摘要：采用氧化物冶金技术提高钢板的焊接热影响区韧性是当前钢铁冶金领域研究的热点。本文从夹杂物诱导晶内针状铁素体(Intragranular Acicular Ferrite,IAF)形核和复合夹杂物有效形核二方面,综述了容易诱发IAF的夹杂物、夹杂物间的晶体学关系、钢液凝固过程中IAF的形核机理以及复合夹杂物形核聚合的研究。这能为进一步明确氧化物冶金中有益夹杂物的形核和生长演变过程提供思路。

摘要：再生铝由于其绿色、环保、可循环利用等优点成为铝工业未来重要的发展方向,如何实现再生铝中夹杂物的检测和控制成为再生铝技术的研究重点。为研究再生铝铸造流程中夹杂物粒径和浓度变化趋势,通过基于电敏感区法的测量方法对再生铝铸造流程中的夹杂物进行了测量。该方法具有实时、在线、定量测量的特点和优势。设计了可用于再生铝熔体夹杂物检测的测量装置,通过对采样管中凝固的铝液进行金相检测,验证该装置对夹杂物的“捕获”能力,并利用该装置对铸造流程中的夹杂物进行测量。结果表明,夹杂物的粒径分布范围由熔炼前的[20,70]μm降低至过滤后的[10,40]μm;熔炼后浓度最高的粒径由49μm(1.39×103个/kg)下降至静置后的39μm(1.03×103个/kg)以及过滤后的21μm(0.74×103个/kg);过滤后夹杂物的N20~N60指标较熔炼后分别下降了76%、91%、97%、98%、98%。研究结果对再生铝铸造流程及工艺的优化具有参考价值。

摘要：通过自行设计的带电磁搅拌的电渣重熔炉,以304奥氏体不锈钢为研究对象,详细分析外加磁场对电渣锭夹杂物数量、大小以及类型的影响。采用氧氮氢分析仪检测氧、氮气体含量,采用扫描电镜观察夹杂物的形貌、组成,并采用ASPEX分析夹杂物的尺寸变化。结果表明,无论是否外加磁场,电渣锭中的氧含量都有所增加,从自耗电极中氧质量分数由23.7×10^(-6)最高增至64.70×10^(-6);而相比于自耗电极,氮含量略微降低,其质量分数从675.5×10^(-6)降低至659.33×10^(-6);无论是否加入磁场,电渣锭中的夹杂物种类并无变化,主要由Al_(2)O_(3)、MnS-Al_(2)O_(3)、Al-Si-O、Al-Ca-O、Al-Si-Ca-O、Al-Mg-O及其他夹杂物组成;在施加磁场后,电渣锭中的大颗粒夹杂物数量有所减少。外加磁场强度较小时并不能有效去除夹杂物,反而会增加夹杂物的数量,当磁感应强度为10 mT时,夹杂物数量相比于未加磁场时增加了42.60%,但是最大尺寸有所减小。

摘要：炼钢和模铸过程中形成的大尺寸夹杂物对钢材的冶金质量有着重要的影响,国内某钢铁企业生产的AISI 431不锈钢棒材存在严重的缺陷,经显微分析后发现缺陷处主要为大尺寸的氧化物夹杂,为了分析钢中大尺寸夹杂物的来源,基于全流程取样分析对其生产过程中夹杂物的转变机理进行了研究,利用欧波同夹杂物全自动分析系统OTSInca和商业热力学软件FactSage 8.2对不同工序的钢中夹杂物进行了检测和分析。结果表明,AOD末期钢液中夹杂物主要为SiO_(2)含量高的CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合夹杂物,在LF初期完成铝脱氧之后转变为尖晶石和铝酸钙。在模铸工序结束后,经分析发现钢中的酸溶铝含量明显下降,钢中新出现了大尺寸的Al_(2)O_(3)夹杂物和含Na、K的硅系复合夹杂物,其中Al_(2)O_(3)夹杂物源自模铸过程中钢液注流与空气接触后新发生的铝氧反应,而含Na、K的硅系复合夹杂物来自于保护渣的卷入。在后续的加工过程中,在轧制应力的作用下2类夹杂物的最大尺寸进一步增大,Al_(2)O_(3)沿着轧制方向呈长线状,而含Na、K的硅系复合夹杂物则有所变形、破碎。对经探伤定位得到的缺陷样品进行分析,进一步验证了这2类大尺寸夹杂物会直接导致棒材探伤不合。最后,本研究提出从减少注流暴露时间、合理控制浇注过程供气强度、铸模流场设计优化和LF末期软吹氩时间与强度的控制等几个方面考虑工艺改进。

摘要：针对59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢易扭转、尺寸不稳定的问题,进行了孔型设计和轧制工艺优化,并采用化学成分分析、显微组织分析、力学性能试验等方法对发生断裂的弹簧扁钢的失效原因进行了分析。结果表明:材料的化学成分符合要求;力学性能指标中,抗拉强度为1511/1494 MPa、屈服强度为1362/1344 MPa、断后伸长率为11.5%/9.0%、断面收缩率为37.0%/36.5%、表面硬度在42.4~42.9 HRC之间分布;表面脱碳层深度为0.24~0.28 mm,奥氏体晶粒度为7.5~8.0级;未发现大型夹杂物等冶金缺陷;材料经热处理后的主要基体组织为回火索氏体+少量贝氏体;断口起源于表面,疲劳源区域表面存在明显压痕,而其他位置未发现压痕,表明表面压痕是导致材料疲劳寿命降低的直接原因,瞬断区微观形貌为沿晶+撕裂韧窝。

摘要：为提高某钢厂铸机设备利用率和钢产量,将现用6流中间包改造为7流中间包,并通过工业试验对比了改造前后中间包各流钢液温差和铸坯中的夹杂物。结果表明,改造后的中间包不仅提高了生产效率,同时还提高了铸坯质量。以帘线钢为例,7流中间包浇注帘线钢时相比6流中间包各流间的钢液最大温差由平均4.3℃降低至3.0℃,各流钢液的温度标准差降低了32.4%,这有助于稳定各流浇注过热度和铸坯凝固组织。另外,铸坯中的大型夹杂物含量由平均4.52 mg/10 kg降低到1.62 mg/10 kg,显微夹杂物的平均数密度和各流数密度标准差分别降低了47.6%和87.9%。改造后7流中间包对应的铸坯洁净度和各流一致性均显著提高,表明不同的中间包控流方案设计对钢液洁净度有一定影响,在工业生产中不容忽视。通过对中间包流场的物理模拟解释了以上现象。研究结果可为多流中间包的优化改造提供参考。

摘要：通过对比J55石油套管钢采用LD-RH-LF-CC和LD-LF-CC 2条工艺路线钢中氧、氮、氢及夹杂物的控制水平,研究了2条工艺路线钢中气体、夹杂物含量对产品性能的影响。试验结果表明,经2条精炼工艺处理后钢水及铸坯的夹杂物是一致的,产品质量各项指标相同。因此从夹杂物角度考虑,采用LD-LF-CC工艺可降低生产成本。该研究为新钢种的工艺设计提供了理论依据。

摘要：海洋环境对于金属的腐蚀具有明显的加速作用,尤其在高铁海底隧道环境中,金属比正常的服役时间变短,这种腐蚀情况下会影响高铁的安全和准点运行.基于以上背景,通过夹杂物自动扫描、钢的加速腐蚀及电化学测试对钢中的夹杂物诱发腐蚀行为进行系统分析,重点分析了高铁轨旁信号设备连接金属件(Q235)中夹杂物在盐雾环境下的腐蚀行为.结果表明:钢中主要夹杂物为氧化物、硫化物或者其复合夹杂,而这两类夹杂物对于诱发钢基体点蚀的原因不同.其中数量最多、尺寸小于5μm类型的夹杂物为硫化物夹杂和氧硫复合类型夹杂物;数量少、尺寸大于5μm的夹杂物为氧化物夹杂.在服役过程中,钢中硫化物夹杂易溶解脱落形成点蚀坑,而氧化物夹杂周围基体会先溶解引起夹杂物脱落形成点蚀坑,复合类夹杂物也是诱发钢发生腐蚀的因素,不同复合类型的夹杂物腐蚀方式不同,硫化物夹杂和氧硫复合夹杂对碳钢影响较大.电化学测试表明自腐蚀电位约为为−0.1 V,Q235钢本身抗腐蚀能力不强.夹杂物在腐蚀过程中参与了腐蚀,引起阳极极化曲线的波动,加快了Q235钢的腐蚀情况.研究结果对于认识和改善钢的耐腐蚀性能有指导意义.

摘要：15MnB钢的化学成分和生产工艺决定了材料中极易出现MnS和Ti N这两种夹杂物,研究了15MnB钢中S、Ti两种元素对夹杂物的产生及冲击性能的影响。设计不同S元素、Ti元素含量的15MnB钢,采用相同锻造、轧制及热处理工艺处理后,检测其冲击性能。采用光学显微镜观察试样的显微组织和夹杂物形貌,并用扫描电镜及能谱仪对夹杂物的化学成分进行检测。结果表明:S元素含量≤0.0029%,Ti元素含量≤0.03%时,15MnB钢的冲击性能最优;S元素含量≤0.0029%时,材料中形成的夹杂物数量少且尺寸小,15MnB钢的冲击性能稳定性随其含量减少而增强;Ti元素含量≥0.06%时,材料中会形成大量尺寸较大的Ti N导致15MnB钢冲击性能大幅度降低。为了获得良好且稳定的冲击性能,建议企业在生产15MnB钢时严格控制夹杂物种类和等级,具体要求:D类(细系)≤1.0级、Ti N≤0.5级,不应存在其他类型的夹杂物。

摘要：测试35CrMo车轴钢小试样109周次旋转弯曲S-N曲线并观察裂纹萌生起始位置。结果表明:试样存在传统的疲劳极限,不出现由夹杂物引起的疲劳破坏。既有文献报道,合金车轴钢小试样虽然不出现夹杂物引起疲劳破坏的现象,但全尺寸车轴试样的疲劳试验却发现夹杂物能引起疲劳破坏。这是因为全尺寸车轴试样所受弯曲应力梯度远小于小试样所受弯曲应力梯度,且含有大尺寸夹杂物的概率较大。考虑这一原因,提出通过超声疲劳试验快速获得试样内最大夹杂物尺寸,并利用统计极值法分别预测小试样和实物车轴内最大夹杂物尺寸的方法。基于预测结果,分析最大夹杂物尺寸对小试样和实物车轴疲劳强度影响的差异。试验结果和分析结果为合金钢车轴的开发和强度设计提供了一定的理论依据。