稀土Ce含量对GCr15SiMn轴承钢冲击性能的影响

制备了不同Ce加入量的GCr15SiMn轴承钢,并对其冲击性能的变化及影响因素进行分析。结果表明:钢中MnS和Al2O3夹杂物在适量Ce的作用下变为球形或椭球形且尺寸较小的稀土夹杂物;稀土夹杂物的种类和数量随Ce含量的增加而增加,Ce加入过量后,夹杂物出现聚合长大导致其尺寸变大且形貌不规则;随着Ce含量的增加,试样的冲击性能先升高后降低,当Ce含量为0.016%时,直径3μm以下小尺寸夹杂物占比最多,夹杂物分布最弥散,且试验钢冲击性能最佳,比不加Ce时提高了173.7%,Ce含量过高时反而降低冲击性能。

帘线钢72A连铸坯的原位统计分布分析

为了更好地了解铸坯中元素偏析、疏松和夹杂物分布规律,采用金属原位分析仪对帘线钢72A连铸坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了铸坯中C、Si、Mn、P、S和Al元素分布规律,发现C、Si、Mn和P元素在铸坯中心都存在明显的偏析,且中心区域的偏析程度比边部严重。Mn元素含量的分布规律与C元素相似,在铸坯边部附近,C、Mn元素有明显的负偏析带,在铸坯中心区域元素出现了明显的正偏析带,整体上,Mn元素成分分布比C元素更均匀;比较这几种元素的成分分布,发现Si元素成分分布较均匀,而P元素成分分布较不均匀。帘线钢中Al、S元素基本上都以夹杂物的形式存在,两种元素分布规律极其相似,且中心夹杂物的含量明显比边部多。由于铸坯中心存在明显的缩孔,导致铸坯表观致密度下降,表观致密度为0.869 0。

改善六流中间包内流体流动特性的研究

通过六流方坯连铸中间包水模拟实验,研究了不同控流装置对其流动特性的影响。研究发现:中间包控流装置为原挡渣墙时,其控流效果较差。与原挡墙相比,中间包的控流装置改为新挡渣墙后,表征中间包流动特性的因素有了明显的改善。在新挡墙的基础上,对加稳流器和挡坝控流装置的控流效果进行了研究,发现加稳流器的控流装置极大地改善了中间包流体的流动特性。通过对比和分析几种优化实验方案对改善中间包流动特性的效果后,确定了最优方案。

特殊钢连铸大方坯内部质量问题研究现状

综述了几种典型特殊钢(轴承钢、弹簧钢等)大方坯的连铸技术,举例说明了低过热度浇注、电磁搅拌和轻压下技术的应用,对铸坯的内部质量的改善,以及铸坯内部微观偏析、宏观偏析与碳化物不均匀性的成因及改善措施,说明电磁搅拌和轻压下技术对于改善铸坯内部的偏析情况的重要意义。

铸坯热送热装工艺对加热炉能效的影响

为了探究热送热装工艺的节能优势,本文以某钢厂热送热装生产线为研究对象,通过测量铸坯温度、收集连铸坯生产参数,建立了铸坯在炉加热模型,利用有限元法计算了铸坯的温度云图分布和热量变化情况,比较了不同热履历铸坯在炉加热过程中的异同。同时,测量了不同装炉温度下的加热炉炉况,结合加热炉各段温度、空煤气流量、烟气流量等生产参数与铸坯吸热量的数值模拟计算结果,分析了不同装炉温度下加热炉的热平衡和燃耗。研究表明:相较于冷装,现有热装加热工艺可减少燃耗约11.81 kgce/t;通过调节生产节奏,解决了现有热送热装工艺存在的铸坯在炉时间过长的问题,优化后的工艺较冷装吨钢生产可节省燃耗约19.62 kgce/t。

八流方坯连铸中间包控流装置优化的水模研究

通过八流方坯连铸中间包水模实验,研究了不同控流装置对其流动特性的影响。研究表明:对比原挡墙,中间包的控流装置改为新挡渣墙后,表征中间包流动特性的流动特性因素有了明显的改善。在新挡墙的基础上,对稳流器和挡坝等控流装置关于控流效果的影响进行了实验研究,发现每个方案中的一个或者多个控流参数有利于进一步改善中间包的控流效果。通过对比和分析这几种控流方案对改善中间包内流体流动特性的效果,确定了最优方案。

B50A789G叶片钢热变形行为研究

使用Gleeble-3800热模拟试验机对B50A789G叶片钢进行等温热压缩试验,应变速率选择0.01~10 s^(-1),变形温度选择950~1200℃。基于Arrhenius模型构建了本构方程,采用动态材料模型构建了热加工图。由热加工图和变形后的组织获得了热加工窗口。结果表明:适合于B50A789G叶片钢最优的热加工区域为变形温度1000~1050℃、应变速率0.01~10 s^(-1)以及变形温度1150~1200℃、应变速率1~10 s^(-1),该区域下组织能发生完全动态再结晶,且原奥氏体晶粒尺寸分布均匀且细小,有利于实现材料组织均匀化、细晶化,为B50A789G叶片钢工业化应用提供支撑。

钢锭中缩孔与缩松缺陷的研究现状及进展

近几十年来,研究者对钢锭铸造过程中缩松和缩孔缺陷进行了预测和控制研究。阐述了钢锭中缩松和缩孔缺陷分布形式和形成机理,总结了多种预测缩松、缩孔分布的判据,介绍了缩松、缩孔缺陷的控制措施。对钢锭缩松、缩孔形成判据的发展进行了展望,并对缩松、缩孔缺陷的控制难题进行了归纳。

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相的热力学计算与试验分析

利用Thermo-Calc热力学软件计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中各个元素在成分范围内均为中值时的平衡相图,同时计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中碳、铬、钼、铌、氮元素含量变化时的平衡相图,以此分析钢中主要平衡析出相和合金元素含量对析出相析出行为的影响。为验证热力学计算的可靠性,采用XRD、SEM及TEM等分析方法对热处理后的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相类型进行了试验验证。结果表明,钢中的平衡析出相为MX相、M_(23)C_(6)、M_(6)C、Z相和Laves相。在热力学平衡条件下,MX相在850℃转化为Z相,M_(6)C在787℃转化为Laves相。但是在实际热处理过程,由于保温时间较短且冷却速度较快,上述转化过程不会发生,所以钢中主要析出相为MX相、M_(23)C_(6)和M_(6)C。平衡析出相种类与相分析的试验结果基本一致。MX相存在大尺寸的一次MX相和细小弥散的MX相,MX相主要受铌、氮元素影响,其析出量随氮含量升高而升高,析出温度随铌含量升高而升高;M_(23)C_(6)相的析出温度随碳含量增加而升高,析出量也随之升高;M_(6)C的析出温度随铬含量增加而降低,随钼含量增加而升高;在成分范围内,元素控制原则为增加碳含量以增加M_(23)C_(6)的析出强化作用,减少铬含量以避免热加工时进入δ-Fe相区,减少钼含量以降低Laves相析出倾向,减少铌含量以降低一次MX相的析出温度,氮含量需要采取中间量以减少一次MX相析出,增加低温阶段细小弥散的MX相析出。

钢锭铸造过程中宏观偏析的研究进展

宏观偏析现象普遍存在于铸造合金凝固过程中,直接影响材料的使用性能。近几十年来,研究工作者们对铸造过程中合金元素的宏观偏析进行了预测和控制研究,其目的是使钢锭中溶质元素的分布尽可能均匀。阐述了钢锭宏观偏析分布形式、形成机理和影响因素,详细地总结了宏观偏析数学模型的发展,介绍了钢锭宏观偏析的控制措施。最后,对铸锭宏观偏析数学模型开发和控制提出了新的发展方向。

八流一体式中间包的钢液流动特性分析

以单流中间包停留时间分布曲线(RTD曲线)组合模型为基础,充分考虑中间包各流流量对流动特性的影响,提出一个适合多流中间包的RTD曲线分析模型。该模型使中间包各流所对应的短路流、活塞流、混合区及死区的体积分数之和为100%,有效避免了传统组合模型所导致的各流股对应区域的体积分数之和偏大(超过100%)的情况,使之符合客观物理现实。模型选用短路流、活塞流、混合区及死区体积分数的标准差,进行各流流动一致性判断。以此为理论依据,采用水模拟实验,结合正交设计实验方法,确定八流一体式中间包控流装置的最佳组合为:低孔挡墙+低挡坝+盆式湍流抑制器。

大高径比钢锭铸造过程中缩管的研究

采用数值模拟和工业试验相结合的方法研究了大高径比铸锭内缩管的分布。利用5.3t钢锭解剖结果,验证了所建立数学模型的准确性。在此基础上,研究了10.5t钢锭内缩管的形成机理,并进一步探讨了不同浇注工艺对铸锭内缩管分布的影响。结果表明,浇注温度、浇注速度和铸模外表面冷却强度的变化对铸锭内缩管分布的影响较小。随着绝热砖长度增加,缩管深度会降低。当绝热砖长度超过500mm后,增大绝热砖长度对铸锭缩管分布影响不大。

八流中间包结构优化水模型试验研究

基于邯钢第一炼钢厂八流中间包结构,采用1∶3模型对中间包进行了水模拟试验研究,通过对不同控流装置下各流的RTD曲线分析,对中间包结构进行了优化。研究结果表明:通过V形挡墙开孔方向往轴向调整,缩短了边流的响应时间,提高了各流同步性;通过两侧各设置双低坝,配合挡渣墙,使中部两流停留时间延长;采用优化后的"新挡墙+稳流器+双低坝"结构,有效延长了中间包钢水平均停留时间,减小了死区体积,各流的开始响应时间延长,各流RTD曲线峰值时间相差减小,有利于温度场的均匀化。

不同装炉方式对铸坯加热的影响

为研究不同装炉方式下铸坯在炉加热过程中温度场和热量变化,并探讨热送热装工艺的节能优势,以某钢厂的热送热装生产线为依据,利用有限元法建立了冷装、温装和热装下铸坯在炉加热的二维传热模型,并结合现场测温验证了模型的准确性。结果表明,在加热过程中冷装与温装的铸坯都会形成角部最高、芯部最低的类椭圆型温度分布,而热装铸坯则存在低温区域逐渐由角部向芯部转移的过程,待芯部为低温区域时断面温度分布与前二者相似。3种不同装炉方式的铸坯都在加热一段吸热最多、均热段吸热最少,铸坯装炉温度越高加热一段对其加热过程影响的比重越大。热装铸坯装炉前所含热量是冷装铸坯的16.48倍,在炉吸热量仅为冷装铸坯的38.22%,为温装铸坯的52.30%,节能潜力巨大。