氮在Fe-Cr-Mn合金体系中的溶解度计算模型

基于前期的研究成果和规则熔体模型,建立了氮在Fe-Cr-Mn合金体系各相中氮溶解度计算模型.对18Cr-18Mn合金体系的计算结果表明,随着氮分压的增加,氮在各相中的溶解度增加,而且δ铁素体相区逐渐减小甚至消失,因此提高氮分压可避免合金体系在凝固过程中形成气孔.适当提高合金体系中奥氏体形成元素的含量,在合金体系凝固过程中氮溶解度较小的δ相区减小甚至消失,因此可减小氮在其凝固过程中的析出趋势.该模型的计算结果与前人的研究结果吻合得较好.

氮气加压熔炼高氮钢技术的研究进展

在综述氮气加压熔炼高氮钢技术的基础上,指出了大熔池法(BSB)适合于工业化大规模制备高氮钢;并基于国内几十年来电渣冶金技术的丰富经验,提出了采用电弧渣重熔(ASR)和加压电弧渣重熔(ASRP)技术生产高氮钢是目前较为可行的技术方案。

不锈钢熔体中氮溶解度的热力学计算模型

在实验研究和前人研究工作的基础上,建立了一个新的不锈钢熔体中氮溶解度与体系温度、氮分压和合金成分的热力学计算模型,在该模型中引入了氮分压对氮活度系数的作用系数.该模型的计算结果与实验值吻合很好.基于该模型的计算结果,讨论了氮分压、温度、合金成分对不锈钢熔体中氮溶解度的影响规律.在压力较高(大于0.1 MPa)特别是合金元素较高的不锈钢熔体中,氮分压与氮的溶解度关系不符合Sievert定律.在一定氮分压下,温度对不锈钢熔体中氮溶解度的影响取决于合金体系的化学成分.在常压(氮分压为0.1 MPa)下,20%Cr-20%Mn的合金体系在1 873 K可获得氮质量分数为0.8%的高氮无镍奥氏体不锈钢.

用于汽车排气系统的15%Cr铁素体不锈钢的开发

开发了用于15%Cr汽车排气系统的铁素体不锈钢(FSSNEW),并对其室温力学性能、高温强度、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能进行了研究.研究结果表明,开发钢的室温强度高于T409L和SUS430J1L,具有良好的塑性,其成形性可满足深冲加工性能的要求;高温抗拉强度与屈服强度优于或基本相当于目前所使用的铁素体不锈钢的性能;高温抗氧化性、耐点腐蚀和晶间腐蚀性能明显优于T409L.

用添加Ba、Mg的SiCaAlFe合金对不锈钢还原脱磷的研究

以316L不锈钢为还原脱磷对象,考察钙合金中加入钡、镁对还原脱磷、脱硫的影响.结果表明钙合金中添加钡、镁能提高了其还原脱磷和脱硫能力,但如果想得到较高的脱磷率,一方面合金中钙含量必须增加,从合金成本和实验结果分析,将合金中的钙的质量分数提高到15%～20%是可行的;另一方面增加还原脱磷剂的加入量.在还原脱磷过程中发现,SiAlBaCa未出现回磷现象,且其脱硫效果最好.

BaO-CaO基精炼渣对含铬铁水的氧化脱磷

在氩气保护气氛的MoSi2炉内,进行了BaO-CaO基精炼渣对不同初始碳含量的含铬铁水氧化脱磷实验研究.实验结果发现,含铬铁水的初始碳质量分数在3%-4%时,脱磷效果最好,在1 500℃时,脱磷率可达60%以上;氧化脱磷温度对脱磷率影响显著,随着温度的升高,脱磷率显著下降,脱磷温度宜控制在1 500-1 550℃;含铬铁水几乎没有铬损,初始碳含量较高的炉次出现了增铬现象.

电渣重熔高氮钢技术的进展

高氮钢,尤其是高氮不锈钢,由于其优异的性能和诱人的应用前景受到国内外钢铁材料界的广泛关注。在理论计算分析氮在钢中溶解行为的基础上,指出了高氮钢制备的主要技术难点;概述了目前高氮钢的主要制备方法,重点讨论了常压和高压电渣重熔高氮钢的特点和存在的问题;分析了用电弧渣重熔(ASR)法生产高氮钢的技术优势,认为用ASR法生产高氮钢是目前比较可行的方案。

用含钡合金对不锈钢脱氧、脱硫和还原脱磷

在MoSi2炉和MgO坩埚内进行了含钡合金处理316L不锈钢液的实验研究。实验选用的含钡合金为SiCaBa、SiAlBaCa和SiCaBaMg,并与SiCa和AlCa合金的处理结果进行了对比。实验中发现,使用含钡合金处理钢液时,钡在处理初期就参与了脱氧反应,生成含钡的复合氧硫化物夹杂,更易于上浮排除,全氧含量能够快速降低至较低的水平;在钙合金中添加钡、镁等元素后,合金的脱硫能力提高;SiCaBa合金的还原脱磷效果最佳,用SiAlBaCa合金处理钢液时未出现回磷现象。

超纯铁素体不锈钢的开发与应用现状

介绍了合金元素对超纯铁素体不锈钢性能的影响,阐明了超纯铁素体不锈钢的冶炼工艺、应用范围及其研究开发现状。

新一代电渣冶金技术的开发

在简要回顾了电渣冶金历史发展的基础上,重点介绍了近5年来东北大学电冶金实验室在新一代电渣冶金技术方面所取得的研究进展,主要包括电渣连铸、特厚板坯电渣重熔、大型电渣重熔钢锭凝固偏析控制、可控气氛电渣重熔技术、电渣液态浇注技术、以及低渗透性低氟高阻的预熔渣等.

电渣冶金用含氟渣系电导率计算方法

在前人工作基础上,将电导率与光学碱度联系起来,研究了电渣冶金用含氟渣系电导率的计算方法,建立了常用二元及三元渣系电导率计算模型,计算结果与实测结果吻合良好.电导率计算方法的建立将为电渣冶金用渣系的设计提供指导,具有重要的理论和实际意义.

高氮不锈钢粉末冶金制备技术的研究进展

高氮不锈钢作为一种重要新型工程材料,具有优异的力学性能和耐腐蚀性能,受到国内外广泛重视。介绍了粉末冶金制备高氮不锈钢的原理和特点;论述了高氮不锈钢粉末的制备与成形技术;指出了利用粉末冶金制备高氮不锈钢所具有的技术优势,其中注射成形——氮化烧结工艺更具发展潜力。

LF炉运行电抗模型及供电优化

分析了LF炉实际运行行为,根据宝钢150 t LF炉的现场试验结果;建立了描述LF炉运行电抗以及二次侧运行相电压的关系式;并在综合考虑LF炉热平衡的基础上提出了合理的供电制度。

实验室规模和工业规模电渣重熔过程中电磁行为

电渣重熔过程中电磁现象对重熔过程和铸锭的最终质量有着直接的影响。利用数值模拟的方法研究电渣重熔过程中的电磁行为(电流密度、磁场强度、电磁力和焦耳热)。利用文献实测磁场强度验证模型,模拟结果与测量的电渣重熔渣池内的磁场强度吻合良好。研究结果表明:在工业规模电渣重熔过程中,电流的集肤效应更为明显;随着电流频率的增加,靠近电极外表面的电流密度增加;在此基础上,进一步分析实验室规模电渣重熔和工业规模电渣重熔过程的电流密度、磁场强度、电磁力和焦耳热的分布特征。

304不锈钢熔体氮溶解度的测定

介绍并比较了纯铁液中氮溶解度测定方法———直接法和间接法,并在经典的间接法的基础上,重新设计了气体氮的配气、控制和计量系统,以及渗氮的方式。用该方法测定了304不锈钢熔体在不同温度和氮分压下的氮的溶解度值.

电渣炉智能控制系统的开发与应用

递减功率熔炼控制被认为是保证电渣炉钢锭质量的有效的控制方法。根据电渣工艺优化的要求,开发了基于递减功率熔炼控制为核心的电渣炉智能控制系统。该系统具备连续有载调压和电极插入位置精确控制的功能。系统在近20台工业电渣炉上得到应用,实际运行结果表明系统可靠性高、运行稳定、人机界面好、易于操作和维修,能达到预期的各项工艺操作控制要求,特别是在保证钢锭结晶质量、降低电耗和加快生产节奏方面效果明显。

超纯铁素体不锈钢品种和精炼技术的进展

超纯铁素体不锈钢中（C＋N）含量≤150×10^-6，其耐蚀性、焊接性能、韧性等显著高于普通铁素体不锈钢。介绍了新开发的409改进型、429及改进型、444及改进型超纯铁素体不锈钢的钢种、成分和性能；采用三步法工艺冶炼18Cr超纯铁素体不锈钢，用SS-VOD精炼时，钢中[C＋N]≤70×10^-6；VOD-PB精炼时，[C＋N]为80×10^-6；VCR精炼时，[C＋N]为（80-100）×10^-6。

电渣熔铸低碳马氏体不锈钢内部质量研究

研究了电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo后的凝固组织及不同位置的二次枝晶间距,以及电渣熔铸前后不同位置夹杂物的数量、尺寸、形貌、成分的变化规律.研究结果表明:电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的组织致密均匀,无疏松、气孔等低倍缺陷.电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的二次枝晶间距最大值为44.98μm,最小值为31.13μm,明显小于电极中的二次枝晶间距.电渣熔铸过程有利于减小二次枝晶间距,提高组织致密性与均匀性.电渣熔铸锭中夹杂物在面积百分比、最大当量直径和平均直径上均明显小于电极中的夹杂物,电渣熔铸去除夹杂物的效果明显.

含铬铁水氧化脱磷的研究

在氧化脱磷理论分析和相关热力学计算的基础上,论述了国内外含铬铁水氧化脱磷的发展概况及现状,并重点介绍了高碱度控制氧位渣的选择性氧化脱磷方法及其影响因素,以及国内外工业化应用的效果,指出氧化脱磷存在的问题和今后的发展方向。

电渣熔铸ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢力学性能研究

对热处理后的电渣熔铸低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo分别进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验,利用金相显微镜(OM)观察热处理后的显微组织,应用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口和冲击断口,系统研究了电渣熔铸前后低碳马氏体不锈钢的力学性能.通过与电极的对比表明,电渣熔铸低碳马氏体不锈钢的晶粒更加细小,其力学性能优于自耗电极,并且各向异性程度低.