大型高合金铸钢件生产余料的回收及利用

主要介绍了大型高合金铸钢件(双相不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、耐热不锈钢、镍基材料等)生产余料的分类、回收管理制度及回炉料的合理利用。根据高合金铸钢件材质种类和合金元素的含量,以高合金铸钢件中的关键元素为参考,优化实际分类存储方式。根据冶炼钢水的材质和合金元素的含量,策划最优化的高合金回炉料加入的方式和重量。采用合理的冶炼工艺,提高高合金返回料合金元素的回收利用率。通过这些回收利用方法,降低公司的库存资金,有效地节省生产成本。避免因返回料加入错误造成冶炼铸件化学成分超标进而导致报废。

高合金钢冶炼用锆质引流砂的研制与应用

以锆英砂、铬铁矿和石英砂为主要原料,制备了满足电炉钢包高合金钢冶炼需求的锆质引流砂,研究了石英砂含量对其组成、结构和性能的影响。结果表明:经高温热处理后,随着石英砂含量增加,试样的线变化率逐渐增大,显气孔率明显减小,体积密度先减小后增大,各试样内各颗粒均为点接触为主,形成了以K_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-FeO为主的低熔相,高温耐压强度略有增大,烧结层厚度增加,促进了引流砂烧结。针对宝钢电炉钢包高合金钢种冶炼(合金量Cr+Ni+Mo≥8%),采用锆质引流砂替代铬质引流砂进行应用,目前已稳定使用9个月(合计210炉次),钢包自动自开率明显改善,由85.0%提高至97.2%。

高合金钢板坯加热炉内断裂原因与控制策略探讨

高合金钢板具有极其出色的性能,在各个行业都得到了广泛的应用。然而,由于多种因素的影响,高合金钢板在热轧生产时常常会出现炉内断裂的情况。本文针对高合金钢板坯加热断裂的原因进行分析,并提出相应的改进对策,希望能够使高合金钢板坯炉内加热断裂的问题得到有效解决,进而为同种类型钢板制定加热制度提供一定的依据。

喷射成形技术在高合金工具钢中的应用及研究进展

喷射成形是制备高性能高合金化工具钢的一种先进工艺技术,具备短流程、成本低、绿色化的技术优势。目前,喷射成形制备高合金工具钢在国内已逐步实现规模产业化。本文重点介绍了国内外喷射成形高合金工具钢的发展及研究进展;总结了喷射成形高速钢、模具钢的微观组织和力学性能特征;提出未来喷射成形高合金工具钢的发展应注重利用数字化、智能化等控制技术进一步提高产品的质量和性能稳定性,系统研究及建立合金成分-工艺参数-组织性能特征-服役应用的关系,并通过探索新工艺和新方法,发挥喷射成形的工艺优势及应用前景。

高合金渗碳钢20Cr2Ni4A的生产工艺研究

课题组采用本钢特钢厂50 t电炉+LF+VD+3.16 t模铸的工艺模式,开发高等级高合金渗碳钢20Cr2Ni4A生产。试验过程中对电炉温度控制、氧气流量、喷碳粉量等进行严格控制,精炼工位化学成分实行窄带严格控制方式,全过程白渣操作,氧含量控制在小于等于10 ppm,VD真空保持时间要求大于15 min等生产工艺。课题组统计了500炉20Cr2Ni4A钢材中,检验结果表明,平均氧含量为9 ppm,晶粒度为7级,低倍组织、非金属夹杂物、力学性能及各项物理性能均达到高等级高合金渗碳钢20Cr2Ni4A要求,该研究可为本钢特钢厂的实际生产过程提供实际指导。

转炉-连铸工艺流程生产高合金钢Mn13技术开发及应用

通过优化转炉-连铸工艺路线,精准控制钢水冶炼成分,进行了高合金钢Mn13的生产探索。结果表明,铁水预脱硫利用KR控制出站w [S]≤0.002%;转炉出钢w [P]≤0.012%,合金总量的1/3在转炉出钢时加入,其余在精炼LF完成,RH控制出站钢水w[H]<0.000 2%,w[N]<0.008 0%;连铸工序控制拉速为0.8~1.0 m/min,结晶器宽边水量为3 900~4 100 L/min,窄边水量为560~590 L/min;连铸结束后需做好封顶工作。采取上述措施后,高合金钢Mn13成坯合格率从原来的50%以下提升到95%以上。

耐高温钢管用高合金Cr-Mo钢板的组织及力学性能研究

结合耐高温钢管用高合金Cr-Mo钢板的生产工艺流程、难点及其相应工艺措施和产品性能指标,通过创新成分设计体系,冶炼降低有害元素含量及模铸过热度控制,保证加热温度及保温时间,开坯料严格执行预热工艺,抢温快速轧制及轧后避水工艺,淬火炉加热时保证钢板上、下表面温差≤5℃,生产的钢板产品实物质量优良。同时,对钢板的成分、组织及性能进行研究。结果表明:钢板的拉伸性能优异,金相组织晶粒均匀细小,表现出良好的综合力学性能。

高合金超高强度钢的发展

超高强度钢是在普通合金结构钢的基础上发展起来的一种超高强度、高韧性合金钢,在现代工业中占有重要地位,在航空、航天部门也被广泛使用。本文介绍了超高强度钢,特别是高合金超高强度钢的发展和应用情况,指出了现今在这一领域的研究热点。

喷射成型HGSF01高合金工具钢的摩擦磨损性能

采用SRVⅣ型摩擦磨损试验机对比研究了喷射成型-锻造(SF-F)、电渣重熔-锻造(ESR-F)和电渣重熔(ESR)三种工艺制备的HGSF01高合金工具钢的摩擦磨损性能,重点研究了摩擦速度和载荷对SF-F态钢摩擦磨损性能的影响及其磨损机制。结果表明:SF-F态钢的摩擦磨损性能比ESR-F态和ESR态的都好;SF-F态钢的摩擦因数在低载荷时随摩擦速度的增大而增大,在高载荷时先增大后减小,摩擦速度一定时随载荷的增大而增大;随着摩擦速度和载荷的增大,SF-F态钢的磨损量增大,其磨损机制主要是磨粒磨损和粘着磨损。

高合金工具钢焊接的国内现状

高合金工具钢的焊接性能较差,但高合金工具钢的焊接在工业上有较广泛的应用。本文综述了高合金工具钢熔化焊、钎焊和固态焊国内焊接研究与应用现状,介绍了超塑焊接在高合金工具钢精密焊接中良好的工业应用前景。

高合金铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能的研究

为了获得高性能的耐磨材料,采用粉末冶金方法制备了高合金颗粒强化铁基材料.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和摩擦磨损实验研究了干摩擦状态下材料的摩擦磨损性能.结果表明:材料的磨损机理是由粘着磨损、磨料磨损和接触疲劳磨损共同作用的.本文研究的高合金铁基粉末冶金耐磨材料,在50 s内进入稳定磨损阶段,能在很短的时间里达到最佳使用效果.干摩擦120 min后,材料的比磨损量小,仅为2.096×10-15 kg/(m.N),摩擦系数变化不大,在0.05～0.06保持相对稳定,说明材料的耐磨性能较好.材料组织中M6C碳化物能保证材料很好的耐磨性能,而M2C碳化物则降低材料的耐磨性能.

碳含量对腐蚀条件下低碳高合金钢冲击磨损性能的影响

在冲击、腐蚀磨损条件下,对不同碳含量的新型衬板用低碳高合金钢的磨损行为进行比较,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析合金组织、其亚表层金相组织及冲击腐蚀磨损表面形貌,对合金组织和在腐蚀环境下的冲击磨损机制进行探讨.结果表明:与含碳量为0.16%、0.25%的低碳高合金钢相比,碳含量为0.21%的低碳高合金钢在腐蚀环境下具有最佳的抗冲击磨损性能,其磨损机制以疲劳剥层为主.

锰含量对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

用光学金相显微镜、衍射仪及显微硬度计,研究了锰含量对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响。结果表明,当锰含量由2.0%增加到3.0%时,合金的退火态组织由上贝氏体+屈氏体转变为马氏体,淬火回火后均为单相板条马氏体组织。随锰含量的增加,硬度稍有增大,冲击韧度下降,均匀耐腐蚀性有所降低。含锰量为2%的低碳高合金钢达到了矿山用衬板的使用要求,从成本考虑,是更经济的。

喷射成形高合金工具钢的组织与力学性能

采用喷射成形工艺制备了高合金工模具钢,对沉积坯进行了热锻致密化处理和淬火+回火热处理。对比分析了喷射沉积态合金和电渣重熔态合金的组织形态和力学性能。结果表明:喷射成形材料晶粒组织为均匀细小的等轴晶,碳化物细小且弥散分布,有效解决熔铸态合金热锻后仍无法完全消除的成份偏析和粗大网状碳化物的问题。由于喷射沉积态材料具有良好的组织形态,使得喷射沉积态的强度和冲击韧性比电渣重熔态分别提高了40%和18%。由于喷射沉积态材料中非金属夹杂物的影响,使得材料的冲击韧性值偏低,有待进一步优化工艺,减少夹杂物的含量,提高材料的力学性能。

熔渗铜对高合金烧结钢组织的影响

研究了熔渗铜对Fe-Cu - 5X(Ni、Mo、Cr、W) -C合金组织的影响。实验表明 :熔渗铜不仅可以提高材料的密度 ,而且可以改善材料的组织均匀性 。

铸造高合金不锈钢热处理工艺对组织与耐蚀性的影响

研究了铸造高合金不锈钢的热处理工艺对其组织和腐蚀行为的影响。结果表明,试验钢的最佳热处理工艺为1150℃水冷的固溶热处理。该工艺可使其组织中析出相总量减少,从而使钢具有较好的耐均匀腐蚀、晶间腐蚀、电化学腐蚀和较高的抗点蚀性能。

高合金铁基材料熔渗工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜观察和力学性能测试研究了熔渗处理对高合金铁基材料显微组织和性能的影响。结果表明,熔渗前预烧温度的控制直接影响熔渗的效果。在1160℃预烧,显微组织中有很多大小均匀、连通的孔隙,有利于熔渗的进行;硬质相中Mo、Cr扩散程度较低,熔渗过程中,铜均匀填充孔隙,大小均匀,密度达到7.85 g/cm3,各项性能较好;Mo、Cr的扩散程度明显提高;Cu基本分布在填充孔隙的部分。热处理后,材料的硬度和强度均有提高,但冲击韧度下降。从冲击断口形貌可以看出,熔渗后的材料呈现明显的塑性断裂特征。通过合理控制熔渗过程中的工艺参数,可获取高致密度、高性能的铁基粉末冶金材料。

高合金钢管穿孔顶头的失效分析

介绍了高合金钢管穿孔顶头的主要失效形式,对失效顶头断口进行了SEM和光学金相分析、X射线荧光光谱化学成分分析等测试,探讨了顶头开裂的主要原因。通过适当调整Nb、Co、W等元素的含量,提高顶头铸造质量等,使穿孔顶头的使用寿命有所提高。

高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀

通过感应炉侵蚀试验和显微结构分析,研究了高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀行为。结果表明:钢包镁碳砖侵蚀较快的主要原因是较高的精炼温度,较长的精炼时间和较低的渣黏度。高合金钢渣的黏度较低,使侵蚀速度加快;精炼温度高加剧了MgO与C的脱碳反应,并且,随着温度升高,渣黏度降低,侵蚀加快;同时,精炼时间长也增加侵蚀程度。

铸造高合金不锈钢在稀硫酸水砂介质中的冲刷腐蚀行为

采用电子探针和扫描电镜等手段研究了不同成分Cr-Ni-Mo合金对铸造高合金不锈钢金相组织的影响,采用自制的冲刷腐蚀试验机比较了不同Cr-Ni-Mo成分高合金不锈钢和25-20不锈钢在模拟的强冲刷弱腐蚀介质条件(0.1MH2SO4+10%SiO2)中的冲刷腐蚀行为。结果表明,Cr、Mo合金元素促进组织中σ相的析出,Ni抑制σ相的析出;高合金不锈钢的冲刷腐蚀特征均表现为纯冲刷作用为主,腐蚀为辅,同时腐蚀与冲刷之间有很强的交互作用;σ相没有降低高合金材料的耐蚀性,但明显提高了其抗冲刷腐蚀性能。