钢液中的溶解行为.同时结合氮化钛颗粒的溶解动力学模型,就帘线钢盘条中检测到的大颗粒钛夹杂的成因作简要分析.氮化钛颗粒在钢液中溶解的动力学计算表明,尺寸为180μm的氮化钛颗粒在钢液中完全溶解的时间仅为数秒钟.重熔后钢样中检测到的钛夹杂形状规则,主要来自钢液凝固过程中形核析出,而非外加但仍未完全溶解的氮化钛颗粒的残留.由此推测盘条中检测到的大颗粒钛夹杂,最有可能来自连铸保护渣.     

RH精炼钢中全氧量变化与操作改进

为了使钢中全氧量控制在一个适当的水平,在武钢炼钢总厂RH真空脱气装置对低碳、超低碳钢进行了脱氧净化试验.结果表明,影响全氧去除的因素按作用高低依次是出钢溶解氧水平,溶解氧与钢包渣的交互作用,钢包渣,和真空处理净化时间.通过改进工艺生产了全氧量≤10×10-6,非金属夹杂物尺寸<10μm的清洁钢水,建立了一个钢包内钢水全氧浓度随时间变化的新方程,该方程考虑了全氧的表观平衡含量及环流、扩散传质对去除氧化物夹杂速率的影响.     

易切削钢中夹杂物的纳米压痕表征

利用纳米压痕技术对钢中BN、MnS、Al2O3、TiN等夹杂物进行纳米压痕表征,详细讨论了BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用,并分析了纳米压痕表征及宏观硬度测量的误差.研究表明:铸态BN夹杂物硬度低于MnS夹杂物,锻造态BN夹杂物硬度高于MnS夹杂物,三者均远低于钢基体;铸态与锻造态BN夹杂物均能在钢中起到应力集中源、润滑及包裹硬质点的作用,改善钢的切削性能;纳米压痕表征及宏观硬度测量均存在一定的误差.     

高级别船板钢炉外精炼过程洁净度研究

为了研究采用BOF-LF-RH-CC工艺生产的A32船板钢洁净度水平,进行了三炉工业实验.通过对冶炼过程系统取样分析,研究了钢中总氧、氮含量变化,夹杂物的转变规律及机理.结果表明:该工艺生产的船板钢有较高的洁净度,中包总氧控制在2×10-5以下,氮含量控制在4×10-5以下;LF精炼过程中,钢中总氧、夹杂物数量密度和平均尺寸均降低,夹杂物转变为Ca O-Mg O-Al2O3三元系;RH精炼过程中,钢中总氧和夹杂物数量密度降低,而夹杂物平均尺寸升高;钙处理过程中,夹杂物数量密度升高,而夹杂物平均尺寸降低,夹杂物转变为Ca O-Al2O3-Ca S三元系.     

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.     

镁和钙基复合脱硫剂的实验研究与应用

在真空感应炉中对Mg,Ca基合金进行系列脱硫实验,对试样进行化学成分分析,对夹杂物进行金相分析和电镜观察. 并对5种不同的合金处理的钢样采集必要的数据进行对比.结果表明,含镁钙铁合金都具有较高脱硫率,夹杂物指数以SiCaBaMg处理效果较佳.Mg,Ca基合金同时具有使夹杂物变性的功能,从而改善夹杂物在钢基体中的形貌和分布.     

中间包内钢液经石灰过滤器后的清洁度

通过工业试验研究了中间包内安装石灰过滤器后钢液中夹杂物的行为，工业试验表明，采用石灰过滤器后，钢中夹杂物平均降低２０％，在此基础上建立了中间包安装过滤器后网中夹杂物的去除模型，模型计算结果与试验值基本符合。     

低真空对电渣重熔工艺和铸锭质量的影响

脱氧和夹杂物控制是电渣重熔钢锭质量提升的关键.分别在氩气保护的常压和低真空(10 kPa)条件下重熔H13电极,结合热力学计算,分析了低真空对电渣重熔工艺过程和铸锭质量的影响.结果表明,相比常压,低真空条件下渣池含气率升高,熔速波动更剧烈,所得电渣锭表面质量较差.常压和低真空条件制得电渣锭中总w_O分别为24×10^-6和18×10^-6,碳脱氧反应随压力降低而加强,并逐渐取代铝脱氧.相比Al-O平衡,10 kPa条件下与电极中w_C平衡的溶解w_O更低,因而能够进一步降低钢锭中w_O.碳脱氧产物是CO气体,不会引入新的夹杂物.常压和低真空条件制得电渣锭中夹杂物的类型没有明显区别,最大夹杂物尺寸从14.9μm分别减小到10.5μm和8.3μm,等效直径小于3μm的夹杂物检出比分别为63.85%和75.91%.低真空条件能够进一步细化夹杂物,提高钢锭洁净度.     

电渣重熔连续定向凝固FGH96合金非金属夹杂物研究

本文通过真空感应熔炼＋惰性气氛保护电渣重熔连续定向凝固制备FGH96合金,对FGH96合金中的非金属夹杂物进行对比研究。结果表明,活泼元素Al、Ti、Zr、Ce、B等有轻微的烧损,主要元素含量都在合金要求的范围之内,氧含量略有降低,达到了真空熔炼的水平,氮含量有较大幅度的降低,主要存在两种类型的夹杂物,呈球形的夹杂物是Al、Ti、Mg的复合氧化物和TiN。图像统计分析结果表明,和传统电渣重熔相比,电渣重熔连续定向凝固工艺重熔后FGH96合金中的非金属夹杂物面积百分比、100个视场中的夹杂物个数降低了50%以上,夹杂物的最大尺寸由16μm降低到5.5μm,这主要是与熔池的形状、深度和结晶方式有较大关系,传统电渣重熔过程中金属熔池的形状是V字形,深度约占铸锭直径的50%左右,而电渣重熔连续定向凝固过程中形成的熔池呈扁平状,深度占直径10-20%。