钢中非金属夹杂物对显微组织的影响

使用金相法对碳素结构钢Q 235B钢板的拉伸试样非正常断口进行分析,研究了钢中夹杂物类型和形态以及钢的显微组织。结果表明,Q 235B钢板拉伸试样非正常断口及附近部位夹杂物严重,且存在粗大的带状组织,带状铁素体中有明显的非金属夹杂物。粗大带状组织的形成原因是由于铁素体以非金属夹杂物为结晶核心并沿着非金属夹杂物的变形方向生长而形成的。

夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响

通过金相分析、电化学极化腐蚀充氢法和氢致开裂试验,研究了夹杂物和带状组织对不同化学成分的管线钢氢致开裂性能的影响,并对夹杂物和带状组织对管线钢氢致开裂的影响因素进行了分析。结果表明:非金属夹杂物是氢致裂纹萌生的裂纹源,其中较大尺寸的Si、Al、Ca及其复合型氧化物夹杂物易于诱发裂纹形成,对管线钢抗氢致开裂的敏感性有很大影响。C、Mn和Si等元素偏析形成带状组织,易造成带状组织硬度过高,也是氢致裂纹萌生和扩展的聚集场所,对管线钢抗氢致开裂恶化有很大影响。

非金属夹杂物影响下SCM-420钢的失效行为

为了研究非金属夹杂物对钢内部显微组织形态的影响,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计和扫描电镜EDS能谱仪对SCM-420机械结构用钢内部的夹杂物形貌、基体微观组织、失效断口进行了观察分析.研究结果表明:夹杂物主要为点状的氧化物-硅酸盐混合型、块状的氧化物型和条状的硅酸盐型;夹杂物的周围存在脱碳层,其显微组织为单相的铁素体;夹杂物与基体生成了类共晶组织;微裂纹以夹杂物和脱碳层为通道,导致SCM-420机械结构用钢的脆性断裂.

非金属夹杂物对气瓶钢质量的影响

钢中硫含量及大于20μm的带状夹杂物是影响气瓶钢质量的主要因素,特别是带状硫化物。随着硫含量的增加严重恶化薄板的深冲性能。同时,探讨了夹杂物与塑性断裂的关系。

稀土Ce元素对过共析钢非金属夹杂物及组织性能的影响

为研究稀土元素对过共析钢非金属夹杂物和显微组织的作用机理,在过共析钢中添加了少量的稀土Ce元素,通过冶炼控制O、S含量,保证了稀土Ce元素在钢中的收得率,研究了稀土Ce元素对过共析钢拉伸性能、非金属夹杂物、珠光体片层间距等的影响。结果表明:与稀土Ce元素结合的非金属夹杂物尺寸约为5μm,加入少量稀土Ce元素可以使氧化物类夹杂物形貌发生变化;消除过冷度对珠光体片层间距的影响后,稀土Ce元素可以使过共析钢的抗拉强度提高19 MPa,面缩率降低2%;添加与未添加稀土Ce元素的过共析钢盘条性能不同,主要与珠光体片层间距的大小和均匀性有关,稀土Ce元素的添加可以细化、均匀珠光体片层间距,提高过共析钢盘条的同圈性能均匀性。

钢轨闪光焊灰斑缺陷及其非金属夹杂物相关性分析

通过观察钢轨闪光焊接头断口灰斑缺陷的宏观和微观特征,结合灰斑缺陷非金属夹杂物组织、成分定量分析,采用统计方法对影响灰斑缺陷的不同元素含量进行了相关性分析。结果发现:钢轨闪光焊灰斑缺陷与断口基体间存在明显界限,且造成落锤自然砸断的灰斑多出现于钢轨轨底部位,宏观形貌多呈块状、椭圆形或圆形,轨底露头灰斑明显降低接头抗落锤性能。微观形貌上钢轨断口基体属于解理断裂,而灰斑属于韧性断裂,灰斑组织由韧窝加弥散分布于其中的非金属夹杂物组成,非金属夹杂物主要成分为锰、氧、硅元素。基于大量灰斑非金属夹杂物化学成分统计的假设检验分析结果发现,灰斑非金属夹杂物中锰、氧含量存在显著的线性相关性,钢轨母材中的锰含量对接头灰斑缺陷的产生几率存在显著的影响。

单颗粒球状非金属夹杂物对螺栓性能影响

本文通过相同的生产工艺将单颗粒球状非金属夹杂物水平差异较大的ML40Cr材料加工成螺栓,研究单颗粒球状非金属夹杂物对螺栓金相组织和力学性能的影响。结果表明:金相组织、拉力载荷和硬度无明显差异,且无明显非金属夹杂物材料生产的螺栓疲劳强度比2级单颗粒球状非金属夹杂物生产的螺栓要高出22%。

在钢轨钢锭中添加稀土金属时非金属夹杂物的性质和分布

在研究稀土金属对钢锭质量的影响时,必然会提出加入不同的稀土量所形成的非金属夹杂物的性质、轴外偏析带的变化、沉淀锥体中含稀土夹杂物聚块形成的机理及其他问题。 本文介绍了添加稀土金属(对钢锭中非金属)夹杂物的性质和分布的影响的研究结果,研究所用钢锭含0.68%C:0.80%

组织结构及夹杂物对高强结构厚板冷弯开裂影响的研究

冷弯开裂一直是制约高强度结构厚板应用的关键,其影响因素较多。实验对Q690D厚板冷弯开裂原因开展了深入分析。通过金相组织分析发现厚板表面存在1层100μm左右、由粗大贝氏体和细晶铁素体所组成的带状组织是导致钢板冷弯开裂的主要原因。此外,对试验钢中氧、氮、氢含量进行化学检测,发现氧含量超标,且通过扫描电镜及能谱观察发现钢中存在较多氧化镁、氧化铝类夹杂,评级为D类和DS类1.0级。据此,提出增加试验钢中硅元素的含量,可以有效抑制锰元素偏聚造成的带状组织,同时可降低钢中的氧化物夹杂。

稀土对4145H锻材的组织及夹杂物的影响

采用金相显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜,对4145H钢锻轧组织和稀土夹杂物进行观察。结果表明,在钢材纵向上分布着明显铁素体+珠光体带状组织,造成带状组织的原因是枝晶偏析。采用高温扩散退火的方法,将温度升高到1250℃保温20 h,当温度降低到600℃时出炉空冷,即可完全消除带状组织,且随着稀土含量的增加铁素体逐渐减少,甚至消失。

添加稀土金属中间合金对钢进行变性处理的效果简介

通常,向锭模、中注管或者中间漏斗中添加稀土金属中间合金会导致铈在铸锭中不均匀性的形成。在浇钢桶中使用中间合金VSi30B3Mo20对钢进行处理时,在铸锭中未形成铈的不均匀性。在浇钢桶中使用稀土金属中间合金且随后短时吹入惰性气体对钢进行变性处理的情况下铸锭的低倍组织得到极大改善,因为保证了大块非金属夹杂物的上浮。在带高氧化铝炉衬或者碱性炉衬的浇钢桶中对钢水进行处理的情况下,以及在使用带低含量FeO(<0.5%)的高碱度渣的情况下,使用稀土金属中间合金的有效性得到了提高。

大型汽轮机末级叶片钢中夹杂物与组织对疲劳强度与应力腐蚀性能的影响

通过对非金属夹杂物含量超标的Cr-Ni-Mo-V-N材料的疲劳与应力腐蚀性能试验研究，该批材料腐蚀疲劳数据散乱。其主要原因：该批材料存在由成分偏析引起的层状结构，以及钢中合金元素编析，导致组织结构不均一，夹杂物超标和分布不均匀等。对应力腐蚀性能无显著影响。

连铸轻压下对焊瓶钢成分及组织的影响

以HP295焊瓶钢为研究对象,针对焊瓶钢连铸生产过程中出现的铸坯中心偏析、轧后产品局部区域组织异常等问题进行了生产跟踪试验,发现轧后产品的夹杂物及带状组织与铸坯中心偏析位置存在对应关系。阐明了铸坯中心偏析问题如何遗传影响轧后产品的组织及夹杂物分布。通过调整压下量、压下速率及压下位置节点等措施,设计了全新的焊瓶钢连铸轻压下工艺模型;并依据工艺对比试验,结合低倍分析、原位分析、金相分析等检测手段,发现应用新轻压下工艺方案后,连铸坯中心偏析、中心疏松、三角区裂纹均不超过0.5级,Mn、S元素的偏聚情况均得到了显著减轻,相应的卷板产品组织带状及夹杂物也得到了明显改善。最终确认了合理的连铸轻压下工艺能够有效改善HP295焊瓶钢铸坯中心成分偏析,减轻轧后产品的带状组织及夹杂物偏聚问题。同时优化后的轻压下工艺已通过数字化模型方案,推广应用于焊瓶类系列钢种,并实现了批量稳定生产。

喷射成形HGSF01钢制备及其夹杂物评定

采用喷射成形技术制备了高合金工模具钢(HGSF01)沉积坯,经后续的热锻致密化和热处理工艺得到了组织性能良好的工模具用钢。在对其显微组织观察和力学性能测试的基础之上,分析了HGSF01钢的组织演变及其与性能的关系,并用电子探针(EPMA)初步评定了组织中夹杂物的含量、种类,并分析了可能的来源。结果表明,与电渣重熔态材料相比,喷射成形高合金钢晶粒细小,成分均匀,其性能得到大幅提升。材料中非金属夹杂物判定为细系D1.5级、粗系0.5级的环状氧化物,经鉴定为少量的氧化铝和硅酸盐类夹杂,需严控制备工艺以降低夹杂物含量,提升材料质量。

影响超高强度超细钢丝拉拔断丝的夹杂物分析

夹杂物是导致超高强度超细钢丝拉拔断丝的主要因素。采用SEM、EDS对钢丝拉拔断口样品进行失效分析,探讨导致拉丝断裂的主要因素。结果表明:拉拔断口主要为扭转断口、斜劈状断口和夹杂物断口(笔尖状断口和塑性变形断口)。夹杂物主要有延性复合型夹杂、硬脆性MgSiO3系和Al2O3系夹杂3大类,夹杂物尺寸为5～20μm,夹杂物引起的拉拔断丝约占总断丝的88%。

高强度中厚板钢的带状组织分析

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能材料试样机,对高强度中厚板钢的心部进行显微组织与力学性能的观察、检测和分析;利用化学分析方法对其成分进行测试,应用J-MatPro软件计算热轧卷板中C、Mn、P、S的成分偏析对相变温度的影响。试验结果表明:心部存在铁素体/珠光体带状组织;其屈服强度(367MPa)和抗拉强度(476MPa),显著下降,但延伸率率(26%)却稍微高于其表面试样,其原因与合金和杂质元素的偏析,钢液凝固速度以及夹杂物的分布有关。

非金属夹杂物和金相组织对板材伸长率的影响

以大的试样样本为基础,利用显微镜、扫描电镜和金属原位分析仪,系统地分析试样中的非金属夹杂物和贝氏体组织对中厚板伸长率的影响规律。试验结果表明:钢中非金属夹杂物和贝氏体组织是影响伸长率的主要因素。钢中非金属夹杂物在种类、含量和分布上对板材的伸长率降低有很大的影响,尤其是硫化物和硅酸盐类夹杂的影响更为严重。试验结果也表明了条带状的贝氏体组织对板材的伸长率减小的影响作用也是显著的。它们之间有着较为密切的相关性。

氧化物冶金技术及其应用

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术,应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。讨论了氧化物冶金型钢的显微组织特征,分析了氧化物冶金型钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用。

CSP低碳钢板的组织和性能

对采用EAF CSP工艺生产的ZJ330低碳钢热轧板进行了组织、性能和夹杂物分析。结果表明:成品板的晶粒细小、均匀、强度较高、拉伸试样的断口为韧性断口;EBSD分析表明:成品板组织中铁素体晶粒间基本为大角度晶界,择优取向不显著。由于薄板坯连铸时的凝固和冷却速度快,钢水洁净度高,使得夹杂物含量少、尺寸小、钢板的伸长率高。

气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ拉拔断丝分析

本钢生产规格为6.5 mm的气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ,在后续拉拔加工至1.8 mm过程,出现拉拔断裂现象。为了查找断裂原因,以气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ及拉拔断丝试样为分析对象,通过显微观测和能谱检测等手段分析其化学成分、力学性能、断口形貌和非金属夹杂物,研究盘条出现拉拔断丝原因。结果表明:带状组织的存在是气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ拉拔断裂的主要原因。其中,化学成分偏析和吐丝温度较高是导致带状组织形成的主要原因。最后通过理论分析并结合实际生产工艺,给出生产改进措施建议。