炉外精炼低碳硅锰合金研究

通过理论测算与炉外精炼试验,将普通硅锰液态合金采用O 2与空气混合底吹的方式来冶炼低碳硅锰,从而降低普通硅锰合金中的C,达到低碳硅锰质量标准,改变低碳硅锰冶炼复杂工艺环节,提高劳动生产率,降低生产成本,实现低碳硅锰冶炼效益最大化,开拓低碳硅锰冶炼新路径。

稀土对低碳硅锰钢组织转变的影响

冶炼10SiMn、10SiMnCe、10SiMnNb、10SiMnNbRE等低硫钢,测定10SiMnCe中固溶铈为0.09％,10SiMnNbRE中固溶0.035％RE。试验表明,稀土元素不改变过冷奥氏体转变CCT曲线的形状,但使其向右下方移动,即推迟了先共析铁素体的析出,阻碍了珠光体的分解,也推迟了贝氏体转变。同时将Ac_1,Ar_1,Ac_3,Ar_3,M_s,M_f等临界点降低5～62℃。在同样冷却速度下,先共析铁素体量减少,珠光体量增加且细化,粒状贝氏体量增加,转变产物的硬度升高。这表明固溶稀土增加了过冷奥氏体的稳定性和钢的淬透性。

低碳硅锰钢亚温等温淬火热处理工艺研究

通过对显微组织的分析和常规力学性能试验,对低碳硅锰钢亚温等温淬火不同热处理工艺进行了研究。

配分制度对低碳硅锰钢组织性能及残余奥氏体的影响

研究了低碳硅锰钢经I&P&Q和I&Q&P工艺处理后的组织性能。结果表明:经I&P&Q工艺处理得到的马氏体板条较I&Q&P工艺粗大,I&Q&P工艺下的部分板条马氏体形貌模糊;I&P&Q工艺利用Mn配分使钢具有12.6%的伸长率,强塑积16128MPa·%,I&Q&P工艺利用Mn配分和C配分的综合作用,使得伸长率大幅提高,强塑积达到33715 MPa·%;较I&P&Q工艺只有Mn配分作用稳定残余奥氏体,I&Q&P工艺在Mn、C配分共同作用下,使残余奥氏体量较I&P&Q工艺提高了6%。

低碳硅锰钢的亚温等温淬火

通过对显微组织的分析和常规力学性能试验 。

低碳硅锰双相钢制绳用高强度钢丝的力学性能

本研究采用低碳硅锰钢,经双相化热处理和回复处理,在一般生产条件下制成功了不同规格的制绳用双相钢钢丝。钢丝制作过程中无需铅浴处理。钢丝的综合力学性能指标达到和超过GB1178—74规定的1370～1960牛/毫米~2强度级别特级制绳用钢丝的要求,并用达到1960牛/毫米~2强度级别特级要求的Φ0.6毫米双相钢钢丝制成功了6×19—Φ9.3毫米的钢丝绳。

低碳硅锰系TRIP钢热处理工艺的研究

仅含碳、硅、锰合金元素的结构钢，采用临界区等温淬火热处理工艺，得到铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组织。该钢在 Ｍｓ（马氏体转变开始温度）～Ｍｄ（马氏体转变终止温度）ｄ温度之间形变，应变诱导相变，相变诱发塑性──ＴＲＩＰ，其力学性能指标大大提高。本文通过显微组织观察，力学性能结果分析，对这种低碳硅锰系ＴＲＩＰ钢三种不同的热处理工艺制度进行了研究。

低碳硅锰系结构钢中相变诱发塑性的研究

在低碳硅锰系结构钢中，也可获得TRIP效应，使其力学性能尤其是延伸率大幅度提高。本研究硅含量较高的B钢残余奥氏体稳定性增强，TRIP效应显著。

低碳硅锰钢I&Q&P处理中C,Mn元素配分综合作用

采用EMPA,SEM和XRD等手段,研究低碳硅锰钢在双相区保温淬火(I&Q)、双相区保温+奥氏体化+盐浴配分(I&Q&P)和奥氏体化+盐浴配分(Q&P)工艺中的C,Mn元素配分行为及对残余奥氏体的综合作用。结果表明:经I&Q工艺处理后,得到马氏体、铁素体加少量残余奥氏体混合组织,C,Mn在马氏体中出现了富集,并且C富集程度高于Mn;经I&Q&P工艺处理后,C,Mn在板条马氏体中呈现不均匀分布,C的局部富集现象更明显,按C,Mn含量的不同,马氏体可分为"高C高Mn"、"高C低Mn"和"低C低Mn"3种;相比较Q&P工艺中只有C配分作用稳定残余奥氏体,I&Q&P工艺在C,Mn配分综合作用下,能得到更多的残余奥氏体。

12.5 MVA硅铁炉氧化精炼生产低碳硅铁实践

从理论上分析了氧气精炼低碳硅铁的可能性,并在12.5 MVA硅铁炉上的生产实践中通过采取精料入炉、压缩空气与氧气精炼取得了明显效果。

贝氏体组织类型对低碳硅锰钢力学性能的影响

通过绘制试验钢种的CCT曲线,确定了贝氏体转变区间,研究了贝氏体组织对低碳硅锰钢力学性能的影响。结果表明:400℃C盐浴等温淬火得到板条贝氏体组织,板条宽度均匀,晶界清晰,抗拉强度1140MPa,伸长率21%;450℃C时试验钢为50%板条贝氏体+50%粒状贝氏体的组织,且板条间距较400℃C时大,粒状组织晶界明显比板条状组织晶界模糊;500℃C高温下组织完全转变成粒状,为少量块状马氏体+岛状残余奥氏体,该组织状态下抗拉强度大大下降,只有800MPa,但塑性较好,为30%。综合考虑,板条及粒状贝氏体混合组织力学性能较好。

含铜低碳硅锰钢的连续冷却转变曲线及显微组织

通过Gleeble-3800型热模拟试验机测出含铜低碳硅锰钢在不同冷却速率(1~150℃·s^(-1))下连续冷却的热膨胀曲线,绘制出该钢的连续冷却转变(CCT)曲线;结合金相观察及显微硬度测试分析了冷却速率对相变组织及硬度的影响。结果表明:冷却速率在1~5℃·s^(-1)时,显微组织主要为铁素体+珠光体;当冷速为10℃·s^(-1)时组织中出现马氏体,随着冷速增大,马氏体含量增多,珠光体发生退化并逐渐减少,铁素体总量减少,其中针状铁素体增加而多边形铁素体减少并消失;冷却速率超过120℃·s^(-1)后,针状铁素体基本消失,显微组织为马氏体+少量残余奥氏体;试验钢显微硬度随冷却速率的增大而增加。

微合金元素Cu及等温温度对低碳硅锰钢氢扩散行为的影响

目的探究微合金及热处理工艺对氢扩散的影响。方法设计含0.4%Cu及未含Cu的两种低合金钢,采用两相区保温-淬火-配分(IQ&P)热处理工艺获得280、400℃等温温度的试验钢,通过SEM、EBSD、电化学氢渗透等方法分析其氢扩散行为。结果对于无Cu钢,当等温温度为280℃时,大角度晶界占比55%,残余奥氏体(RA)体积分数约为0.02%,氢扩散系数约为1.82×10^−7 cm^2/s;当等温温度为400℃时,大角度晶界占比51%,RA体积分数约为0.35%,氢扩散系数约为1.30×10^−7 cm^2/s。对于含0.4%Cu的低合金钢,等温温度为280℃时,大角度晶界占比46%,RA体积分数约为0.15%,氢扩散系数约为2.70×10^−7 cm^2/s;贝氏体区等温温度为400℃时,大角度晶界占比33%,RA体积分数约为3.00%,氢扩散系数约为0.40×10^−7 cm^2/s。结论微合金元素Cu的添加,导致晶粒度的细化,大角度晶界占比更低,RA含量更高,从而其氢扩散系数更低,不利于氢扩散行为的发生。当等温温度由280℃升到400℃时,虽然会导致晶粒粗化,但大角度晶界占比更低,且RA含量更高,同样会降低其氢扩散系数,不利于氢扩散行为的发生。由此可知,含0.4%Cu、等温温度为400℃时,IQ&P钢的氢扩散能力最差。

红外吸收法测定低碳硅铁中的碳

硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。作为合金元素加入剂广泛应用于低合金钢,碳素钢以及耐热钢中。本文就红外碳硫测定低碳硅铁中的碳含量的方法进行了探讨。利用高低碳硅铁标样称量变化建立工作曲线,对助熔剂选择,空白试验等影响因素进行阐述,确定了最佳分析条件,在准确性,稳定性都取得了令人满意的结果。

超低碳硅铁合格率提升实践

从生产普通硅铁冶炼过程中,由出铁期间附加炉外造渣剂,折包降低铁水温度,同时降低铁水的带渣量。炉外精炼采用低吹方式,通过氧气、压缩空气对铁水搅拌、翻滚,由氧气的氧化反应生成氧化物,促使生成的氧化物和非金属夹渣物上浮,达到脱碳、去杂的效果。

低碳硅锰钢双相区组织演变及C、Mn配分热力学的研究

利用Thermo-calc计算,采用双相区保温淬火(I&Q)工艺对低碳硅锰钢双相区等温过程中的组织演变和C、Mn配分热力学进行了研究。结果表明:在双相区,C、Mn在奥氏体中的固溶度随温度升高呈递减趋势且远大于铁素体,为C、Mn配分提供了热力学条件;在800℃等温不同时间后淬火,室温组织为铁素体、马氏体加少量M/A岛,等温30 min时接近平衡相变;双相区等温过程中C、Mn由铁素体向奥氏体中配分,使得部分小的奥氏体晶粒热稳定性提高,淬火后形成室温残余奥氏体。

两相区退火时间对低碳硅锰贝氏体钢组织与性能的影响

以低碳硅锰钢为研究对象,采用两相区退火(I&Q)和两相区退火+奥氏体化+贝氏体等温处理(I&Q&PB)工艺,对两相区退火过程中的Mn配分行为以及I&Q&PB工艺中两相区保温时间对钢的组织和性能的影响进行研究。结果表明,两相区保温过程中Mn元素由铁素体向奥氏体扩散。I&Q&PB工艺中,当两相区保温时间为5~10 min时,显微组织主要是粒状贝氏体;当达到20~60 min时,随着保温时间延长,显微组织主要为弥散分布的马奥岛以及晶界边缘逐渐出现的块状马奥岛组成的粒状组织,抗拉强度未发生明显变化;受到残余奥氏体稳定性的影响,伸长率呈现先升高后降低的趋势。

低碳硅锰钢奥氏体区形变对贝氏体组织及力学性能影响

以低碳硅锰钢为研究对象,采用Q&PB与奥氏体形变+Q&PB两种工艺,利用Gleeble-3500热模拟试验机、SEM以及拉伸试验机等对奥氏体形变对其组织及力学性能的影响进行研究。结果表明:试样经奥氏体形变之后,显微组织由粗大板条贝氏体、块状M/A岛以及马氏体演变成较细板条贝氏体以及M/A岛,块状马氏体数量减少,显微组织得到明显细化;抗拉强度由1038 MPa降到1012 MPa,伸长率由11.8%提高到13.9%,强塑积得到提高,综合力学性能得到改善。

热处理对低碳硅-铌双相钢组织与性能的影响

研究了不同的热处理工艺对低碳硅-铌双相钢的显微组织、力学性能及冷拔性能的影响。结果表明,试验钢采用临界区淬火和双重淬火两种制度,可在830℃到960℃较宽的温度范围内获得铁素体+马氏体的双相组织,纤维状双相组织或铁素体边界马氏体双相组织同样具有理想的强韧性配合。经300℃充分回火,可消除时效对性能的影响。其钢丝的拉拔率达90%以上,具有良好的成形性及耐磨性能。

退火对TSCR生产低碳低硅无取向硅钢的影响

研究TSCR流程生产的低碳低硅无取向硅钢在850～1 000℃退火对0.5 mm成品的组织、析出物、织构和磁性能的影响;同时对950℃×5 min与950℃×7 min退火效果进行了对比。结果表明,适当提高退火温度和延长退火时间,有利于晶粒尺寸增大和均匀;相应的铁损降低,磁感应强度提高。析出物主要为较粗大的AlN和MnS复合析出物,未发现小于0.1μm细小弥散的AlN和MnS。退火板表面处存在较强不利于磁性的γ纤维织构,而中心处γ纤维织构明显减弱。在中心处有利于磁性的{001}<010>立方织构增强,{110}<001>高斯织构基本维持不变。