Al2O3夹杂对厚规格X80M热轧钢带DWTT性能影响

通过优化钙处理过程氩气流量提高脱氧产物上浮到钢渣中效果、改进中包结构改善流场促进夹杂物上浮等措施,实现钢水T[O]<0.0015%,有效减少了钢水中Al2O3夹杂物的数量,板卷DWTT性能符合标准要求,实现了稳定开发生产22 mm厚X80M管线钢热轧钢带的目的。

电解铝液中Al_2O_3夹杂物的形成机理

介绍铝电解机制对电解铝液中形成Al2O3夹杂物的影响,分析铝液中Al2O3夹杂物形成的机理,推算CO2对铝液扩散的质量传递方程,描述效应处理过程对铝液中Al2O3夹杂物形成过程的影响。利用Person—Waddington电流效率模型测算电解铝液中可能形成的Al2O3夹杂物最大值。结果表明:电解过程生成的Al2O3夹杂物对铝液的污染,是短流程工艺影响铝熔体冶金质量的主要根源。

连铸保护渣吸附Al_2O_3夹杂能力的研究

研究了保护渣吸附不同质量分数Al2O3夹杂对其熔化温度、黏度、表面张力和结晶性能的影响.实验结果表明,保护渣吸附Al2O3夹杂后,熔化温度上升,黏度增加,表面张力有下降的趋势;当碱度在0.85～1.17时,保护渣吸附夹杂后熔化温度和黏度变化幅度不大,具有较好的吸附能力;碱度在0.92～1.07时,保护渣表面张力的变化较小,有利于夹杂物的吸附,是保护渣吸附夹杂物的适宜碱度范围;随Al2O3夹杂的增加,渣中枪晶石和硅灰石数量减少.

铝镇静钢连铸保护渣对Al_(2)O_(3)夹杂物的吸收能力

采用Al2O3溶解速率测定仪测定了CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO连铸保护渣系的Al2O3溶解速率。通过建立Al2O3溶解速率和渣成分关系的回归正交设计模型,精确预测铝镇静钢连铸保护渣的夹杂物吸收能力,并通过建立的非线性规划模型对该保护渣进行优化设计。结果表明,在CaO/SiO2=1.15,Na2CO320.0%,CaF220.0%,Al2O32.0%,MgO 8.0%时,连铸保护渣的Al2O3溶解速率的最大值为1.73×10-3kg.m-2.s-1。

钢中Al2O3夹杂物生成、聚集原位观察

利用高温激光共聚焦显微镜观察了铝脱氧钢Al2O3夹杂的生成、聚集成团簇以及Al2O3团簇运动到固液界面的行为特征,发现从生成单颗粒Al2O3并且单颗粒Al2O3从相距145μm到自发聚集成78μm的Al2O3团簇仅需1.5 s,聚集后的Al2O3团簇从钢液内悬浮位置被吸附移动146μm至固液界面仅需0.5 s,后续生成单颗粒Al2O3迅速向固液界面处的Al2O3团簇聚集,Al2O3团簇可在1 s时间由细长状收缩为团状。理论分析表明Al2O3夹杂聚集、Al2O3团簇被固液界面吸附的主要作用力为范德华力,且夹杂尺寸越大所受范德华力越大,夹杂物的移动速度越快,Al2O3团簇自发收缩成团主要是液桥力的作用。

控制高铝钢45CrAlMo中Al_2O_3夹杂的工艺实践

45CrAlMo钢(/%:0.40～0.50C,≤0.60Mn,0.15～0.45Si,1.30～1.70Cr,0.15～0.30Mo,0.85～1.20Al)的生产工艺流程为60 t EAF-LF-VD-氩气保护浇铸2.1 t锭-锻成120 mm×120 mm材。分析了电弧炉冶炼和LF精炼过程脱氧,VD脱气、浇铸过程的工艺参数对钢中氧含量和Al_2O_3夹杂的影响。通过将LF终点S含量从≤0.015%降至0.008%,喂铝线改成加铝锭、VD真空度从100 Pa降至67 Pa,加CaSi改成不进行Ca处理,浇铸温度从1 585～1 595℃降至1 570～1 580℃等工艺措施,消除了低倍点状夹杂,B类和D类夹杂分别从1.5级降至0.5级,探伤合格率从67%提高到98%,成材率由55%提高到68%。

钢液铝脱氧早期形成的Al_2O_3夹杂

钢液铝脱氧过程产生的高熔点非金属夹杂物Al_2O_3对钢材性能危害较大,因此对其数量和尺寸控制变得十分重要。本文通过设计高温激光共聚焦显微镜实验对早期形成的Al_2O_3夹杂物进行研究,通过场发射扫描电镜FESEM和能谱EDS对高温激光共聚焦显微镜制备的试样中的夹杂物进行观察与分析,发现大量纳米尺寸Al_2O_3夹杂物,尺寸在100 nm以下。同时,研究了冷却速率对早期形成Al_2O_3夹杂物的影响,结果表明:冷却速率越大,夹杂物的数量越少,尺寸越细小。

低碳铝镇静钢钙处理Al_2O_3系夹杂改质的热力学计算

使用钙处理法把Al2O3系夹杂改质为钙铝酸盐的程度,主要取决于钙与硫还是与Al2O3系夹杂进行反应。通过热力学计算,推导了钙处理Al2O3系夹杂,改质为不同xCaO·yAl2O3的临界硫含量a[S]e=K5·a1/3Al2O3/（a（CaO）·a2/3[Al]）和临界钙含量值a[Ca]e=a（CaO）·a2/3[Al]·（K4·a2/3Al2O3）-1。推荐了在工业生产中,既能在精炼温度下使Al2O3系夹杂呈液态,有利于夹杂物上浮;又能在连铸时,防止中间包水口蓄流的钢中钙的推荐值（[Ca]T）,根据钢液不同的[Al]含量（0．01％～0．05％），[Ca]T应控制在13×10-6～41×10-6。

吸附Al_2O_3型结晶器保护渣的研究与应用

为了降低钢中Al2O3夹杂物的含量,开发了可吸附Al2O3型结晶器保护渣,并进行了工业试验。结果表明,采用该保护渣浇铸后,与普通型保护渣相比,铸坯中的Al2O3含量降低,夹杂物数量减少0.5个/mm2,夹杂物最大粒径平均降低8μm,保护渣单耗降低0.12g/t。

冷却速率对钢中MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率的影响研究

通过实验室试验研究钢中MnS+Al_2O_3复合夹杂物的生成以及不同冷却速率对MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率的影响。结果表明:被推动到钢液凝固前沿的Al_2O_3,会为MnS析出提供异质形核质点;随着冷却速率的增加,复合夹杂物的尺寸从4μm降至2.5μm左右,MnS+Al_2O_3复合夹杂物包裹率逐渐降低。本次试验研究为得到较优包裹程度的实验条件以及进一步改善钢材性能提供一定的理论分析。

铝的润湿行为以及Al_2O_3和SiC陶瓷过滤器的过滤行为(英文)

检测了工业用Al2O3过滤器和SiC过滤器与液态铝的润湿性并在工厂使用以上2种陶瓷过滤器过滤铝液。实验结果表明:Si C过滤器比Al2O3过滤器更易于润湿液态铝。提高液态铝与过滤器的润湿性有助于铝液透过过滤器,提高夹杂物的去除率,同时,易于去除与铝不浸润的杂质。

38CrMoAl渗氮钢小方坯工艺实践

通过采用合适的增铝方式,调整合适的精炼渣系,并对钢水进行VD真空处理,注重良好的保护浇铸,尽量减少Al2O3夹杂物的产生和尽量多的去除Al2O3夹杂的工艺,实现了以小方坯连铸连浇的方式生产出合格的38CrMoAl渗氮钢。

回火温度对42CrMo钢超高周疲劳行为的影响

利用超声疲劳试验方法研究了不同回火温度对汽车轴用42CrMo调质钢疲劳性能的影响以及其裂纹萌生机理。结果表明,42CrMo调质钢的疲劳S-N曲线在106~109cyc范围内存在平台,490℃回火后109cyc的疲劳极限为600 MPa,520℃回火后109cyc的疲劳极限为550 MPa。SEM断口观察表明42CrMo钢在高应力水平下疲劳裂纹倾向于在表面萌生,应力在疲劳极限附近疲劳裂纹倾向于在内部Al2O3夹杂处萌生,疲劳后材料中的碳化物明显增加。TEM结果显示经过疲劳后屈氏体中板条的尺寸从原始的237 nm降低为138 nm。同时定量分析了夹杂尺寸与疲劳极限和疲劳寿命的关系。

GX4CrNi13-4铸钢非金属夹杂物的消除及其对性能的影响

研究了非金属夹杂物对核电机组用铸钢GX4CrNi13-4材料冲击性能的影响。扫描电镜(SEM)观察和能谱分析(EDS)结果表明:GX4CrNi13-4铸钢中主要夹杂物为角状不规则的Al_2O_3和硫化物,其中单个Al_2O_3夹杂物的尺寸在5~20μm,数量较多。Al_2O_3夹杂物与硫化物形成复合夹杂并且聚集生长,分布范围为100μm左右。通过真空脱气、减少含铝脱氧剂的使用和脱渣处理,有效改善了铸件的夹杂物水平,使钢中Al_2O_3夹杂物数量下降,尺寸减小为5μm左右,GX4CrNi13-4铸钢冲击韧性由23.67 J/cm^2提高到128.33 J/cm^2,超出国家标准,为实现第三代AP1000 MW核电汽轮机大型核心铸钢件的国产化奠定了坚实的基础。

12Cr2Mo1R厚板探伤不合格原因的试验分析及对策

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪对探伤不合格12Cr2Mo1R厚板的化学成分、微观组织、夹杂物等进行研究和分析。结果表明,板厚1/2处70μm以上呈串状的Al2O3夹杂物是造成超声波探伤不合格的主要原因。分析了12Cr2Mo1R厚板中Al2O3夹杂物的主要来源。同时提出解决探伤不合格的方案:严格控制转炉冶炼时钢水中的溶解氧含量,减少脱氧Al的用量;采用合理的二次精炼制度,尤其是合理的吹氩制度,促进夹杂物的上浮分离;采用合理的浇注工艺,防止保护渣卷入。

300t RH加铝后循环时间对IF钢中脱氧夹杂行为的影响

RH精炼过程加铝前IF钢(/%:≤0.005C,≤0.04Si,0.05~0.20Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.03~0.06Als)中的氧含量为340×10^(-6)~467×10^(-6),用Aspex扫描电镜研究了加铝后2~10 min钢中夹杂物类型、尺寸和数量,结果表明,IF钢在RH工序加铝脱氧后钢液中夹杂物的类型主要为氧化铝,随着RH循环时间的增加,钢液中夹杂物数量减少;加铝真空循环6 min后可进行合金化,进一步延长循环时间,钢液中夹杂物的去除速度减缓;加铝前IF钢液中的初始氧含量偏高时,可适当延长循环时间至8 min,再进行合金化。

RH精炼过程Al_2O_3夹杂物运动和去除的数值模拟

在流场模拟计算的基础上,建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型。通过数学模拟计算,分析了RH精炼过程夹杂物运动规律,讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响。研究结果表明:同一管径条件下,吹气量为1 400L/min时,夹杂物的总去除率最高为66.1%且最快去除时间为202s,是去除夹杂物的最优吹气量;同一吹气量条件下,下降管内径为700mm时,夹杂物的去除率最高,可达71.31%,夹杂物去除时间最短,为217s。

30Cr1Mo1V转子表面缺陷分析和冶炼过程质量控制

对生产的96 t 30Cr1Mo1V高中压转子进行超声检测时,发现水口端缺陷。对该缺陷部位解剖后,采用扫描电镜能谱分析手段,确定了该缺陷主要是由钙铝酸盐类夹杂(以Al2O3为主)造成。对夹杂物的来源进行分析,确定了钢水不纯净的主要原因,为后续同类型钢锭的冶炼工艺改进及过程质量控制提供依据。

添加剂对薄板坯连铸保护渣吸附Al_2O_3夹杂的影响

研究了不同添加剂的加入对保护渣吸附Al2O3夹杂后熔化温度的变化,以及添加剂对于保护渣吸附Al2O3夹杂能力的影响。实验结果表明:添加剂w(Li2CO3)由4%增加到10%时,保护渣吸附Al2O3夹杂后熔化温度呈下降趋势;添加NaF和Na2CO3,熔化温度呈上升趋势;添加人造冰晶石和硼砂时,当w(Al2O3)由3%增加到6%时,熔化温度呈上升趋势,当w(Al2O3)>6%时,熔化温度呈明显下降趋势。添加剂影响保护渣吸附Al2O3夹杂能力的顺序依次为Li2CO3>NaF>Na2CO3>人造冰晶石>硼砂。实验结果对于薄板坯连铸保护渣的设计具有一定的指导意义。

渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6低倍夹杂缺陷的分析研究

采取低倍、高倍检测以及扫描电镜对渗碳齿轮用钢18Cr Ni Mo7-6低倍夹杂缺陷进行成分分析,判定夹杂主要成分是Al2O3。产生夹杂的原因是较多的脱氧产物没有来得及上浮,形成夹杂物留在钢液中。通过对冶炼过程用铝量分析,在吨钢用铝量一定的前提下,提高沉淀脱氧用铝量,降低扩散脱氧用铝量,可减少夹杂物的产生。