合金元素对含铜钢表面高温氧化后铜元素富集和热轧板质量的影响

为解决含铜钢的"铜脆"问题,采用真空电弧炉熔炼,研究了添加硅、铬、硼元素对Fe-0.5Cu合金高温氧化后表面铜元素富集的影响,并通过中试轧机对成分调整后的含铜钢进行了轧制试验。结果表明:未添加合金元素的Fe-0.5Cu合金在1 120℃氧化80 min后,浅表层存在白亮色条带状铜元素偏析区域,该区铜元素含量达75%;添加硅及硅、硼的合金均没有明显的铜元素偏析现象,同时添加硅、铬元素的合金在基体与氧化层界面形成大量白色富铜相,但其未沿着晶界向基体内渗透;在含铜钢去除镍元素后,添加硅后热轧板的边部质量比未添加的有大幅提高。

Ce改善含铜砷钢高温氧化与热裂行为研究

利用热重法、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和Gleeble-3800热/力模拟试验机研究了Ce含量对含铜砷钢高温氧化性的影响规律及其改善钢热裂的效果。氧化动力学及氧化层形貌分析表明,950℃~1050℃氧化时实验钢遵循氧化初期直线段氧化完后抛物线的氧化规律,1100℃与1150℃由于氧化层分离为双直线段氧化规律。随着Ce含量增加,氧化增重量逐渐减少,氧化激活能增加,氧化膜晶粒细化,含铜砷钢抗氧化性增强。元素面扫描及模拟热压缩实验分析表明,不含Ce的实验钢1050℃下氧化时铜砷富集量最多且有沿晶界浸润的富铜砷相,其热裂也最为严重;而随Ce含量的增加有效减少氧化层与基体界面处的铜砷富集并改善含铜砷钢热裂。氧化激活能增加、Fe_(2)SiO_(4)层和含砷稀土夹杂物的形成是稀土Ce改善含铜砷钢高温氧化与热裂性的原因。

Si对含铜钢表面高温氧化后铜元素富集的影响

研究了Si元素对抑制含铜钢高温氧化后表面铜元素富集的影响。结果表明:添加Si元素使合金氧化后形成较多内氧化产物2FeO.SiO2,该氧化物在生长过程中对基体局部区域形成包裹,可割断液相铜的扩散途径,降低富铜相中Cu的浓度,有利于减轻含铜钢高温氧化后基体表面铜元素偏聚,但同时会导致合金在1 150℃以上高温区抗氧化性能减弱。

345MPa级耐候钢中Ni对Cu富集行为的影响

用扫描电镜和电子探针研究了含Ni和不含Ni两种成分的345 MPa级耐候钢的Cu富集行为。经1200℃保温2 h后,含Ni钢的氧化层较薄,厚度为132μm,大量白色富铜相在外氧化层中形成。在热轧除鳞时,含富Cu相的外氧化层脱落,热轧板表面形成较平整的二次氧化铁皮,钢板表面光滑。不含Ni耐候钢的氧化层较厚,为177μm,富Cu相主要在内氧化层中形成,并沿奥氏体晶界渗入基体。富Cu的内氧化层粘附于基体表面,不易随鳞脱落,在热轧时轧入基体,使得热轧板表面粗糙。本文通过试验分析提出了在钢中添加Ni避免热脆的机理。