基于有限元与热处理的304不锈钢热轧卷退火工艺研究方法

通过对304不锈钢退火工艺进行研究,总结出一种对退火工艺进行综合判定的方法。首先,进行不同温度、不同时间的热处理实验,退火试样通过硬度、晶粒度、抗拉强度对退火工艺做出初步判定。其次,运用有限元模拟热处理过程,结合退火初步判定,综合确定试样的有效退火时间。最后,针对现场产线的实际退火过程,运用有限元模拟评价工艺改进前与改进后的有效退火时间,并结合产线产出304不锈钢抗拉强度的变化说明此研究方法的有效性。

不锈钢酸洗污泥对烧结性能及烟气成分的影响

为探明不锈钢酸洗污泥对烧结性能及烟气成分的影响,本文在酸洗污泥基础性能分析前提下,首先开展配用酸洗污泥的烧结杯试验,掌握其烧结性能变化趋势,并对烧结矿的转鼓强度、矿相以及烟气成分进行了分析。研究表明,随着酸洗污泥配用量的增加,烧结利用系数和成品率呈下降趋势。当配用污泥质量分数为5%时,烧结矿强度降低4.01%,烟气成分SO_(2)质量浓度升高5.79倍。酸洗污泥中CaF_(2)与CaO、SiO_(2)形成枪晶石,对烧结强度有较大影响,而CaSO_(4)在烧结过程的弱氧化气氛下分解逸出大量SO_(2)。在试验基础上开展配用酸洗污泥的工业试验,结果显示烧结混匀料中酸洗污泥配比的质量分数不宜超过1%。

热轧工艺对S32101经济型双相不锈钢低温冲击韧性的影响

为研究热轧工艺对S32101经济型双相不锈钢低温冲击韧性的影响,设计不同的展宽系数(1.0、1.1、1.4)和压下率(75%、90%)进行热轧试验。在计算热力学相图并分析不同温度组织转变规律的基础上,选择合理的固溶处理工艺,研究热轧工艺对固溶处理后S32101双相不锈钢低温冲击韧性的影响。结果表明:不同热轧工艺下,S32101双相不锈钢低温冲击韧性随展宽系数和压下率的增加而提高;随固溶处理温度的升高和保温时间的延长而降低。随展宽系数和压下率的增加,奥氏体和铁素体条带间距减小并沿轧向分布。减小两相条带间距,提高奥氏体相比例可提高低温冲击韧性。

铁素体不锈钢焊接热影响区的组织与冲击韧性研究

分别采用SMAW和MIG焊方法焊接SUS444铁素体不锈钢,对比了焊接HAZ的金相组织、冲击韧性,并对断口进行了SEM形貌和能谱分析。结果表明,虽然使用小直径焊条和小焊接参数,但SMAW焊接HAZ的晶粒仍发生明显长大,其5 mm厚冲击试样的室温冲击功在10 J以下。MIG焊接采用了高速自动焊接,热输入更小,焊接HAZ晶粒未发生明显长大,其5 mm厚冲击试样的室温冲击功达到40 J以上,0℃冲击功达到10 J以上。

超级双相不锈钢焊接接头组织与冲击性能研究

S32750超级双相不锈钢具有优良的耐蚀性能和力学强度,被广泛应用于恶劣的腐蚀环境中。其焊接热输入一般推荐在1.5 kJ/mm以下,但未说明原因。本文对S32750超级双相不锈钢开展不同焊接热输入的焊接试验,观察焊接热影响区的金相组织与金属间析出相,分析冲击断口,讨论焊接热影响区冲击性能与组织的关系。结果表明,S32750焊接热影响区的冲击性能在焊接热输入大于1.5 kJ/mm后显著下降,但在焊接热影响区组织中并未发现金属间析出相,其冲击韧性的下降是由于焊接热影响区中铁素体晶粒的粗化及焊接热影响区的宽化所致。

不锈钢渣深度固定CO_(2)试验研究

为了揭示不锈钢渣与CO_(2)的反应能力,本文进行了不锈钢渣固碳试验研究。试验表明,对于粒径尺寸小于1 mm的不锈钢渣,从200℃开始冷却时固碳能力最强,平均增重率为6.35%;不锈钢渣温度不超过900℃时,打水通CO_(2)冷却,CaCO_(3)生成较多;不锈钢渣温度介于1000~1100℃时,打水通CO_(2)冷却,CaCO_(3)生成量呈下降趋势;固碳后的不锈钢渣微观形貌呈现出明显的球形分布,表明有CaCO_(3)形成;固碳有利于提高不锈钢渣的胶凝活性;不锈钢渣固碳既可以降低钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量,改善钢渣使用性能,又可以实现钢厂内部含CO_(2)废气与钢渣的协同处置,提高碳减排效率。

太钢冷轧无取向硅钢绝缘涂层的发展及技术进步

简述了国内和太钢冷轧无取向硅钢绝缘涂层的发展历史及现状,介绍了太钢目前不同类型涂层的主要性能、应用领域,及近些年来涂层发展过程中生产技术的进步,主要包括C5薄环保涂层自主开发、C6极厚涂层国产化、自粘结涂层工艺开发,并提出了绝缘涂层下一步的发展方向。

冷却速率对60Cr13马氏体不锈钢微观组织影响规律

采用激光共聚焦显微镜对60Cr13马氏体不锈钢进行冷却速率为5~60℃/min的凝固试验,并使用金相显微镜对二次枝晶间距、碳化物析出形态进行观察,采用图像处理软件对共晶莱氏体的面积比进行测量。结果表明,与Thermo-Calc计算的热力学平衡状态不同,凝固过程中并未发现液相中析出铁素体相及随后铁素体相与液相形成奥氏体相的包晶反应,而是直接从液相析出奥氏体相,在奥氏体逐渐长大的同时排出富溶质液相,在凝固未期,富溶质液相发生共晶转变,形成莱氏体;二次枝晶间距与冷却速率存在y=402x^(-0.58)关系。另外,随冷却速率的提高,共晶莱氏体的尺寸逐渐减小,数量逐渐增加,整体面积占比逐渐减小。

超级双相不锈钢σ相析出及对组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米力学探针、常温拉伸等方法,研究了S32750超级双相不锈钢中σ相的析出规律及其对组织性能的影响。结果表明,σ相优先析出于奥氏体晶粒边界处、铁素体含量稀少之处,其析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,在900℃时,析出量达到最大。材料的硬度与变形抗力会随着σ相析出量的增多而增大;σ相析出时引起的体积膨胀会引起奥氏体边部的硬度与杨氏模量增大;σ相析出也容易造成材料中微裂纹的形成。S32750双相不锈钢应在1020℃到1080℃温度范围内进行固溶,以获得较好的冷加工性能。

Oxycup工艺处理不锈钢粉尘的试验研究

回收不锈钢粉尘中镍、铬资源,实现循环利用,对不锈钢产业可持续发展意义重大,既可实现资源回收利用,又减轻环境污染.本文在对不锈钢粉尘化学组成、物理特性研究基础上,研究富氧竖炉(Oxycup)工艺回收不锈钢粉尘中镍、铬资源的机理及工业试验.该工艺首先将不锈钢粉尘制成含碳块,随后把含碳块加入富氧竖炉冶炼,生产含铬、镍铁水.铬镍铁水可作为原料返回不锈钢冶炼,实现含镍、铬废弃资源的循环利用,并降低不锈钢生产成本.

熔融制样-X射线荧光光谱法测定不锈钢除尘灰中铁铬镍

采用玻璃熔片法制样,以人工合成样品制作校准曲线,建立了不锈钢除尘灰中Fe、Cr和Ni的X射线荧光光谱分析方法。对样品熔片的制备和分析结果的可靠性进行考察。结果表明,采用铂-黄坩埚(w(Pt)∶w(Au)=95%∶5%)熔样,以硝酸铵和过氧化钠作氧化剂,溴化铵作脱模剂,四硼酸锂作熔剂并控制稀释比为1∶30,按照四硼酸锂、硝酸铵、试样、过氧化钠、四硼酸锂的顺序将它们平铺在坩埚中,然后在600℃下熔融10 min,取出后加入溴化铵,再在熔融机中熔融15 min,则得到表面光洁、无可见晶斑的玻璃熔片,并且坩埚不被腐蚀。用本文拟定的测定条件对熔片中的铁、铬、镍进行X射线荧光光谱法测定并进行结果对照,表明本法测得值与湿法测定值一致,铁、铬、镍测定结果的相对标准偏差分别为0.30%、0.87%、1.4%。

利用不锈钢渣制备复合胶凝材料研究

本文探讨了综合利用不锈钢渣、矿渣、粉煤灰制备复合胶凝材料的影响因素。研究表明:胶凝材料的水化产物是类沸石结构的铝硅酸钙和C-S-H凝胶,有较好的物理力学性能,通过化学吸附和物理包裹作用使铬的毒性浸出浓度低于GB5085.3-2007浸出毒性鉴别标准值,从而为不锈钢渣的资源化利用及安全处理提供了依据。

压片制样-X射线荧光光谱法测定不锈钢渣中10种组分

由于不锈钢标渣在市场上很难购买，且熔融制样X射线荧光光谱（XRF）无法满足炉前不锈钢渣样的快速分析要求，实验利用转炉渣、高炉渣、平炉渣等标准样品和文献方法定值的不锈钢渣生产样品，建立熔融制样X射线荧光光谱的校准曲线，并用于不锈钢渣样的定值分析，将此定值分析结果用于压片制样X射线荧光光谱校准曲线的绘制，从而实现不锈钢渣中CaO、SiO2、Al203、MnO、MgO、TFe、P2O6、TiO2、Cr2O3和NiO的炉前快速分析。对熔融制样的条件及方法的精密度和准确度均进行了考察，保证了绘制校准曲线用不锈钢渣测定结果的准确性。通过试验确定压片制样X射线荧光光谱的分析条件为：研磨时间50 s；40g试样中添加5粒粘合剂；100kN压力，保压时间15S进行压片。各组分校准曲线的相关系数均大于0．999。对同一不锈钢渣进行压片制样XRF的精密度考察，各组分测定结果的相对标准偏差为0．43％～4．6％；准确度验证结果表明，压片制样的测定结果同熔融制样的测定结果一致，但压片制样XRF满足炉前不锈钢渣分析量大、分析速度快的要求。

夹杂物对TP347H不锈钢Φ108 mm×15 mm荒管裂纹缺陷的影响和工艺改进

试验TP347H钢(/%:0.08C,0.36Si,1.27Mn,0.020P,0.000 5S,18.10Cr,10.80Ni,0.78Nb,0.007Cu)Φ108 mm×15 mm荒管的生产流程为:铁水预处理-90 t K-OBM-S熔炼-VOD-LF-220 mm×220 mm方坯连铸-热轧Φ110 mm管坯-穿孔成荒管。对荒管内壁酸洗检验后发现批量间断无规律的裂纹缺陷。经检测确认荒管内壁缺陷是由于外来大型复合夹杂物在基体形成"夹层",在锥形挤压穿孔过程中,基体金属受力不均匀产生破裂,导致形成内壁裂纹。通过延长LF弱搅拌和镇静时间,保持中间包钢水容量20 t,提高浸入式水口质量,水口烘烤温度由≥800℃提高至≥1 000℃,使管坯中各类夹杂物为0～1.0级,荒管内壁缺陷率由3.41%下降至0.01%以下。

时效处理对15-5PH沉淀硬化马氏体不锈钢组织和力学性能的影响

研究了1000℃和1040℃30min水冷固溶480～620℃4 h时效对15-5PH钢(/%:0.065C、0.46Si、0.58Mn、0.022P、0.004S、14.77Cr、5.19Ni、2.91 Cu、0.22Nb)组织和力学性能的影响。结果表明,该钢在480℃4 h时效后,开始析出富铜相和碳化物Nb(C,N),随时效温度升高,部分析出相长大;550℃时效15-5PH钢具有最佳综合力学性能:屈服强度R_(p0.2)530～625 MPa,抗拉强度R_m1050～1070 MPa,冲击功值a_(kv)113～115 J/cm^2。

时效处理对SUS445J2铁素体不锈钢组织及力学性能的影响

采用扫描电子显微镜和透射电镜两种手段并通过拉伸实验,研究了SUS445J2铁素体不锈钢经700~950℃时效后的显微组织和力学性能。结果表明,时效后主要析出了Laves相和(Nb,Ti)C两种析出物;随着时效温度的不同,析出物数量和尺寸发生了不同的变化。随着时效温度的升高,抗拉强度呈现先升高后下降趋势,伸长率则先降低后增加。当时效温度为800℃时,因沉淀强化使得抗拉硬度达到最大值,伸长率最低。

热输入对00Cr12NiTi不锈钢焊接HAZ组织及性能的影响

研究了铁道车辆用铁素体不锈钢00Cr12NiTi在MAG焊时,焊接热输入对HAZ的组织及性能的影响。结果表明,该钢种对焊接热输入非常敏感,须控制在1kJ/mm以下,多道焊时,热输入会随着焊道的增加而增加。焊接热输入越大,接头HAZ的金相组织和力学性能越差。最后,总结了热输入及多道焊对HAZ的组织与力学性能的影响规律,并提出了焊接该不锈钢的优化工艺措施。

铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si铸造合金析出相研究

采用相图计算、透射电子显微镜分析等手段,研究了铁素体耐热不锈钢0.1C-18Cr-1Al-1Si铸造合金析出相种类、析出规律和形貌。结果表明:0.1C-18Cr-1Al-1Si在平衡状态下平衡相由铁素体相、α-Cr相、AlN相、M7C3相、M23C6相等组成;随着温度降低,M23C6相中C含量先升高后降低,Fe含量逐渐降低,Cr含量逐渐升高;M23C6相具有复杂面心结构,M7C3晶体结构为正交结构;AlN为密排六方结构,密排面为(0001),密排面的面间距d=0.476 nm。

316LN高氮超低碳奥氏体不锈钢的热变形行为和组织演变

试验的316LN钢(/%:0.011C,0.49Si,1.52Mn,0.016P,0.001S,16.65Cr,13.43Ni,2.18Mo,0.153N)为7.2 t铸锭初轧开坯并锻造成的φ180 mm圆钢。利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了316LN钢在应变速率0.1~50 s^(-1)、1 050~1 200℃时的热变形行为和组织演变规律,并通过线性回归分析建立了316LN钢的本构方程。结果表明,变形温度升高有利于动态再结晶的形核,并在热变形过程中促进动态再结晶扩展;热变形过程材料常数α为0.0061,应力指数n为5.543 6,表观激活能550.512 kJ/mol,动态再结晶晶粒数量随着变形温度的增加而增多,到1 200℃变形时发生了完全的动态再结晶。

316L不锈钢LF精炼过程夹杂行为热力学分析和工艺优化

采用热力学计算方法得出316L不锈钢(/%:0.02C,0.51Si,1.15Mn,0.030P,0.001S,16.77Cr,10.12Ni,2.07Mo,0.040N,0.006Ti,0.004A1)精炼过程中脱氧平衡后形成MgO·Al_2O_3、2MgO·SiO_2、3Al_2O_3·2SiO_2、2NgO·2Al_2O_3·5SiO_2优势区图,研究和分析了各类夹杂物生成与转变的热力学条件。结果表明,在1 873 K时,当钢液中的溶解Al含量低于0.001%和溶解Mg含量低于2×10^(-7)%时才能形成低熔点变形能力较好的2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2类夹杂物;当钢液中溶解Al含量在1.7×10^(-4)%以下,钢液中不形成MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂;2MgO·SiO_2与3Al_2O_3·2SiO_2类高熔点夹杂物形成区域最大。实践表明,加Ca对高熔点夹杂物2MgO·SiO_2与3Al_2O_3·2SiO_2变性处理的热力学条件充足,当316L不锈钢180 t LF钢液溶解氧为0.002 0%,进行喂硅钙线2 m/t,精炼终点[O]为0.001 5%,2 mm冷轧板夹杂物为C类0.5~1.0级,主要成分为CaO·Al_2O_3·SiO_2。