不同冶炼工艺生产H13钢中非金属夹杂物特征及其对力学性能的影响

采用真空感应+真空自耗(VIM+VAR)、电弧炉+炉外精炼+真空脱气+保护气氛电渣重熔(EAF+LF+VD+PESR)、EAF+LF+VD以及EAF+LF+VD+电渣重熔(ESR)等4种工艺冶炼H13热作模具钢,并进行高温扩散、轧制、奥氏体化和回火处理,研究了不同冶炼工艺生产H13钢中非金属夹杂物特征及其对力学性能的影响。结果表明:4种冶炼工艺生产的试验钢回火组织均为回火马氏体+未溶碳化物+析出碳化物;VIM+VAR工艺生产的试验钢中非金属夹杂物含量最少且尺寸较小,该钢的洁净度较高,力学性能最佳;EAF+LF+VD工艺生产的试验钢中非金属夹杂物含量最高且尺寸大,其碳化物质点易发生破碎,该钢的塑性最低。细小且数量少的非金属夹杂物在拉伸过程中不易作为裂纹源加速材料断裂,因此较高的洁净度可以提高H13钢的力学性能。

Mg处理Nb-Ti微合金钢中非金属夹杂物演变机理研究

在工业生产条件下,对Nb-Ti微合金钢进行Mg处理试验,分析了Mg处理条件下,微合金钢中非金属夹杂物的演变规律。结果表明,微合金钢经过铝脱氧产物主要为Al_(2)O_(3)夹杂,进行Ca处理后,Al_(2)O_(3)夹杂减少,转变为CaO-Al_(2)O_(3)夹杂,且部分MnS夹杂转变为CaS夹杂;精炼阶段将Ca处理改为Mg处理后,可将铝脱氧产物Al_(2)O_(3)夹杂变性为MgO-Al_(2)O_(3)夹杂。Mg处理前,夹杂物在LF主要是Al_(2)O_(3)夹杂,进行Mg处理和Ti合金化后,钢中主要夹杂物变为MgO-Al_(2)O_(3)夹杂、MgO夹杂和TiN夹杂,最终在铸坯中的夹杂物为MgO-Al_(2)O_(3)外包裹CaS/MnS和(Nb、Ti)N复合夹杂。对Ca处理和Mg处理的夹杂物尺寸进行对比,夹杂物尺寸主要分布在5μm以内,Mg处理形成的2μm以内的夹杂物占比高于Ca处理工艺,表明镁处理可以较好地细化夹杂物,形成大量弥散分布的细小夹杂,有助于提升钢的综合力学性能。

非金属夹杂物在炼钢过程中的控制方法研究

炼钢连铸过程中的非金属夹杂物严重影响钢材质量,控制与去除非金属夹杂物是提升钢材性能的关键。文章探讨了炼钢连铸过程中非金属夹杂物的主要来源及其形成机制,通过优化冶炼工艺、精炼工艺和连铸工艺来有效控制和去除非金属夹杂物。研究表明,采用先进的冶炼技术和精炼技术,可以显著优化非金属夹杂物的数量和尺寸。通过改进连铸结晶器结构和流场控制,可以进一步降低非金属夹杂物在铸坯中的分布和聚集。文章总结了当前非金属夹杂物控制与去除的有效方法,并提出了未来研究的方向和改进措施,以期为钢铁行业提供参考和借鉴。

GCr15轴承钢中非金属夹杂物特性和演变规律

轴承钢主要用于制造轴承的滚动体和套圈。钢中的氧化物夹杂会影响轴承的疲劳寿命,因此在生产中需严格控制其类型、数量和尺寸。为进一步提高某钢厂GCr15轴承钢钢水的洁净度,通过全流程系统取样,并利用夹杂物自动分析扫描以及热力学计算等手段对该工艺生产的轴承钢中夹杂物的特性和演变规律进行了研究。结果表明,LF化渣时夹杂物主要为Al_(2)O_(3),LF出站时逐渐演变为MgO-Al_(2)O_(3)和CaO-(MgO)-Al_(2)O_(3),尺寸主要分布在1~5μm;VD精炼结束时夹杂物数密度由LF出站时的19.51个/mm^(2)降低至16.84个/mm^(2),尺寸1~2μm和2~5μm夹杂物占比分别为68.7%和27%;中间包夹杂物数密度进一步降低至15.59个/mm^(2),此时夹杂物类型和尺寸分布与VD出站时相似。铸坯中夹杂物数密度较中间包大大减少,仅为7.9个/mm^(2),但夹杂物尺寸明显增加,且硫化物夹杂占比增加。热力学计算表明,冶炼过程钢中极易生成MgO-Al_(2)O_(3);但当钢中w(Mg)为0.0006%时,只要w(Ca)>0.0003%,MgO-Al_(2)O_(3)就可以向CaO-Al_(2)O_(3)转变。此外,采用FactSage 8.3软件计算了钢液冷却过程中夹杂物的相转变和成分变化。

炼钢连铸中的非金属夹杂物控制与去除方法研究

在炼钢连铸领域,非金属夹杂物的控制与去除一直是影响产品质量的核心问题。随着钢铁工业的发展,对高品质、高性能产品的需求不断增加,因此,深入研究非金属夹杂物的分类、形成机制以及相应的控制与去除方法,对于提高炼钢连铸工艺的稳定性和产品质量具有重要意义。文章从夹杂物的类型与来源、形成因素、对炼钢连铸的影响入手,全面剖析控制方法和去除技术,为解决该领域的难题提供全面深入的理论支持和实践指导。

齿轮钢中非金属夹杂物检测方法对比及其对疲劳性能的影响

为了更全面和准确地确定齿轮钢中非金属夹杂物的含量,对现行的两种钢中非金属夹杂物含量的测定方法(传统的标准评级图显微检验法和极值分析法),进行对比检测分析,结果表明,极值分析法评价出的钢中非金属夹杂物的含量较为精准。同时,通过旋转弯曲疲劳试验测定齿轮钢锻坯的疲劳性能,得到与用极值分析法评价的齿轮锻坯中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max所对应的齿轮钢的疲劳极限,当非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)=67.47μm时,钢的疲劳极限为701 MPa;L_(max)=48.90μm时,钢的疲劳极限为1011 MPa;L_(max)=35.88μm时,钢的疲劳极限为1070 MPa,得出通过极值分析法测定的钢中非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)越小,所对应的钢的疲劳极限值越高。当受疲劳试验时间和试验条件等因素限制而无法进行钢材的疲劳试验时,可通过极值分析法评价钢材中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max的值来初步判断所选用钢材的疲劳强度是否能达到要求。

电弧炉冶炼过程中的非金属夹杂物控制方法研究

文章综合评估了非金属夹杂物的来源、特性以及控制方法,提出了针对炉料制备、熔化过程和成品加工的一系列改进措施。这些提议涵盖了原料的初步加工、温度控制、化学添加剂的使用等多个方面,并深入探讨了当前控制方法的局限性,同时展望了未来技术改进的潜在途径。文章目的在于提高电弧炉熔化非金属夹杂物的效率和稳定性,从而提升金属产品的质量,增强其市场竞争力。

GB/T 10561—2023钢中非金属夹杂物标准简析

介绍了新旧版GB/T 10561《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》标准的主要变化以及与ISO 4967:2013等标准的主要差异,对比发现,新版GB/T 10561—2023借鉴了ASTM E45-18a(2023)《钢中夹杂物含量测定的标准试验方法》的一些好的做法。此次修订对于复合夹杂物、析出相、夹杂物级别等方面有了更加清晰的说明外,还将旧版标准资料性附录中的制取样等移入标准正文。此外增加了3.5~5.0级夹杂物的总长度数值,但未给出该级别范围的评级图,还修改了结果表示等内容,在使用时应予以注意。

石油套管用37Mn5钢非金属夹杂物的特征研究

对新天钢联合特钢有限公司炼钢厂冶炼的37Mn5钢在各个工序中全氧、氮含量以及显微和大型非金属夹杂物的特征进行了研究。结果表明,LF精炼后氧含量降低了约31.34%,非金属夹杂物的含量降低了18.89%,采用LF精炼的方式对钢液中的非金属夹杂物的去除呈现出显著的效果。在中间包和铸坯内含有较多的包含La、Ce元素的非金属夹杂物,说明在中间包和结晶器内存在严重的卷渣现象。从示踪元素所占比例来看,结晶器保护渣卷渣是铸坯中大型夹杂物的主要来源,其次是中间包覆盖剂、钢包渣和中包包衬,其比例约是66︰44︰37︰14。做好保护浇铸,防止二次氧化是控制37Mn5钢非金属夹杂物的主要手段。

钢中非金属夹杂物检验标准解析

钢中的非金属夹杂物是不可避免的,因此正确、有效地检测钢中的非金属夹杂物并按有关标准评定其等级十分重要。简要解析了检验钢中非金属夹杂物的标准,包括我国GB/T 10561—2023和美国ASTM E45—2018的适用范围、检验方法、评级图谱、试样的选取、夹杂物分类及结果表示、视场的选取、放大倍数、夹杂物评级界限和夹杂物宽度界限等。

高强汽车大梁钢铸坯中大型非金属夹杂物研究

为研究高强汽车大梁钢铸坯中大型非金属夹杂物的含量、大小、形貌及类型,采用大样电解结合扫描电镜和能谱仪对700L钢中的大型夹杂物进行分析。结果表明:试验钢铸坯宽面1/4处的夹杂物含量高于宽面1/2处的;内弧侧夹杂物含量高于外弧的,采用双联工艺,能更好地去除钢中的大型夹杂物。夹杂物主要是大于80μm的不规则块状硅铝酸盐系和小于80μm的球状铝钙系。硅铝酸盐系夹杂物主要由脱氧产物、钢包耐材和卷入的结晶器保护渣相互复合而成;铝钙系夹杂物主要是由于精炼卷渣而形成的。工艺改进后,转炉终点钢水O含量降低,结晶器液面波动控制稳定,单联工艺下内弧1/4处夹杂物数量明显减少,达到了双联工艺对夹杂物的控制水平。

转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中非金属夹杂物的研究

采用添加示踪剂方法研究了转炉— CAS精炼—连铸工艺生产的低碳铝镇静钢中的非金属夹杂物 ,发现出钢或 CAS精炼过程钢包炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,其中尺寸在 30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排除。铸坯中主要的非金属夹杂物为来源于钢包炉渣与钢液作用生成的球形夹杂物、块状 Al2 O3夹杂物和簇群状 Al2 O3夹杂物。连铸坯 T[O]在 ( 1 4～ 1 7)× 1 0 - 6之间 ,非金属夹杂物含量在 2 .3mg/ 1 0 kg左右 ,表明该工艺可以生产较高洁净度的低碳铝镇静钢铸坯。

RH精炼过程钢中非金属夹杂物行为及演变规律

以RH精炼为研究对象,在不同时间节点取样,采用金相显微镜、SEM等手段研究了钢中夹杂物成分、数量、尺寸分布的变化规律,并对RH过程夹杂物的碰撞聚合、长大、去除行为进行了讨论.结果表明:RH精炼过程中夹杂物的去除明显,软吹结束后,几乎没有大于10μm的夹杂物.随精炼时间延长,夹杂物平均粒径变化不大,但单位面积夹杂物数量显著减少,而夹杂物面积比呈先增大后降低的趋势.弹簧钢中硅酸盐夹杂物具有一定的硫容量,可形成边缘为富硫相,内核为硅酸盐的双层夹杂物.由于RH内钢水的强烈混合,固态夹杂物极易被液态铝酸钙夹杂物捕获,形成镶嵌特征的复合夹杂物.

气瓶钢中非金属夹杂物研究

针对国内某钢厂EAF-LF-VD-CC工艺生产的气瓶钢,通过全流程系统取样、综合分析的方法,对LF处理前后、VD喂线处理后、中间包钢水和连铸坯中总氧(T[O])、显微夹杂及大型夹杂物的数量及变化情况进行了全面研究,分析了夹杂物产生的原因。结果表明:经过LF和VD精炼后钢液中显微夹杂物数量由16.7个/mm2减少到6.1个/mm2,VD喂线后夹杂物变性不完全,中间包过程钢液的二次氧化严重,铸坯中T[O]能稳定在(10±2)×10-6,铸坯中大型夹杂物为0.2 mg/kg。

IF钢生产过程非金属夹杂物的演变行为

在DS-LD-RH-CC工艺IF钢工业生产过程系统取样和全氧含量、氮含量、非金属夹杂物形貌和化学成分检测的基础上,结合热力学分析,研究了非金属夹杂物含量、形貌与成分的演变过程.结果表明,冶炼过程钢中全氧含量逐渐降低,但需控制钢包渣氧化性以进一步降低铸坯中全氧含量;在浇铸过程中发生明显的增氮现象,应进一步加强保护浇铸,控制浇铸过程钢水增氮;在RH精炼过程中,脱氧后主要生成团簇状单一Al2O3夹杂物,Ti合金化后生成球形Al-Ti-O和内外分层的Al-Ti-Ca-Mg-O复合夹杂物;在钢水凝固过程中,生成了内层为Ti-Al-Mn-O-S、外层为TiN和AlN的复合夹杂物.在铸坯中还存在由结晶器卷渣导致的含有K,Na成分的Ti-Al-Ca-Si-Mn-O大型复合夹杂物.

转炉流程轴承钢连铸坯非金属夹杂物的行为

探讨了BOF-LF-VD-CC流程生产的轴承钢连铸坯非金属夹杂物的物性、分布、特点,并通过示踪剂追踪分析了轴承钢夹杂物的来源,为轴承钢夹杂物的去除,提高转炉流程轴承钢质量提供了依据.研究表明,该生产流程可以获得T[O]的平均值为9.3×10-4%;显微夹杂体积分数为0.031%;>50μm的大型夹杂为1.5 mg/10 kg的洁净度较高的轴承钢连铸坯.夹杂物主要为<5μm的显微夹杂,它的分布特点决定了连铸坯中夹杂物的分布特点,显微夹杂主要是多元素复合脱氧产物与中间包液面二次氧化产物吸附集聚形成的复合物,其次是结晶器液面对钢液的污染,钢包液面影响较小.

0Cr18Ni9不锈钢中非金属夹杂物来源

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染.

CSP连铸薄板坯中非金属夹杂物行为研究

通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪元素,采用金相观察、大样电解、电子探针及扫描电镜等多种方法对邯钢CSP流程低碳铝镇静钢中非金属夹杂物行为进行了调查研究,找出了夹杂物的来源、数量及分布的变化规律。研究表明CSP薄板坯的洁净度水平低于传统板坯,在相同的钢种和热轧板厚条件下,邯钢CSP热轧板卷生产的冷轧板缺陷率比传统工艺热轧板卷生产的冷轧板缺陷率高62%。对结晶器EMBr实际使用效果研究表明,无电磁制动时,结晶器液面波动为±7 mm,使用电磁制动时,结晶器液面波动为±4 mm,钢中w(TO)降低了40%,大型夹杂物减少了61%。应用CFX软件数学模拟了电磁制动及无电磁制动情况下的CSP结晶器流场。模拟结果表明,在邯钢现行工艺条件下,结晶器使用电磁制动后,结晶器弯月面钢水中心线速率降低了约3倍,湍动能降低了2倍左右。结晶器钢水流动减缓,结晶器钢水卷渣明显减轻,薄板坯洁净度明显改善。

非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析

钢中非金属夹杂物的分离提取过程,需要解决外来因素的干扰问题,准确判断是否来源于钢中,是夹杂物检测与表征方法的重点。分析了在实验室环境下,以U75V重轨钢为代表,采用酸溶法和非水溶液电解法分离提取出钢中非金属夹杂物,利用扫描电镜对夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明,利用电磁搅拌装置的酸溶法能有效得到耐酸类的夹杂物形貌和成分,其最佳溶液配比为盐酸（1＋1）;采用非水溶液电解法能够得到耐酸类和不耐酸类的微米和纳米尺度的非金属夹杂物,电解时间控制在8-10h。与此同时,U75V重轨钢的酸溶和电解法分析结果表明,夹杂物中存在大尺寸不规则状的颗粒物,经分析判断该类是外来的颗粒物,被定义为非夹杂物,主要来源于空气中、自来水、干燥箱和电解槽内等,其成分为MgO、CaO、SiO2和Al2O3,与钢中的氧化物夹杂物成分接近,从而对生产过程中控制夹杂物的措施易造成不准确的指导。因此,在分离提取钢中夹杂物的过程中,需要严格的保护操作,杜绝不利因素的干扰,准确得到钢中夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息,能够为工艺改进或实验研究提供有效的支持。

不同脱氧条件下弹簧钢非金属夹杂物尺寸分布

在工业生产条件下采用 3种脱氧和精炼工艺生产弹簧钢 6 0 Si2 Mn A,用四甲基氯化铵溶液电解萃取法从热轧弹簧钢棒材试样中萃取出非金属夹杂物 ,用扫描电镜和图象分析仪等检测非金属夹杂物形貌和尺寸分布。研究表明 。