超大型钢锭制造技术研究

为了解决超大型钢锭夹杂物超标和成分偏析问题,设计了100 t异型中间包,并采用多包合浇差异成分控制技术。生产结果表明,采用该技术后,中间包夹杂物上浮率大大提高,钢锭成分偏析得到有效控制,制造的大型锻件完全满足产品技术要求。

700℃超超临界转子用617基合金镦粗工艺研究

对617基合金覫375 mm吨级电渣锭镦粗工艺开展研究,通过对铸态试料进行高温拉伸、Gleeble压缩,以及对覫60 mm×100 mm试样进行等比例锭模拟镦粗等试验,对617基合金的高温强度及塑性、锻造完整性、流变状况及动态再结晶行为等进行分析,确定617基合金开坯锻造温度区间应为950-1 180℃,变形速率应为0.01-0.1 s^-1。通过包覆保温棉解决了617基合金可锻温区狭窄的问题,通过数值模拟预测覫375 mm电渣锭在1 180℃出炉镦粗时所需最大压机吨位约为3 000 t,并在实际生产中得到验证。通过试验证明模拟镦粗件进行1 180℃×2 h再结晶热处理能够得到较均匀的等轴晶组织,有利于下一火次的锻造工艺。试验结果表明,实际操作中需要多火次镦拔才能实现617基合金微观组织的均匀化。

12%Cr超超临界转子电渣重熔工艺中试研究

对12%Cr超超临界转子重熔过程进行计算机模拟及小锭型中试,模拟结果表明选取的工艺参数合理。通过严格控制原始电极质量,采用CaF2-Al2O3-CaO-MgO-SiO2五元渣系、惰性气体保护、铝和硅钙间隔脱氧的重熔工艺参数能满足产品技术要求。

93t 321奥氏体不锈钢铸锭铸态组织研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和EDS能谱分析了93t 321奥氏体不锈钢钢锭近冒口端的组织及析出相的成分,研究了均匀化处理参数对析出相的影响。结果表明:321奥氏体不锈钢大铸锭铸态组织的析出相主要为铁素体、Y相和共晶相;铸锭心部铁素体的含量为1.5%,但尺寸较大;铸锭心部和R/2处均存在一定量片状或胞状的Y相,最大可达78μm;铁素体随均匀化温度的升高及时间的增加会发生局部回熔,而且均匀化处理可消除共晶相,但Y相不会发生回熔。

低碳铝镇静钢LF炉精炼渣优化研究

我公司冶炼低碳铝镇静钢LF炉采用CaO-Al2O3渣系。通过化学成分及X射线衍射分析发现原用渣系中铝酸钙主要以3CaO·Al2O3形式存在。该组成对夹杂物吸收能力弱,是造成钢锭中氧化物夹杂含量高的重要原因。为使CaO-Al2O3渣系中铝酸钙以低熔点相12CaO·7Al2O3形式存在,通过降低萤石加入量,提高Al2O3量优化渣系,使CaO/Al2O3的摩尔比为1.7左右。优化渣系的现场应用结果表明,渣中铝酸钙大多以12CaO·7Al2O3形式存在,钢锭中氧化物夹杂明显减少。同时由于减少了萤石的加入,炉衬冲刷减轻,避免了钢锭中镁铝尖晶石夹杂物的出现。

核电用奥氏体不锈钢锻造开裂的主要原因及解决措施

利用高温拉伸对X2 CrNi 19.10不锈钢的锻造开裂问题进行了研究,结果表明,不锈钢主管道中残余Al含量过高时,会增大不锈钢的开裂倾向,导致850℃低温锻造过程中产生开裂,后续锻造过程中提高终锻温度并在表面包覆保温棉,可有效降低主管道的锻造开裂问题。

X射线荧光光谱法分析镁砂中的主次成分

采用镁砂标准样品作为校准样品,建立了熔融制样X射线荧光光谱法测定镁砂中MgO,Al2O3,SiO2,CaO,P2O5,Fe2O3的方法。采用熔融法为样品片和校准片的制备方法,选择四硼酸锂-偏硼酸锂(67+33)为助熔剂,1.00mL LiBr溶液为脱模剂,熔融温度为1 100℃,熔融时间20min。对镁砂样品测定的相对标准偏差(RSD)小于3%,对不同镁砂标准样品进行测定,方法的测定结果与认证值相吻合。

ICP–AES法测定稀土硅铁球化剂和孕育剂中钙、镁、铝、锰、镧、铈

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定稀土硅铁球化剂和孕育剂中Ca，Mg，Al，Mn，La，Ce等元素含量的方法。通过基体匹配消除了铁基体的干扰，Ca，Mg，Al，Mn，La，Ce的分析谱线分别为317．933，279．553，394．401，257．610，333．749，456．236nm。各元素标准曲线的线性相关系数均在0．999以上，检出限在0．0001％-0．0004％之间。方法的加标回收率为99．4％～102．8％，测定结果的相对标准偏差均小于3％（n=11）。用该方法测定标准样品，测定结果与认证值相吻合。该法适用于稀土硅铁球化剂和孕育剂中钙、镁、铝、锰、镧、铈的测定。

支承辊外露夹杂原因分析

采用低倍、断口、扫描电镜能谱分析等手段分析确定支承辊出现外露夹杂的原因。通过提高钢水纯洁度,严格清理中间包,可以有效防止外露夹杂的产生。

含微量B的X2 CrNiMo 18.12钢的固溶热处理

利用OA和SEM等分析方法研究固溶热处理工艺对含微量B元素的X2 CrNiMo 18.12不锈钢组织与机械性能的影响。结果表明,经1 050~1 070℃固溶处理后,不锈钢中碳氮化物等析出相回溶较为充分,晶粒尺寸中等且较为均匀,固溶强度最高;当固溶温度达到1 100℃时,不锈钢晶粒尺寸快速长大;微量B能提高不锈钢的高温屈服强度,B元素含量为0.001 7 wt.%的X2 CrNiMo 18.12不锈钢的高温屈服强度随着固溶冷却速率的升高而增大;B能增大不锈钢在1100℃以上固溶时晶粒快速长大的倾向。

奥氏体不锈钢321中初生相Ti_4C_2S_2高温氮化转变实验分析

对奥氏体不锈钢321(Ti 0.4%)开坯锻前热处理过程中的表层氮化现象进行了研究,发现热稳定初生相Ti_4C_2S_2(Y相)在高温渗氮气氛下发生转变。通过光学金相形貌观察、扫描电镜能谱分析,观察分析了Y相形貌、成分转化过程,并提出了Y相氮化反应机制。

30Cr1Mo1V高中压转子表面缺陷分析

我公司制造的一支30Cr1Mo1V高中压转子在用户精加工过程中轴颈部位目视发现多条带状缺陷。对该缺陷部位解剖后,采用低倍酸洗、宏观断口体视镜观察及扫面电镜能谱分析等手段,确定了该缺陷为钢锭原始凝固时产生的A型偏析。进一步研究发现,A型偏析缺陷内部钼、铬和钒元素含量均明显偏高,其显微组织中分布有钼、铬和钒元素含量较高的颗粒状合金碳化物,且多数严重A型偏析区中心还断续分布有硫化锰夹杂,部分硫化锰夹杂处还偏聚镁铝尖晶石等夹杂物。

奥氏体不锈钢热变形晶粒演变规律

对初始晶粒度为6.5级的321奥氏体不锈钢进行不同温度及保温时间的热处理试验,利用金相显微镜观察并统计材料内部的晶粒演变趋势,建立材料的晶粒长大模型。利用Gleeble-3500热模拟实验机对321奥氏体不锈钢在不同变形温度和应变速率条件下进行等温热压缩实验,通过分析应力-应变曲线及再结晶晶粒尺寸建立材料的动态再结晶模型。再利用所建立的模型对实际生产锻件进行模拟,得出合理的锻造工艺。经检测,不锈钢锻件取样位置晶粒度为7级,与模拟结果一致,表明所建立微观组织模型能够准确预测321奥氏体不锈钢锻件实际生产过程中的晶粒演变过程。

残余Al含量对X2 CrNi 19.10锻造开裂的影响

利用高温拉伸、金相和扫描等分析方法研究残余Al含量对X2 CrNi 19.10不锈钢锻造开裂的影响。结果表明,残余Al含量为0.09 wt.%的X2 CrNi 19.10不锈钢在高温变形过程中易裂敏感温度区间为740~890℃。Al含量对AlN的析出温度区间和最大析出量影响显著,锻造过程中Al含量过高会引起不锈钢分段中AlN的析出。在变形过程中,部分晶界处氮化铝相与基体间产生空洞,回炉加热时裂纹空洞内壁被氧化,两者相互作用,引起锻造开裂并加速裂纹扩展。

20MnMoNb锻件超标缺陷解剖分析

我公司生产的20Mn Mo Nb某大型锻件在调质热处理后,经超声检测发现有600多处缺陷。经解剖分析,超标处为钢锭A偏析区域内的微裂纹,且微裂纹内偏聚着硫化物夹杂和少量的锰、钼、铌合金元素。

321不锈钢变形及热处理过程中Y相的溶解机制

利用SEM和TEM等分析方法研究了321不锈钢热变形过程及变形前后的加热过程中Y相的溶解行为。结果表明,热变形后,321不锈钢中的Y相会发生变形、断裂与破碎。而且随着变形量的增大,Y相的尺寸范围会变窄,平均尺寸变小。而在热变形之前,即使加热到1 290℃,321不锈钢中的Y相也不会发生溶解;而热变形后将不锈钢加热到1 100℃时,Y相的边角即开始发生明显的回溶。

X2 CrNiMo 18.12奥氏体不锈钢铸态组织研究

本文利用OA和SEM等分析方法研究了X2 CrNiMo 18.12不锈钢的铸态组织特征及影响因素。结果表明:不锈钢铸态低倍组织以粗大、通心柱状晶为主,心部含少量等轴晶;铸态组织中主要相包括奥氏体基体相、δ铁素体相和χ相;不锈钢经1150-1250℃均匀化热处理之后χ相消失,随保温时间的延长,δ相由板条状转化为长条状、颗粒状,直至消失。