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.     

钢中大型非金属夹杂的分析工艺及设备研制

钢锭和连铸坯中的夹杂物,尤其是这些产品中大于50μm的大颗粒夹杂,虽然含量占整个夹杂总量1％(体积分数),但对成品材的危害最为严重,它直接影响成材率和产品性能。 大样电解是用于分析钢中大于50μm的非金属氧化物夹杂的一种重要方法。它的特点是:(1)采用的试样3～5公斤,便于捕集到大颗粒夹杂,试样代表性强。(2)采用物理方法分离夹杂物和碳化物,便于保存夹杂物的形态。(3)对夹杂物能进行定性,定量分析和粒度大小分级。这种方法适于研究钢在冶炼、浇注和凝固过程中夹杂物的行为和起源,以提供在工艺上改善钢的纯净度的方向。 它的主要技术特点是:本方法是由电解、淘洗、还原、磁选和粒度分级等步骤组成。 (1)电解试样尺寸为φ55×160mm,重3—5公斤。 (2)电解液为FeSO_4·7H_2O+FeCl_2+ZnCl_2。电解过程中具有pH值稳定的优点,电解液成本低。     

水平连铸管坯钢中的非金属夹杂物

针对衡钢"EAF-LF-VD-HCC"工艺生产的水平连铸管坯钢,通过运用金相显微镜、扫描电镜、EDAX能谱仪、电子探针、电解、示踪剂跟踪法等各种分析手段及方法,对LF处理前后,VD处理后,中间包钢水及连铸坯,重点是吊包钢水,中间包钢水和连铸坯所取试样中所含的显微夹杂物及大型夹杂物进行了研究.结果表明,管坯钢显微夹杂相对个数为16.1mm-2,大型夹杂物数量为214.6mg-kg-1.     

Q235连铸板坯中非金属夹杂物的分析

为了进一步提高产品质量,提高钢材的纯净度,采用了光学显微镜、扫描电镜、x射线能谱仪以及电解称重法对威钢板坯连铸生产过程中非金属夹杂物的类型、数量、大小、组成及分布等进行了研究,并且讨论了目前生产工艺中非金属夹杂物的来源．结果表明：板坯的夹杂物主要是小于φ 10 um的球形硅酸盐夹杂物,有少量的多边形夹杂物;有单相的也有多相的夹杂物;在板坯厚度和宽度方向上都是在1／4和1／3位置处出现聚集．夹杂物主要是由于钢液脱氧产生的内生夹杂物．     

气瓶钢精炼过程中的MgO·Al_2O_3夹杂物

研究了EAF-LF-VD-CC流程冶炼气瓶钢30CrMo时精炼过程中含MgO.Al2O3夹杂物的生成和转化,对夹杂物进行了三维分析观察.研究结果表明:LF精炼30min后夹杂物中Mg含量减小,Ca含量增加,MgO.Al2O3夹杂物消失.LF精炼后期Mg含量变化不大,Ca含量减小,未出现MgO.Al2O3夹杂物;VD精炼过程中夹杂物中的Mg含量增加,Ca含量变化不大,重新生成了MgO.Al2O3夹杂物;精炼过程中MgO.Al2O3夹杂物可以向复合夹杂物转变的,但为防止精炼后期MgO.Al2O3夹杂物重新生成必须保证钢液中具有一定的钙含量.     

硬线钢夹杂物行为

针对唐钢硬线钢冶炼的现行工艺与条件,经过系统取样、综合分析对硬线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:铸坯总体积率为0.0625%.显微夹杂的数量平均值为16.66个/mm2,面积百分比为0.018%.铸坯中的显微夹杂是硫化物夹杂、硅酸盐夹杂物、氧化铝夹杂物.铸坯中大型夹杂物的平均值为31.5mg/10Kg.铸坯中主要的大型夹杂物是硅酸盐和铝酸盐,其次还包括少量的硫化物.铸坯中夹杂物主要来源于脱氧产物、保护渣和覆盖剂的卷入.     

硬线钢夹杂物行为

针对唐钢硬线钢冶炼的现行工艺与条件,经过系统取样、综合分析对硬线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:铸坯总体积率为0.0625%。显微夹杂的数量平均值为16.66个/mm2,面积百分比为0.018%。铸坯中的显微夹杂是硫化物夹杂、硅酸盐夹杂物、氧化铝夹杂物。铸坯中大型夹杂物的平均值为31.5mg/10Kg。铸坯中主要的大型夹杂物是硅酸盐和铝酸盐,其次还包括少量的硫化物。铸坯中夹杂物主要来源于脱氧产物、保护渣和覆盖剂的卷入。     

低氧特殊钢中大尺寸DS类夹杂物生成机理

为了探讨低氧特殊钢中大尺寸DS类夹杂物的生成机理,通过ASPEX PSEM explorer自动扫描电镜对比分析国内外低氧特殊钢试样中夹杂物特征(国内、外试样各两个),发现国内试样中夹杂物平均尺寸大于国外试样,夹杂物的最大尺寸则数倍于国外试样：国内试样中夹杂物的最大尺寸分别为24.9和13.1μm,国外试样分别为7.6和7.5μm.对比国内外特钢试样中大尺寸与小尺寸夹杂物可发现二者成分基本相同,推断大尺寸DS类夹杂物可能是细小夹杂物碰撞长大而形成.通过分析大尺寸夹杂物的可能来源,在实验室通过高温共聚焦激光扫描显微镜观察夹杂物在钢中固/液相界面处的行为.结果发现,总氧降低至7×10-6时,尺寸5μm以下的微细夹杂物可被固/液相界面所捕捉,并在固/液相界面处发生碰撞、聚集、长大而生成大尺寸(>12μm) DS类夹杂物.     

带过滤器中间包钢水内夹杂物行为的非稳态模拟

通过建立多相流数学模型对带有过滤器中间包钢水内夹杂物的运动轨迹及浇注过程中夹杂物去除率进行模拟研究.在某钢厂提取连铸过程中中间包入口及出口处钢样,对其进行大样电解得到夹杂物在钢水中所占的比例,验证了数学模型正确性,并分析浇注过程对夹杂物去除的影响.结果表明:穿过过滤器的夹杂物速率变小,停留时间增加,去除几率增加,过滤器可以提高夹杂物的去除率;对于粒径在100μm以上的夹杂物,其去除率在稳定后不再发生剧烈波动,但对于粒径小于80μm的夹杂物,其去除率在稳定后依然存在较大波动,浇注中后期20μm以下的夹杂物在出口处甚至出现了增加.夹杂物去除是一个非稳态过程.     

PM Rene 95合金中夹杂物的微观力学行为

采用人工植入Al2O3夹杂物的试样,通过SEM原位观察及非线性有限元分析,研究了在单轴拉伸条件下P/MRene95合金中夹杂物与基体的相互作用机理.结果表明,不同尺寸及位置的夹杂物对拉伸进程影响不同;夹杂物/基体界面的裂纹萌生及扩展取决于界面附近基体材料的应力状态.     

高压锅炉管钢P12铸锭中夹杂物分布解剖研究

分别采用解剖、总氧分析(T[O])、原位统计分析、金相显微镜统计分析和小样电解实验研究了16.8 t高压锅炉管钢P12铸锭中夹杂物的分布.发现在铸锭的上中部存在夹杂物数量较低的负偏聚区域,而在中心及尾部中心部位存在夹杂物数量较高的正偏聚区域.为了表征夹杂物的偏聚程度,提出了夹杂物偏聚指数的新概念.总氧分析和原位统计分析结果表明铸锭中下部氧化物夹杂物偏聚指数达到1.4～1.6,而在上中部氧化物夹杂物的偏聚指数为0.5～0.7.金相统计分析和小样电解实验可同时分析钢中氧化物和硫化物等夹杂,其分析结果表明铸锭上中部夹杂物的偏聚指数为0.7～0.8,铸锭中下部夹杂物的偏聚指数为1.15～1.35.铸锭中心及锭尾中心区域氧化物夹杂平均尺寸明显大于其他区域,表明大夹杂物在上浮过程中被结晶雨捕获并沉降到底部是铸坯中下部夹杂物偏聚的主要机制.     

津西H型钢冶炼过程中夹杂物行为

通过津西钢铁公司H型钢冶炼过程中全氧和氮含量的变化分析了其对H型钢质量的影响,钢中的大型夹杂物和显微夹杂物的类型、形态等.利用体积率法计算了钢中各类型夹杂物的分布情况.钢水一次脱氧不彻底,钢中T[O]高,造成夹杂物多,夹杂含量波动为裂纹的形成埋下隐患;由中间包到铸坯,夹杂物的去除率约为40%左右;大部分夹杂物来源并不单一;铸坯中显微夹杂粒径较小,0～10μm的夹杂占64%以上,而大于20μm的夹杂约占20%.     

德龙Q195连铸坯中显微夹杂物行为

针对德龙现行工艺条件,采取示踪剂追踪手段对Q195钢中显微夹杂物进行研究,通过金相显微镜观察铸坯中显微夹杂的形貌、数量、大小及分布,并通过扫描电镜确定夹杂物的化学成分.研究表明:铸坯中显微夹渣物以小于5μm的夹渣为主,约占91%.T[O]平均含量为21×10-6,显微夹杂总体积率为0.16%,铸坯中主要有主要有两种显微夹渣物,分别为MnS夹渣、球形钙铝酸盐夹渣.其中MnS夹渣约占铸坯中显微夹渣总数的62%,球形钙铝酸盐夹渣约占38%.     

GCr15轴承钢中MnS-Al_2O_3复合夹杂物析出行为

对于钢液铝脱氧精炼过程产生的Al_2O_3夹杂物严重影响钢的性能,而在钢液凝固过程中MnS夹杂物容易包裹着Al_2O_3夹杂物形成复合夹杂物,这种复合夹杂物改善钢材的性能有重要意义。通过场发射扫描电镜和能谱对国内某钢厂连铸坯中夹杂物形貌以及组成进行观察与分析,发现大量MnS包裹Al_2O_3复合夹杂物。同时通过理论热力学阐述MnS包裹Al_2O_3复合夹杂物的析出机理,计算得出:Al_2O_3夹杂物在钢液中形成,Mn S夹杂物在钢液凝固过程中形成,由于Al_2O_3夹杂物先析出,Mn S夹杂物可以在先析出的Al_2O_3夹杂物进行形核与长大,为钢中MnS包裹Al_2O_3复合夹杂物生成提供了理论依据。     

钢液铝脱氧早期形成的Al2O3夹杂

钢液铝脱氧过程产生的高熔点非金属夹杂物Al_2O_3对钢材性能危害较大,因此对其数量和尺寸控制变得十分重要。本文通过设计高温激光共聚焦显微镜实验对早期形成的Al_2O_3夹杂物进行研究,通过场发射扫描电镜FESEM和能谱EDS对高温激光共聚焦显微镜制备的试样中的夹杂物进行观察与分析,发现大量纳米尺寸Al_2O_3夹杂物,尺寸在100 nm以下。同时,研究了冷却速率对早期形成Al_2O_3夹杂物的影响,结果表明:冷却速率越大,夹杂物的数量越少,尺寸越细小。     

X70钢的清洁度在精炼与连铸过程中的变化

针对鞍钢炼钢厂"铁水预处理→LD→LF→VD→CC"X70生产流程,采用系统取样,综合分析的方法,对LF处理前后、VD处理前后、中间包、结晶器和铸坯中的T[O]、显微非金属夹杂物的类型、数量及尺寸分布进行了系统研究.研究结果表明:(1)铸坯中T[O]的平均值为17.33×10-6,铸坯中显微夹杂物数量为2.40mm-2;(2)LF处理前后钢水中显微非金属夹杂以长条及块状的Al2O3夹杂和球块状的硅酸盐夹杂为主,VD钙处理后,没有观察到纯的MnS夹杂与纯的Al2O3夹杂;(3)结晶器钢水、铸坯中有纯Al2O3夹杂再现;(4)钢中的氧化物及硫化物夹杂均没有达到完全变性的要求.     

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。     

55SiMnVB钢中非金属夹杂物及其对钢疲劳性能的影响

本文报导了通过光学金相及用扫描电镜对试样断口进行能谱分析等方法,对55SiMnVB 钢中存在的非金属夹杂物进行了形态研究和成分分析,确定了夹杂物的种类,然后又用图象分析仪分析计算了夹杂物的总量(%)以及其中塑性夹杂与脆性夹杂的含量(%)。并进一步探讨了非金属夹杂物对弹簧钢疲劳性能的影响。     

稀土在低合金易切削钢中的应用——20CrRES钢的研究

本文利用电子探针,Quantimet-720 自动图象分析仪及X 射线衍射等手段对稀土夹杂物的组成与形态进行了较为详细的观察和分析。结果表明,20Cr 钢中加入以 Ce为主的稀土元素改变了钢中夹杂物的组成及形态,从而大大提高了钢的切削加工性能,同时也保证了钢的机械性能及有关的工艺性能。在含 TiC 硬质合金刀具的表面上发现了稀土夹杂物的覆盖膜以及稀土夹杂物的包裹作用,这二者均为该钢易切化的重要机理。     

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.