北京延庆胡家营遗址出土铁器的科学分析

胡家营遗址出土的12件战国铁器是研究东周时期铜器文化特征、制作技术及与周边考古学文化相互关系等学术问题的重要资料.为进一步揭示该批铁器包含的科学信息,对其进行了金相组织鉴定、夹杂物分析和碳十四测定.结果显示,14个铁器样品中有6个是韧性铸铁、1个是共晶白口铁、1个是过共晶白口铁、6个是铸铁脱碳制品,包括3个熟铁,1个亚共析钢,1个过共析钢,还有一个样品是外部熟铁,内部过共析钢,且所有样品的制作工艺皆为铸造.碳十四测年数据显示的铁器年代为春秋战国时期.     

河南汉代铁器的金相普查

我国古代钢铁技术有重要的发现和独特的体系。考古发掘铁器的金相考察,是认识我国古代钢铁技术的重要手段。本文根据文物保护的要求,改进金相检验方法,对河南出土的302件铁器进行金相普查,其中有279件是汉代铁器。根据普查的结果,对汉代钢铁生产的产品类型、工艺技术和生产流程提出自己的看法;对古代生铁的冶铸、炒钢和锻造、脱碳铸铁和铸铁脱碳钢、展性铸铁及其球墨组织等问题进行初步的探讨。金相普查为深入研究汉代铁器创造了条件。     

感应电渣离心浇铸件中的夹杂物

对感应电渣离心浇铸件中的夹杂物进行了定性和定理分析,讨论了离心机转速对夹杂物形及分布的影响,并计算了感应电渣离心浇铸件中夹杂物的最大尺寸。结果表明：感应电渣离心浇件中硫化物夹杂含量低,分布均匀;氧化物夹杂含量较高,沿径向方向上存在一定的差异,从铸件外表面至内表面,夹杂物尺寸增大,面积分数增加;离心机转速提高,球形夹杂物比率增多,而锐角夹杂物比率减少;感应电渣离心浇铸件中夹杂物最大直径仅为６．６μｍ     

BOF-LF-CSP与BOF-渣洗-CSP工艺生产Q235B钢中夹杂物对比分析

采用金相显微镜对BOF-LF-CSP与BOF-渣洗-CSP工艺所生产Q235B钢中非金属夹杂物数量和组成进行对比分析。结果表明,两工艺过程中各粒径颗粒夹杂物在总体上均减少,且粒径越小,其趋势越加明显;两工艺夹杂物总去除量分别为73.5%和72.3%,其中大部分夹杂物在转炉终点至LF前阶段被去除。BOF-渣洗-CSP工艺中夹杂物以Al2O3、FeS·MnS、CaO为主。两工艺过程中夹杂物演变规律相似,出钢渣洗效果明显,由此表明BOF-渣洗-CSP工艺生产可行。     

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.     

基于X射线显微CT的合金钢中夹杂物的定量三维表征

夹杂物对钢铁的疲劳强度以及疲劳寿命均会产生影响，但是大块试样中的夹杂物情况无法直接用X射线显微计算机断层扫描(X射线显微CT)进行精确成像。为实现对大块试样中夹杂物的三维特征观察，采用非水溶液电解的方法获取大块试样中的夹杂物，利用扫描电镜对电解后的夹杂物进行观察和分析，将夹杂物聚合成为圆柱形样品，最后采用X射线显微CT对夹杂物进行三维扫描，得到了大块试样中夹杂物的三维信息，并对夹杂物的各项尺寸数据进行统计分析。该研究为获取大块钢铁试样中夹杂物的三维形貌提供了新思路。     

BOF-LF-CSP工艺低碳铝镇静钢精炼过程的夹杂物变化

对BOF-LF-CSP工艺生产低碳铝镇静钢精炼过程连续密集取样,运用ASPEX扫描电镜统计分析了夹杂物成分、尺寸分布和数量变化.发现喂铝线后夹杂物数密度和面积分数都急剧增加.精炼20 min至钙处理前软吹期间,夹杂物数密度变化不大,但夹杂物面积分数却明显下降.精炼结束时主要为含有少量CaO的MgO-Al2O3尖晶石类夹杂.钙处理后,夹杂物数密度和面积分数都有增加,主要为钙铝酸盐和由于喂入过量钙生成的CaS夹杂.     

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.     

不同钢包吹氩工艺对夹杂物去除效果的比较

通过对新钢改进钢包吹氩工艺后的钢样电解分析发现,改进后的钢包吹氩工艺对大型夹杂物平均去除率达到了34.3%,特别是对于直径大于300μm的大型夹杂物去除率达到100%.利用扫描电镜对所取金相试样进行了夹杂物分析,确定了钢液中夹杂物的类型主要有:硅酸盐和硫化锰.利用金相显微镜对金相样中的显微夹杂物进行统计分析发现,改进吹氩方案下各个粒径范围的显微夹杂物都有一定减少,由此表明改进吹氩方案对显微夹杂物的去除有显著效果.吹氩的合理与否将直接决定钢液中的大型夹杂物和显微夹杂物的去除率.     

EAF-LF(VD)-VT工艺生产曲拐用钢S34MnV的洁净度研究

针对EAF-LF(VD)-VC工艺生产的大型船用S34MnV曲拐探伤不合的问题,分别在电炉还原期、LF-VD精炼期、浇注和锻造后钢锭取样对钢中夹杂物进行了研究.结果表明,精炼期间大于15μm的夹杂物比例波动在1.65%～10.34%之间;钢锭横截面上凝固前沿的柱状晶截获夹杂物的几率不同,帽口中心部位大型夹杂物含量少于边部试样夹杂物含量为5.81mg/10kg;钢锭尾部中心部位夹杂物含量高于边部试样夹杂物含量为25.9mg/10kg;锻造钢锭中夹杂物富集严重,其中尾部DS类夹杂达到了4级以上.钢锭锻造后尾部含有大型夹杂物聚集部分不能完全切除是目前导致产品探伤不合的一个主要原因.     

LD-BAr-CC工艺生产低碳铝镇静钢纯净度研究

研究武汉钢铁股份有限公司炼钢总厂四分厂LD-BAr-CC工艺条件下生产的低碳铝镇静钢的纯净度,分析各工艺阶段钢中显微夹杂、大型夹杂以及全氧、氮含量的变化情况.结果表明,在该厂现行工艺条件下,采用吹氩工艺可明显降低钢中夹杂物含量和全氧含量,全氧含量从精炼前的109.30×10-6降至30.75×10-6.各工序中钢的显微夹杂物主要为Al2O3和SiO2,这是脱氧产物和钢液二次氧化产物在钢中的残留物;大型夹杂物主要是Al2O3、SiO2以及硅铝酸盐等复合夹杂,与浮渣的卷入有很大关系.     

BOF-LF-CSP工艺低碳铝镇静钢精炼过程的夹杂物变化

对BOF-LF-CSP工艺生产低碳铝镇静钢精炼过程连续密集取样,运用ASPEX扫描电镜统计分析了夹杂物成分、尺寸分布和数量变化.发现喂铝线后夹杂物数密度和面积分数都急剧增加.精炼20 min至钙处理前软吹期间,夹杂物数密度变化不大,但夹杂物面积分数却明显下降.精炼结束时主要为含有少量CaO的MgO-Al₂O₃尖晶石类夹杂.钙处理后,夹杂物数密度和面积分数都有增加,主要为钙铝酸盐和由于喂入过量钙生成的CaS夹杂.     

船板钢非金属夹杂物的行为

唐钢中厚板有限公司所生产的板坯探伤不合、表面裂纹很大程度上与夹杂物含量高有关。针对该公司生产的船板钢CCSD36冶炼的现行工艺与条件,利用实验室与现场实际结合的研究方法,对船板钢生产过程中非金属夹杂物类型、数量及分布进行了综合分析。研究表明：铸坯显微夹杂体积率平均为O．12％,显微夹杂数量平均值为33．18个／mm^2。铸坯中的显微夹杂主要是钙铝酸盐夹杂物、钙铝酸盐与CaS复合夹杂物和A1：0,夹杂物。铸坯中的大型夹杂物主要为钙铝酸盐和硅铝酸盐两类,其含量平均值为15．21mg／10kg。其夹杂物主要来源于脱氧产物与中间包覆盖剂的复合物,其次是与结晶器液面保护渣和钢包渣的复合物。     

冷镦钢非金属夹杂物行为

针对邢钢冶炼ML08Al冷镦钢的铁水预脱硫—顶底复吹转炉—LF精炼-连铸现行工艺与条件,经过系统取样、综合分析对冷镦钢生产过程中非金属夹杂物类型、来源、数量及分布进行了系统研究。研究表明:铸坯中T[O]的平均值为57.6×10-6;铸坯中显微夹杂物平均数量为41.4个/mm2,显微夹杂体积率为0.0485%,显微夹杂主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。铸坯中大型夹杂物的平均含量为30.7mg/10Kg,大型夹杂物也主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。夹杂物主要来源于脱氧产物、保护渣和覆盖剂,还有少量来自钢包、中间包内衬、喷涂料、喷补料和钢包打结料。     

渣洗对45^#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究。结果表明：渣洗工艺能够很好的对Al2O3夹杂进行变性处理。渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm^2、8.705个/mm^2、6.563个/mm^2、4.373个/mm^2,夹杂物去除效果好;非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍;经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72%,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响。     

洁净钢夹杂物形态控制

钢中夹杂物的性质主要决定于强脱氧元素的相对含量。为获得具有良好变形能力的塑性夹杂物,必须采用低铝铁合金合金化,然后用适宜组成的合成渣,通过渣-铜、夹杂物-钢之间建立的局部反应平衡控制钢液中强脱氧元素含量,达到控制夹杂物成分的目的。以弹簧钢为例,根据热力学理论．分析了炼钢工序中可能影响夹杂物组成的各种工艺因素,为夹杂物形态控制的实践提供理论依据。     

真空电弧炉重熔对去除滚珠钢中非金属夹杂物的影响

本文研究了滚珠钢（滚铬１５）在真空电弧炉重播前后各类非金属夹杂物含量的变化及电流密度、真空度、电极与坩锅截面比等主要工艺因素的影响。熔炼试验是在实验室２．５公斤真空电弧炉设备上进行的,夹杂物分析采用金相方法。为了进一步研究在重熔后钢中夹杂物的变化规律,也对钢锭中夹杂物的分布及熔池深度变化进行了测定。根据试验结果对滚球钢中夹杂物在重熔过程中的去除机理进行了初步的探讨与分析。     

渣洗对45#钢中夹杂物的影响

为了生产出低成本高质量的钢种,对唐钢公司采用转炉出钢渣洗工艺生产的45#钢进行了研究.结果表明:渣洗工艺能够很好的对A12O3夹杂进行变性处理.渣洗前后、中间包及铸坯中显微夹杂物含量分别为15.308个/mm2、8.705个/mm2、6.563个/mm2、4.373个/mm2,夹杂物去除效果好；非稳态铸坯中大型夹杂物含量为100.34mg/10kg,是稳态浇铸时夹杂物含量的2.37倍；经能谱分析知非稳态铸坯大型夹杂物中含K、Na结晶器示踪元素的夹杂物占到总量的72％,表明非稳态浇铸对钢液洁净度有很大影响,浇铸过程中应注意结晶器液面波动等非稳态因素对铸坯质量的影响.     

冷镦钢非金属夹杂物行为

针对邢钢冶炼ML08 Al冷镦钢的铁水预脱硫一项底复吹转炉-LF精炼-连铸现行工艺与条件,经过系统取样、综合分析对冷镦钢生产过程中非金属夹杂物类型、来源、数量及分布进行了系统研究。研究表明：铸坯中T[O]的平均值为57．6×10^-6;铸坯中显微夹杂物平均数量为41．4个／mm^2,显微夹杂体积率为0．0485％,显微夹杂主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。铸坯中大型夹杂物的平均含量为30．7mg／10Kg,大型夹杂物也主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。夹杂物主要来源于脱氧产物、保护渣和覆盖剂,还有少量来自钢包、中间包内衬、喷涂料、喷补料和钢包打结料。     

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。