高强船板钢中硅酸盐类夹杂物的研究

通过电镜扫描分析出硅酸盐类夹杂物严重影响高强度船板钢的拉伸性能,提出从耐火材料使用以及工艺操作上采取措施,提高钢水纯净度,以提高高强度船板钢的性能合格率。

304奥氏体不锈钢夹杂物的冶金行为

根据热力学计算,结合生产过程实际,研究了Si脱氧条件下304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物的变化规律.结果表明,钢水中主要形成CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物,钢水中Al含量随Si含量的降低逐渐减小.当精炼渣碱度R=1.5时,随精炼、连铸过程的进行,复合夹杂物中Al2O3含量逐渐减少,CaO,SiO2含量逐渐增加.终点铸坯夹杂物成分为30%～35%CaO,20%～27%Al2O3,25%～30%SiO2,其他成分含量较少.终点铸坯夹杂物略显碱性,变形能力稍弱.

不锈钢典型夹杂物在轧制过程的演变分析

不锈钢对冷板表面质量要求高,夹杂物是产生表面缺陷的主要原因之一。为了明确夹杂物对轧制过程表面缺陷的影响规律,降低缺陷发生率,通过中试模拟试验研究了热轧、退火温度和冷轧过程硬质镁铝尖晶石和低熔点硅酸盐两种典型夹杂物的变形特点,并采用数值模拟对冷轧过程夹杂物的变形机理进行了分析。结果表明,热轧过程高熔点的镁铝尖晶石不变形,低熔点的硅酸盐夹杂物在1200~1250℃热轧温度下为半熔融状态,具有良好的变形能力。硅酸盐夹杂物长宽比高、抗拉强度低,冷轧过程更容易断裂延伸,随着轧制的进行,断裂后夹杂物之间的距离逐渐增加,尺寸减小。相反镁铝尖晶石不容易断裂、延伸,而且存在断裂延伸的临界尺寸,该临界尺寸随冷轧变形量的增加而减小。由于镁铝尖晶石容易造成不锈钢轧制缺陷,因此生产过程中应尽量避免其生成或控制其粒径。

不锈钢典型夹杂物在轧制过程的衍变分析

不锈钢对冷板表面质量要求高,轧制过程中夹杂物是产生表面缺陷的主要原因之一。为了明确夹杂物对轧制过程表面缺陷的影响规律,通过中试模拟试验研究了热轧、退火和冷轧过程硬质镁铝尖晶石和低熔点硅酸盐2种典型夹杂物的变形特点,并采用数值模拟对冷轧过程夹杂物的变形机理进行了分析。结果表明,热轧过程高熔点的镁铝尖晶石不变形,低熔点的硅酸盐夹杂物在1200~1250℃热轧温度下为半熔融状态,具有良好的变形能力。硅酸盐夹杂物长宽比高、抗拉强度低,冷轧过程更容易断裂延伸,随着轧制的进行,断裂后夹杂物之间的距离逐渐增加,尺寸减小。相反,镁铝尖晶石不容易断裂、延伸,而且存在断裂延伸的临界尺寸,该临界尺寸随冷轧变形量的增加而减小。由于镁铝尖晶石容易造成不锈钢轧制缺陷,因此生产过程中应尽量避免其生成或控制其粒径。

钢轨闪光对焊接头灰斑性质研究

利用扫描电子显微镜分析钢轨闪光对焊接头灰斑断口试样和垂直灰斑断口的金相剖面试样,探究灰斑的形貌和成分,并对灰斑内夹杂物的空间分布进行研究。得出灰斑区域的宏观形貌较周围基体平坦,呈暗灰色;微观形貌由许多大小不等、排列交替的塑坑组成,而周围集体呈现出河流花样。灰斑的空间形态为扁平形,大量的硅酸盐夹杂物在其内部聚集,而且只在灰斑区域内出现。可见硅酸盐夹杂物非母材本身的氧化物,而是在焊接过程中形成的。硅酸盐夹杂物呈散乱状无规则地镶嵌于基体上,与周围基体的结合不牢固,易引起接头开裂,成为起裂源。

螺纹钢冷弯裂纹的分析

对螺纹钢筋由冷弯产生的纵向裂纹进行了分析,结果表明,硅酸盐夹杂物分布不均匀是造成螺纹钢筋冷弯纵向裂纹的主要原因,并提出了相应的预防措施。

220kV输电线路直角挂板断裂原因分析

某220 kV输电线路镀锌直角挂板发生断裂,通过断口外观分析、显微组织检测、冲击试验、化学成分检测、扫描电子显微镜SEM、能谱仪EDS等试验方法对直角挂板断裂原因进行分析。结果表明,在挂板弯制部位存在大量脆性的硅酸盐和铝硅钙夹杂物,弯制时发生开裂,并在随后的镀锌过程中,有锌渗入裂纹;在直角挂板承载服役阶段,受拉伸应力作用裂纹扩展,最终导致完全断裂。建议生产厂家选用材质纯净度较高的材料制作直角挂板;在安装前,对直角挂板进行宏观检测或磁粉无损探伤检验,确认其是否存在原始裂纹,以防止由于直角挂板断裂而发生线路故障。

钢轨闪光对焊接头中灰斑的形成机制

通过对钢轨闪光对焊的预热阶段和烧化阶段进行分析,研究这两个阶段所形成的夹杂物和氧化物的情况,并结合对第三唇中的夹杂物分布及成分的分析,给出灰斑的形成机制。研究发现,焊缝区硅酸盐夹杂物的出现大致有两个主要原因,首先是融化后的金属层中形成的夹杂物的含量,其次是夹杂物在表层区形成之后,被不断爆破飞溅的液态金属流动区一层层覆盖,成为更深层的夹杂物,这些较深层的金属中形成的夹杂物很难挤出。硅酸盐夹杂物在顶锻不能被完全挤出而残留在焊缝中,是导致钢轨闪光对焊接头中出现灰斑的根本原因。

钢轨闪光焊接头灰斑特性及成因分析

灰斑是钢轨闪光焊接头中常见的缺陷,对钢轨焊接接头质量有直接的影响.本文通过研究挤出瘤中的夹杂物组织及其形态,并在钢轨闪光焊完成预热烧化后终止焊接作业,取样分析,以探究灰斑的形成原因.结果表明:焊接过程中熔融金属与氧发生反应,各种成分通过扩散作用不断聚集,最终在焊缝局部区域形成硅酸盐夹杂物.受焊接工艺影响及夹杂物流动性差异,顶锻阶段少部分夹杂物未被挤出,从而在焊缝内部形成灰斑.

热轧窄带钢冷弯合格率提升实践

通过生产统计、化学分析、金相检验及能谱分析,找出了津西160~320 mm窄带钢冷弯开裂的主要原因。结果表明,开裂试样的化学成分及组织与正常带钢无明显差别,但存在3级及以上的硅酸盐夹杂物,其数量多、级别高,且粗系夹杂物中氧化镁和氧化锰含量较高。从硅酸盐夹杂物的生成机理及相关冶金工艺入手,分析了中包容量和中包钢水平均停留时间对夹杂物级别的影响,进而通过优化转炉脱氧合金化,保证钢中Mn/Si≥2.5,中包满液面浇注,稳定浇注周期等工艺措施,使得热轧带钢硅酸盐夹杂物数量及级别都显著降低,冷弯合格率由50%~80%提升至95%以上,大大改善了产品质量。

钢轨闪光焊灰斑缺陷的形成过程

采用高速摄像机对钢轨闪光焊焊接过程进行实时记录,观测钢轨接头灰斑的分布、形貌并分析其成分,研究钢轨闪光焊灰斑缺陷的形成过程,分析其成因。观测发现,在钢轨闪光焊的连续闪光阶段,大的过梁爆破形成近似垂直于轨腰、轨底表面的穿孔,钢轨母材中的Mn,Si等元素暴露于空气并与空气中的O元素发生反应,形成含锰硅酸盐类的非金属夹杂物。由于此处不再形成新的有效过梁爆破或已进入顶锻阶段,夹杂物被留在焊缝中。由于夹杂物脆性大、韧性差,在落锤、静弯等外力作用下,夹杂物处首先开裂,裂纹沿热影响区向外扩展,形成具有非金属夹杂物和局部韧窝组织的灰斑。

硫系易切削钢质量缺陷成因分析

采用宏观观察、显微组织检验、夹杂物种类及级别检测等手段,分析了硫系易切削钢表面疤、表面裂纹、冷加工纵向扭转及扭转麻花状断续开裂、心部裂纹等质量缺陷形成的原因。认为这些质量缺陷与钢材表面、近表面、心部硫化物及硅酸盐类夹杂物的聚集分布等有关。通过强化结晶器电磁搅拌,控制Mn/S比、氧含量,全程保护浇铸。采取合理的加热、轧制温度制度,使夹杂物分布更均匀、更细小,达到理想的纺锤状硫化物夹杂,解决了产品裂纹、夹杂物偏聚等质量问题,提高了产品质量,稳定了生产。

普碳钢弯折开裂特征及成因分析

利用金相显微镜、体视显微镜和带有能谱分析仪的扫描电镜,对普碳钢材的三种不同弯折后产生的开裂缺陷进行了综合分析。结果表明,冷弯90°方管开裂的主要原因是连铸生产过程中发生保护渣卷渣,随后被轧制到板材皮下,造成基体的不连续所致;消防栓用钢在弯折180°后焊接,在加工过程中焊接处出现开裂,其原因主要是焊接部位温度过高、晶粒异常粗大和在冷却过程中产生网状三次渗碳体,使板材塑性和韧性下降所致;冷弯180°热轧板产生开裂是由于铝硅酸盐夹杂的存在。

HRB500E高强度抗震钢筋冷弯脆断原因分析

某公司生产的HRB500E高强度抗震钢筋在冷弯试验中发生脆断现象。利用直读光谱仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等分别对脆断钢筋的化学成分、显微组织、断口形貌及夹杂物成分等进行了检验和分析。结果表明:钢液氧化所产生的大量超长、超宽硅酸盐类夹杂物是导致该HRB500E高强度抗震钢筋冷弯脆断的主要原因。