15MnMoVNR钢硫化物及氧化物夹杂的研究

用光学金相及电子探针对15MnMoVNR钢非金属夹杂物进行了研究。发现在低的RE/S=(0.5～2)比值条件下,稀土元素能部份地改善硫化物形态,使球状、粒状及条状硫化物共存于钢中。电子探针分析证实,除个别情况外,粒状硫化物均为稀土硫化物(RE)_2S_3,且不含Mn、Mo、V等元素;而长条状硫化物则为MnS,而不含RE及Mo、V等元素。氧化物夹杂均为稀土氧化物。文中还讨论了夹杂物形态对钢性能的影响。为进一步改善钢的横向塑韧性,有必要提高钢中稀土元素的实际含量。     

科技成果选载

特殊钢中稀土处理技术的开发研究是“七五”国家重点科技攻关项目。经过大量试验研究,产品试制与用户考核,完成了攻关目标,研究成果达到国际先进水平。 我校主要承担稀土作用规律及机理研究,采用实验室研究和生产试验相结合研究方法,对特殊钢中稀土净化钢液作用与最佳控制,稀土夹杂物形成规律与预测,稀土对硫化物变质作用及韧塑性影响,稀土对氧化物夹杂变质作用及疲劳性能影响和稀土在钢中微合金化作用     

不同稀土、硫含量重轨钢的组织与性能

研究了具有不同稀土、硫含量重轨钢的组织与性能·在低硫重轨钢中,稀土元素具有使硫化物夹杂改性、抑制先共析铁素体析出以及细化NbC析出相等作用·稀土的加入明显改善钢的纵向力学性能,当加入量为0.02%、钢中稀土硫比w(RE)/w(S)=157时,钢的强度、韧性及抗疲劳性能最佳·在高硫重轨钢中,稀土的加入可使硫化物明显改性,但对钢的纵向力学性能影响不明显·当稀土加入量相同时,高硫重轨钢的力学性能明显低于低硫重轨钢,这表明硫含量是影响重轨钢性能的重要因素·     

稀土对硫易切削奥氏体不锈钢切削性与耐蚀性的影响

本文研究了稀土对硫易切削奥氏体不锈钢切削性能及耐蚀性的影响,结果表明,由于稀土的加入,改变了硫化物的组成和形态,并显著降低了一些氧化物夹杂(Al_2O_3,SiO_2等)对切削性能的有害影响。当稀土和硫的加入量适宜时,不仅钢的切削加工性能得到显著改善,而且在H_2SO_4,HNO_3以及3％NaCl溶液中的耐蚀性也接近甚至优于基础钢。     

硫化物夹杂形态对硅锰钢冲击韧性的影响

针对硅锰钢履带板冲击韧性波动范围大、冲击韧性低这一生产中急待解决的问题,主要研究了硫化物夹杂对冲击性能的影响,发现硫化物的形态是影响冲击性能的主要因素。当钢中硫化物形态以球形、多角形的Ⅰ、Ⅲ为主时,钢的冲击性能良好;当钢中硫化物形态长务链形、网状的Ⅱ型析出时,将会对钢的冲击韧性产生不利的影响。硫化物的形态主要受钢中稀土残余含量的影响,当稀土残余含量ｗ（Ｒｅ）〉０．０４％、残余稀土与Ｓ含量的比值ｗ（     

添加剂对悬浮浇注钢夹杂物及力学性能的影响

研究了悬浮浇注钢坯时加入稀土、铝、锰等元素对钢中非金属夹杂物及钢坯力学性能的影响，结果表明，稀土、铝和锰均可有效地改善夹杂物的形态、尺寸和分布，使钢坯塑韧性提高，其中以稀土和铝的作用更为明显。它们在钢液中与氧反应，形成大量分散细小的氧化物颗粒，使夹杂物的有害作用降低。当稀土以一号稀土合金形式加入时，造成夹杂物偏差，使钢的力学性能恶化。     

低碳超级钢中氧硫氮的控制及其对钢组织性能的影响

对低碳超级钢ZJ330薄板坯连铸连轧过程中氧化物、硫化物析出进行了热力学分析 ,对钢中氧、硫、氮的控制及其对钢组织性能的影响进行了讨论 ,指出 :纳米级氧化物、硫化物析出导致铝镇静钢中晶粒细化 ,通过细晶强化和沉淀强化提高钢的强度 ;组织均匀、硫含量低及硫化物尺寸细小是钢力学性能各向同性的原因 ;钢中铝含量的最佳控制范围有待进一步研究     

稀土处理钢中夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响

分析了稀土处理钢中夹杂物的特征（夹杂物种类、尺寸分布和体积分数）对微观组织中针状铁素体形成的影响.结果表明,钢中夹杂物种类和体积分数对针状铁素体组织的形成非常重要.稀土氧化物（包含稀土氧硫化物）与铁素体具有低至1.9%的错配度降低针状铁素体在夹杂物表面的形核能垒,从而促使它在稀土氧化物上形核.反之,稀土硫化物与铁素体具有高达42.5%的错配度不能诱导生成针状铁素体组织.此外,微观组织中针状铁素体的体积分数随着夹杂物体积分数的增加而增大,当钢中夹杂物体积分数是9.5×10-4时其体积分数达到53%.     

稀土铈在重轨钢液中行为特性的模型

以重轨钢液为研究对象,建立可以定量描述稀土铈在重轨钢液中行为特性的热力学模型,利用该热力学模型,可以预测在不同洁净度条件下重轨钢液中稀土赋存状态及夹杂物组成的变化规律.结果表明:重轨钢液中初始氧质量分数的增大,有利于稀土氧化物和稀土氧硫化物的析出;钢液中初始硫质量分数的增大,有利于稀土硫化物和稀土氧硫化物的析出;1783 K温度条件下重轨钢液中Ce2O3夹杂析出的必要条件为钢中氧硫的活度比大于等于0.19,Ce2S3夹杂析出的必要条件为钢中氧硫的活度比小于等于0.39,CeS夹杂向Ce2O2S夹杂转变的条件为钢中氧硫的活度比在0.53~0.96之间;随着洁净度的提高,重轨钢液中溶解态稀土的质量...     

稀土对2Cr13不锈钢夹杂物的变质及对冲击韧性的影响

采用金相、扫描电镜和能谱等分析手段研究了稀土元素铈对2Cr13不锈钢中夹杂物的变质作用以及对冲击性能的影响.结果表明:稀土元素改善了2Cr13不锈钢夹杂物的形貌和大小,未加稀土的钢的断口是典型的解理断裂,加稀土后钢的断口是准解理+韧窝型,韧窝中出现的细小球状稀土硫氧化物夹杂是其转变的主要原因;加微量稀土元素铈的试样低温横向冲击性能比未加稀土的试样大幅度提高,-40℃时提高了54.55%.     

球状稀土夹杂物改善易切削钢切削性能机制的研究

通过自行设计的高温显微切削装置,在不同温度上对含有球状稀土硫化物夹杂的易切削钢进行了高温显微切削实验,观察到球状稀土硫化物夹杂在显微孔洞扩展过程中发生滚动。通过分析认为,在切屑形成过程中,球状夹杂物在显微孔洞中的滚动是改善易切削钢切削性能的重要因素之一。     

BOF—LF—RH—CC生产DH36船板钢洁净度

洁净度对船板钢的性能具有重要作用.通过对BOF—LF—RH—CC流程生产DH36船板钢各工艺环节系统取样,采用多种分析方法分析夹杂物的形貌、尺寸、数量及组成,系统研究了D36生产过程中洁净度的衍变规律.研究表明,采用合理的优化工艺,BOF—LF—RH—CC生产的DH36钢水高洁净度较高,铸坯平均全氧为17.0#10-6,N为29.0#10-6,显微夹杂物6.8 mm-2,主要为尺寸<5μm的球形氧化物和硫化物复合夹杂,满足高级别船板钢的要求.     

稀土氧化物对结晶器保护渣理化性质的影响

针对在结晶器喂稀土过程中,稀土的氧化产物进入保护渣熔融层,影响和限制了保护渣冶金性能发挥的主要问题,系统测定了稀土氧化物对结晶器保护渣熔化温度、黏度和结晶温度的影响.结果表明,随稀土氧化物含量增加,保护渣熔化温度、黏度和结晶温度显著升高.保护渣中添加少量B2O3和Li2O作为新的助熔剂使用,可以显著削弱稀土氧化物对保护渣理化性能的影响.进而可以为开发成分和性能更为合理的新型稀土钢结晶器保护渣提供理论依据.     

炉渣中稀土氧化物活度的测定

用含稀土氧化物的渣进行电渣重熔,在有还原剂存在的情况下,可使部分稀土氧化物还原成稀土金属进入钢中。稀士进入钢中的量与渣中稀土氧化物的活度有关。关于渣中稀土氧化物活度测定工作做得很少。为了完善含稀土氧化物渣电渣重熔冶炼工艺,为确定合     

钢板劈裂原因的研究

中厚钢板产生劈裂的原因系连铸板坯在凝固时选份结晶，导致低熔点组元向板坯中心偏聚，形成了大量的符合氧化物夹杂，硫化物夹杂，或者渣系的直接混入，严重地破坏了钢基的连续性。净化钢液，改善板坯结晶状态．充分切除缩管，是避免产生劈裂的重要途径。     

氢还原—极谱法定硫

在600～900℃的温度范围内,用氢气还原—极谱分析法测定了碱土金属硫化物MgS、CaS和BaS以及稀土硫化物RB_2S_3与稀土硫氧化物RE_2O_2S被H_2还原时S的析出率,以寻求用H_2还原法分离钢铁试样中FeS与其它碱化物的条件。 在800℃时,各硫化物被H_2还原程度按以下顺序递减:FeS>MgS≥RE_2S_3>RE_2O_2S≥CaS≈BaS。     

钇基稀土对E36钢板显微组织及冲击性能的影响

运用扫描电镜及能谱等分析手段研究了钇基稀土对E36钢中夹杂物的变质作用以及对显微组织和冲击性能的影响.研究表明,钇基稀土改善了E36钢的显微组织,减少了珠光体的片间距和含量.加入钇基稀土后,E36钢的冲击断口由典型的解理断口变为准解理+韧窝型断口,韧窝中细小球状的稀土夹杂是其转变的主要原因.加入少量的钇基稀土显著改善了E36钢的冲击韧性,尤其是低温冲击性能.在-60℃情况下,E36Re钢的纵向冲击功较E36钢提高了33.5%,横向冲击功提高了113.7%.并且,钇基稀土显著改善了E36钢纵横向冲击性能的差异性,未加稀土E36钢的纵、横冲击比均大于1.70,-60℃条件下达到2.77,而E36Re钢的纵、横冲击比为1.51~1.73.     

添加稀土及喷钙处理对16Mn钢力学性能的影响

本文对普通16Mn钢、添加稀土的16Mn钢、喷钙处理的16Mn钢及经喷钙处理同时又添加稀土双重处理的16Mn钢的组织、性能进行了研究。结果表明,稀土和喷钙处理都能比较有效的脱硫,使冲击韧性增加,喷钙处理产生的夹杂比较细小均匀,但去气的效果不如稀土;经双重处理的试样,性能改善较大。     

Cu-P耐候钢中稀土对夹杂物和耐蚀性的影响

通过金相光学显微镜、JSM 6400扫描电镜及能谱仪对洁净度较好的两组试验耐候钢板坯进行分析观察,采用非水电解分离夹杂和ICP方法分析钢中固溶稀土含量·采用干 湿周浸室内加速试验方法对试验钢和对比A3钢进行了研究,测得了试验钢的腐蚀率·并用电化学方法测得了带锈样的极化曲线·研究得出试验稀土耐候钢中全氧在～0 002%,硫在～0 004%的水平时,稀土总含量为0 0065%～0 016%,可以保证长条硫化物基本变质,且随着稀土含量的增加钢的耐腐蚀性能逐步提高·全氧在0 002%～0 007%,硫在～0 008%的水平时,稀土总含量为0 005%～0 025%,可以保证长条硫化物基本变质·     

低温稀土硼共渗研究

研究了钢在加稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３,于低温（Ａ１相变点以下）下进行固体稀土硼共渗的工艺及渗层的组织与性能。探讨了稀土对低温渗硼的催渗作用。结果表明,低温稀土硼共渗,可使钢件表面获得实用的渗硼硬化层。与单一渗硼相比,稀土硼共渗后渗层的硬度、耐蚀性显著提高,而脆性明显下降。