铝脱氧25Mn钢圆坯中夹杂物的分布规律

针对铝脱氧25Mn钢圆铸坯中夹杂物的分布特征,通过配备夹杂物自动分析仪的扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)检测了圆坯不同径向位置处夹杂物的二维形貌、成分及数量密度。对钢中夹杂物进行非水电解提取及三维形貌、成分的观察,并结合FactSage 8.0软件进行了计算分析。结果表明,在钢液的凝固冷却过程中,随着温度的降低,夹杂物中Al_(2)O_(3)含量逐渐增加,CaS含量先增加后减少,CaO及SiO_(2)含量逐渐减少。随着钢中氧含量的增加,单相钢液的稳定区域逐渐缩小,液相氧化物稳定区域增加。钢中夹杂物主要可分为含SiO_(2)的S类、含Al_(2)O_(3)的A类、含MgO的M类及以CaO或CaS为基础的C类。随着靠近圆铸坯中心位置,夹杂物的总数量密度呈现小幅增加态势,S类、A类及M类夹杂物数量密度小幅增加,C类夹杂物数量密度小幅减少。在靠近圆铸坯表面附近,大部分CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物处于液相区附近,随着逐渐靠近圆铸坯中心处,CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物组成逐渐远离液相区域,其平均成分由液相区域逐渐转移至固相区域,夹杂物中MgO含量增加。非水电解提取到的夹杂物与夹杂物自动分析所观察到的夹杂物种类基本一致。

基于铸辗复合成形的25Mn钢法兰热处理工艺的试验研究

以铸辗复合成形的25Mn钢法兰为研究对象,研究热处理工艺参数对25Mn钢法兰微观组织及力学性能的影响;通过扫描电镜观察分析,揭示25Mn钢法兰件经不同回火温度处理后拉伸与冲击断口的断裂机理。试验结果表明,辗扩后法兰件内存在残余应力,组织不均匀,拉伸与冲击断裂形式主要为准解理和脆性断裂。在220~660℃回火时,晶粒得到细化,组织均匀;低温回火后,断口形貌为河流状花样和撕裂棱,韧窝少而浅,断裂形式为剪切和解理断裂;且随着回火温度的升高,强度总体呈下降趋势;经620℃回火析出细粒状碳化物,塑性达到峰值,伸长率和断面收缩率分别约为29%和65.32%,此时韧窝密度大,深度变深,冲击吸收能量最大（约103 J）,塑韧性最好。回火温度大于620℃,碳化物发生球化,塑韧性降低。为获得优良的综合力学性能,制定25Mn钢法兰的最佳热处理工艺为880℃淬火保温2 h,在10%NaCl水溶液中冷却后620℃回火10 h。

25Mn钢Φ185mm×13mm冷拔管内表面麻点状缺陷的分析和控制工艺

25Mn钢(/%:0.24C,0.25Si,0.87Mn,0.016P,0.011S)冷拔管的生产流程为铁水预处理-90tEAF-LFVD-Φ250 mm圆坯HCC-穿孔-热轧至Φ197 mm×17 mm管-冷拔至Φ185 mm×13 mm管。采用光学、扫描电子显微镜、能谱仪和电子探针分析了25Mn钢冷拔管内表面麻点状缺陷。结果表明,麻点状缺陷呈翘皮状和凹坑状,翘皮状缺陷成因是CaO-Al_2O_3-(MgO)复合夹杂与钢基体变形量不一,凹坑状缺陷成因是Al_2O_3-MnS-CaS复合夹杂聚集长大后磨削加工过程中脱落。通过将原铝脱氧精炼工艺优化成硅钙合金脱氧工艺,使精炼渣碱度由原6.76降至2.26,精炼渣中(MgO)由原5.33%提高至7.23%,(Al_2O_3)由26.05%降低至12.76%,使钢中的硬脆性夹杂转变为延展性优良的硅酸盐类夹杂,消除了25Mn钢冷拔管内表面麻点状缺陷。

铸辗成形大口径25Mn钢环件微织构及力学性能

根据铸辗复合成形工艺对大口径25Mn钢环件进行离心铸造和热辗扩工业试验以及对其调质处理,运用金相显微镜、扫描电镜和电子背散射衍射技术分析组织与织构,并采用拉伸与冲击试验等手段检测其力学性能。结果表明,辗扩件外形尺寸精确,组织相对均匀,个别区域伴有不规则晶粒;微观织构组态主要为沿着<111>//ND取向线分布的黄铜R织构{111}<112>和取向密度为6.0的高斯织构{110}<001>,力学性能较好,但塑性稍微偏低;揭示拉伸和冲击断裂机理为解理与韧窝共存形式。调质后回火析出弥散分布的细小碳化物颗粒,晶粒更加细小均匀,大角度晶界所占比例为3/4;揭示织构演化表现为高斯织构沿着?-取向线逐渐向旋转立方织构{110}<110>聚集转变,塑性性能得到明显提高,呈现典型的韧窝断裂。研究揭示通过离心铸造25Mn钢环坯直接热辗扩成形大口径环件是切实可行的,达到了环件成形/成性的双重目的。

25Mn钢冲击性能的研究

为研究25Mn钢不同状态的冲击性能的差异,采用示波冲击试验、硬度测定、显微组织观察和冲击断口的SEM形貌分析等方法,分别对轧制态、正火和淬火+回火的试样进行了测定。结果表明,用示波冲击试验能得到不同变形和断裂阶段载荷、变形及能量消耗的变化。如淬火+回火态的变形抗力和变形能力都较高,但其总冲击功仅比正火态平均高6J,可却使其材料的裂纹扩展功平均提高16．78J。分析冲击试样的裂纹形成功和裂纹扩展功,以及断口形貌可以判断材料的韧脆性。

铸态25Mn钢热变形行为及流变应力本构模型研究

为实现铸态25Mn钢热辗扩的数值模拟与制定合理的热成形工艺参数,基于Gleeble-3500热模拟试验机进行了单道次热压缩试验,系统地分析了各变形参数(变形温度、变形速率、初始晶粒尺寸)对铸态25Mn钢热变形及流变应力的影响,通过对实验数据进行线性分析推导出铸态25Mn钢的热压缩本构方程。研究结果表明:当变形温度越高、应变速率越小、初始晶粒越细小时,越容易发生动态再结晶;流变应力的预测值与实验值较吻合,且预测值最大误差仅为5.9%。

软氮化25Mn钢的摩擦学性能研究

研究了软氮化25Mn钢与35CrMo钢在干摩擦、润滑摩擦及不同载荷工况下的摩擦磨损性能,并分析了摩擦磨损机理。结果表明,润滑摩擦时最小平均摩擦因数为0.125,最大平均摩擦因数为0.193;干摩擦时最小平均摩擦因数为0.286,最大平均摩擦因数为0.471。润滑摩擦时最小磨损量为0.049 mg,最大磨损量为0.065 mg;干摩擦时最小磨损量为0.053 mg,最大磨损量为0.085 mg。干摩擦时的磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损,而润滑摩擦时只有较浅的犁沟。

中碳25Mn钢低温韧化机制

为研究中碳25Mn钢的低温韧化机制,测定了其在不同温度下的冲击功,观察了冲击断口处的显微组织,并采用EBSD技术对组织中各相的构成及晶界组成进行了分析,进而讨论了实验钢在不同温度下的变形机制及其对韧性的影响,结果表明:室温时裂纹尖端区域主要通过TWIP机制实现韧化;随温度降低,裂纹尖端区域中的TRIP机制增强,这虽然能够缓解尖端的应力集中,但生成的马氏体会促进裂纹扩展,导致韧性降低;结果也证明,低温下断口附近的变形机制既有孪生也有滑移,位错的滑移易于诱发“slipping-off”机制,这也会导致钢的韧性恶化。总体来看,实验钢的低温韧性主要取决于裂纹尖端较小范围内材料的变形机制,而TRIP机制的韧化效果低于TWIP机制。

粉末冶金高锰无磁钢Fe-25Mn-xCu-C的组织与性能研究

为了研究铜含量对粉末冶金高锰无磁钢组织和性能的影响,采用高锰预合金粉Fe-25Mn-C和电解铜粉,通过粉末冶金工艺制备样品,对烧结后的材料进行显微组织分析和拉伸性能测试。结果表明:烧结体的显微组织为奥氏体、铜相、FeCu_4相、Fe_3Mn_7相和孔隙,铜质量分数在5%～20%变化时,随铜含量的增加,粉末冶金高锰无磁钢致密性提高,抗拉强度和断后伸长率先提高后降低,均在铜质量分数15%时达到峰值,分别为645 MPa和14.88%。