正交试验法研究模拟土壤溶液中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)对低碳钢腐蚀的影响

为了研究中性土壤中SO_(4)^(2-)、Cl^(-)和CO_(3)^(2-)3种离子对低碳钢腐蚀的影响,以中性土壤中3种阴离子的含量为基础,将3种离子作为实验因素,3种离子浓度作为水平,设计了正交试验。采用全浸实验,1 a后通过观测低碳钢的表面腐蚀形貌、分析腐蚀产物成分,并对腐蚀速率和点蚀深度进行极差分析。发现模拟土壤溶液中CO_(3)^(2-)含量低时,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH和γ-FeOOH,锈层松散易清除,低碳钢以整体腐蚀为主;CO_(3)^(2-)含量增高,低碳钢表面的腐蚀产物主要是Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH,锈层致密不易清除,低碳钢发生点蚀。在中性土壤模拟溶液中3种阴离子对低碳钢腐蚀失重速率的影响排序为:SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>CO_(3)^(2-),对低碳钢点蚀深度的影响排序为:CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)。中性土壤中,SO_(4)^(2-)对低碳钢的整体腐蚀影响最大,CO_(3)^(2-)对点蚀的影响最大。

工艺参数对球墨铸铁和低碳钢激光焊接的影响

为了提高球墨铸铁和低碳钢焊接接头力学性能,解决容易开裂的问题,采用激光焊接的方法对球墨铸铁和低碳钢进行焊接,研究了工艺参数对其焊接接头的组织和性能影响。结果表明,随着激光功率逐渐增加或焊接速率的逐渐变缓,试验件抗拉强度呈现出先增大后减小的变化趋势;当焊接功率为4250 W和焊接速率为2.4 m/min时,试样件焊接接头的强度处于极值400 MPa;在球墨铸铁侧热影响区内形成3种壳体结构(双壳结构、单壳结构和无核结构);焊缝区组织主要由树枝晶组织、少量的马氏体和莱氏体组织构成;焊缝区存在微裂纹,通过添加镍基材料可获得无裂纹焊缝,并提升抗拉强度约40 MPa,达到母材的95%。该研究对后续球墨铸铁与低碳钢高功率激光焊接工艺优化是有帮助的。

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在低碳钢铁冶金行业的应用

激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)是一种基于激光等离子体的发射光谱技术,具有样品制备简单,分析迅速,多元素同时分析,现场在线和远程分析等独特优势,已在钢铁冶金领域取得了越来越广泛的应用与发展。综述了近年来LIBS技术在钢铁冶金领域的应用研究进展,从冶金生产的全流程进行介绍,包括矿石、熔融钢水/铁水、钢铁产品及炉渣和废气分析。同时,还总结了LIBS技术在钢铁冶金领域应用的优点和缺点,并对该技术的应用前景及未来发展方向进行展望。

基于钛质铆钉的低碳钢/钛电阻单元焊接接头的组织与性能

以钛质铆钉作为单元件对2 mm厚的钛和Q235低碳钢板进行电阻单元焊。利用扫描电镜观察接头中各区域的微观组织结构,分析了焊接参数对接头抗剪载荷和十字抗拉载荷的影响。结果表明:低碳钢/钛电阻单元焊接接头的抗剪载荷与十字抗拉载荷随焊接电流、焊接时间的增加而呈现先增大后减小的趋势。当铆钉腿径为8 mm、焊接时间为300 ms、焊接电流为12 kA时,接头的抗剪载荷与十字抗拉载荷分别为11.26和7.39 kN。采用电阻单元焊焊接低碳钢/钛时,铆钉的腿径在4~8 mm范围内,所用铆钉的腿径越大,适焊窗口越宽。

一种考虑球体变形的钨球侵彻低碳钢深度计算模型

为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响,对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究,得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球形空腔膨胀阻力模型相结合,建立钨球变形侵彻深度计算模型。对比不同撞击速度下钨球变形侵彻模型、刚性侵彻模型的计算结果。对比结果表明,变形侵彻模型能够更加准确地计算钨球对半无限靶的侵彻深度,计算结果与试验相比最大误差20%(正误差15%,负误差5%),精度较刚性侵彻模型提升42.86%。

奥氏体转变温度以上变形时应变速率对低碳钢动态软化行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机,将一低碳微合金钢在Ac3温度以上(950℃)进行了4种不同的应变速率(10、7、3、1 s^(-1))的压缩变形,然后淬火处理。对高温变形的应力应变曲线用双微分法进行变换,发现材料变形过程中主要有两种软化机制,分别为动态相变和动态再结晶,随变形速率的增加,材料发生软化的两个临界应力呈线性升高的趋势;两个临界应变则随应变速率变化不大。用金相显微镜观察观察了材料淬火后的金相组织,发现材料内的Widmanstätten铁素体板条宽度随应变速率的增加而逐渐变细,多边形铁素体的数目随应变速率的增加而增加;Widmanstätten铁素体板条一般为平行或垂直关系,而垂直关系的Widmanstätten铁素体板条并不呈现严格的直角,而是偏离一定的角度。

新形势下我国低碳钢材需求分析与发展建议

在我国钢铁行业发展环境和消费需求的新变化和新形势下,绿色、低碳、高质量成为发展新主题,市场需求进入减量调整期,房地产领域消费需求快速下滑,但新兴产业需求明显增长,低碳消费成为市场新动能。根据我国低碳钢材发展现状和典型供给案例分析,结合国际、国内政策导向,判断低碳钢材在打破国际贸易壁垒、支撑“碳达峰”“碳中和”战略实施、引导消费升级等方面具有重要意义,但也存在碳足迹工作基础薄弱、低碳消费需求不足、标准体系亟待完善等问题;从政府、企业层面,针对未来低碳钢材的推广应用,提出有关建议。

减少冷轧低碳钢轧材表面夹杂缺陷实践

针对冷轧低碳钢轧材表面夹杂缺陷问题,分析主要原因是结晶器保护渣卷入钢水导致,采取优化保护渣理化性能,优化铸机拉速、水口浸入深度和氩气流量等措施后,降低了卷渣风险,冷轧低碳钢表面夹杂缺陷指数由4降至1,提高了产品表面质量。

150 mm×150 mm小方坯超低碳钢H1T生产实践

针对超低碳钢H1T传统的预处理-转炉-RH-大方坯连铸/模铸-开坯工艺生产成本高,以及连铸浇注过程中容易发生堵塞水口导致生产中断的问题,开发了150 mm×150 mm方坯连铸生产工艺,重点针对连铸水口结瘤堵塞进行工艺控制,并对生产过程中化学成分、渣系、夹杂物变化进行分析。工业生产表明,采用转炉出钢加铝脱氧、LF渣碱度>10,顶渣(FeO+MnO)≤2%,搅拌氩气流量>600 L/min确保脱硫、RH工序在65 Pa以下吹氧深脱碳、钢水钙处理等工艺优化,成功生产出超低碳钢H1T产品,并且连浇炉数达到10炉次。

提高低碳钢转炉终点命中率的工艺优化

针对国内某厂90 t转炉生产低碳钢时,脱碳前期溢渣严重、终点命中率低,且造渣料消耗大的问题,对转炉氧枪喷头、脱碳前期氧枪枪位、脱碳末期拉碳时间、造渣料加入量及方式和底吹工艺模式进行了优化。首先,调整了转炉氧枪喷头参数,使其拥有更好的搅拌效果;同时,调整氧枪前期枪位,将前期提枪压渣时间提前0.5 min,避免出现溢渣现象;其次,减少造渣料的加入量,根据原工艺的终点炉渣成分计算出其碱度和硫、磷分配比,确定适宜的碱度并计算出石灰的加入量;最后,将底吹流量由0.027 m^(3)/(t·min)增大至0.069 m^(3)/(t·min),同时延长吹炼后期压枪拉碳时间10~15 s,提高终点碳含量命中率。工业试验结果表明,新工艺终点温度命中率(t≥1630℃)提高8.96%,终点碳含量命中率(%C≤0.06%)提高24.91%,终点磷(ω(P)≤0.020%)和硫命中率(ω(S)≤0.020%)分别提升8.4%和17.32%;造渣料(石灰石和石灰)总量减少4.88 kg/t钢;同时冶炼时间缩短了0.5 min,提高了生产效率。

低碳钢淬火强化工艺在链传动行业的应用

低碳钢淬火后可得到低碳马氏体组织,具有高强度和良好的塑韧性匹配以及低的冷脆转变温度,同时还有缺口敏感性和过载敏感度较低、断裂韧性高、耐磨性强等优点。为了获得低碳马氏体,必须注意低碳钢材料的选择、淬火加热温度、保温时间、冷却介质和回火等工艺参数,并且结合具体实例确定了低碳马氏体在链传动零件中实际应用的可行性。

硅含量对火花放电原子发射光谱法测定超低碳钢中碳含量的影响

通过火花放电原子发射光谱法(以下简称光谱法)对不同合金成分的超低碳钢(w(C)≤0.003%)进行对比实验,发现不同硅含量的试样对光谱法检测碳含量的准确性存在显著性差异。过高的硅含量(w(C)≥0.8%)金相组织上的存在明显差异,光谱法检测碳值时碳检测值偏高。同时,高含量硅使得样品冷却过程中温度下降的速度减缓,增加析出物的量,析出物的量增加会使光谱蒸发过程中的蒸发能增加,也会使光谱法分析中碳值偏高。

表面纳米化对低碳钢耐腐蚀性能的影响及机制

采用表面机械研磨(SMAT)处理低碳钢材料,实现表面纳米化,探讨了表面纳米化对低碳钢耐腐蚀性的影响。结果表明,表面纳米化作用下,碳含量较低的低碳钢材料表面塑性变形较强烈,表面X射线衍射峰宽化较明显;对不同碳含量低碳钢进行表面纳米化处理,碳含量越低,处理后表面粗糙度越大、耐腐蚀性能越差。

铁素体区轧制低碳钢的显微组织和力学性能

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验研究了铁素体区终轧温度和卷取温度对低碳钢组织和力学性能的影响,并与奥氏体区和两相区轧制的钢进行了对比。结果表明:随着终轧温度的降低,热轧板晶粒尺寸先增大后减小,铁素体区轧制的热轧板组织均匀,{001}、{112}织构增强;随着卷取温度的升高,形变铁素体晶粒进一步回复、长大;当终轧温度为750℃、卷取温度为650℃时,铁素体区热轧、冷轧和退火的低碳钢板的显微组织均匀,屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均达到要求,塑性应变比略微降低。

低碳钢磁性热处理影响因素的实验研究与讨论

针对低碳钢磁性热处理理论,提出了新观点,认为在奥氏体区高温长时间保温对低碳钢磁性能影响不大,起关键作用的是两相区相变过程。根据新观点制订了新工艺,并通过实验验证了该观点的正确性。结果表明,新工艺时间只有原工艺时间的1/2,而磁性能仍保持与原工艺基本相同的水平。

铜合金与低碳钢异种材质焊接研究

将铝青铜粉末堆焊到低碳钢表面,调节不同焊接电流,利用金相、线扫描等方法对堆焊层金属的组织进行分析,并对堆焊层进行腐蚀试验。结果表明:铝青铜堆焊层在焊接电流为100~130A时,结合性良好;铝青铜堆焊层在3.5%NaCl溶液中具有良好的耐蚀性;当焊接电流为90A时,堆焊层金属耐蚀性最好,随着电流增大,耐蚀性逐渐变差。

焊接参数对A6061铝合金/Q235低碳钢焊接性能的影响

通过实验测试A6061铝合金与低碳钢焊接特性,分析了焊接区域显微组织及其成分,探讨焊接电流、焊接时间对熔核尺寸和焊接区抗剪力的影响。结果表明:焊接主要沿着铝合金进行,在低碳钢内金属熔融的现象不明显,在铝合金与低碳钢接合界面的反应层表现出高低不平的现象;焊接前后的铝合金和焊接区域中的物相都是由Al和Mg2Al3组成,衍射值出现了一定波动;熔核直径和焊接区域的最大抗剪力均随焊接时间和焊接电流的延长呈现出先增大后减小的变化规律,转折点发生在焊接时间150 ms和焊接电流25 k A时。

超低碳钢S含量成分超标的形成及控制

基于210 t转炉冶炼超低碳钢生产数据,对超低碳钢在冶炼过程中S含量超标的原因进行了深入分析研究,并提出了控制措施。结果表明:超低碳钢S含量超标主要是受石灰、轻烧白云石、废钢、铁块及铁水质量影响。据此提出在冶炼超低碳钢过程中,采取优化铁水Si含量、控制铁块加入量、加入自制废钢、提高石灰和轻烧白云石质量等方案,能最大限度地控制增S,有效解决了超低碳钢S含量超标问题,显著提高了成分合格率,保证了超低碳钢的稳定生产。

方坯冶炼超低碳钢中包氧含量控制生产实践

针对方坯生产超低碳钢钢水可浇性差和铸坯皮下气泡问题,对水口堵塞物进行分析,结果表明结瘤产物主要为Al_(2)O_(3)。由于上述问题在中包氧含量低时发生频率较高,同时,依据超低碳钢皮下气泡产生原理,中包氧含量高的钢水在凝固时会产生CO气泡,结合生产经验,得出中包氧含量的稳定控制是解决这两类问题的关键。分析了精炼和连铸过程的钢水、钢渣氧化性对中包氧的影响,采取以下控制措施:熔渣FeO质量分数在10%左右;LF炉离站氧质量分数控制在0.0300%~0.0450%,RH离站氧质量分数控制在0.0008%~0.0015%;缩短静置时间、连铸过程保护浇注;中包氧质量分数控制稳定在0.0025%~0.0045%。通过以上措施,单包连浇炉数提高至5炉,同时铸坯表面皮下气泡问题得到有效控制。

供冷轧低碳钢氧化铁皮形成因素分析及控制措施

供冷轧低碳类产品表面氧化铁皮缺陷是热轧生产过程中常见且重要的问题之一,也是困扰热轧工序的第一大质量难题。本文对供冷轧低碳类产品氧化铁皮成因进行深入探讨,结合本钢2300热轧机组实际情况,通过优化轧制温度、高压水除鳞压力、水嘴布置、冷轧拉矫延伸率等一系列关键参数,有效降低了供冷轧低碳钢表面氧化铁皮缺陷的发生概率。