钛处理对EH36船板钢中夹杂物及组织特征影响
发布时间：2022-02-09 07:00
为了研究结晶器喂钛线对EH36船板钢中夹杂物的影响,采用无水有机溶液电解分离提取钢中夹杂物,结合扫描电镜和能谱仪分析其三维形貌,尺寸和成分。试验结果表明,在结晶器喂钛线后,钢中硅铝酸钙夹杂物+外包裹MnS转变为硅铝酸钙钛+MnS夹杂物,三维表面从光滑转变为粗糙多孔的形貌。在焊接热模拟后的试样中,组织形貌从未加钛试样中的晶界铁素体和侧板条铁素体转变为钛处理试样中的针状铁素体,且夹杂物周围铁素体从块状转变为针状,韧性提高了70J。通过热力学理论计算,分析船板钢中含钛氧化物夹杂物形成条件。计算结果表明,钛、铝与氧反应生成氧化物的过程存在竞争关系,当钢中钛质量分数为0.02%时,钢液中应严格控制铝质量分数不高于0.003 5%,才能保证钢液中大量生成含钛氧化物粒子。
【文章来源】：钢铁. 2020,55(07)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
取样示意图
本研究采用非水溶液电解法[13]，分离提取出夹杂物。以试样为阳极，不锈钢片为阴极，在电解槽中通电电解，试验装置如图2所示。电解液是以无水甲醇为溶剂的有机溶液，电解液组成包括：1%无水氯化锂，10%乙酰丙酮，89%无水甲醇[14]。电流密度为0.02A/cm2，电解过程电解液温度应控制在0～5℃。钢中非金属夹杂物电解分离的主要过程为：试样电解→超声波清洗阳极→淘洗→磁分离→烘干→检测[15]。将分离出来的非金属夹杂物粘贴在纯铜基片上，用扫描电子显微镜配合EDS能谱仪分析非金属夹杂物的形貌、尺寸和成分。2 试验结果与分析
将图3中的夹杂物进行元素面分布分析，结果如图4所示。未添加钛夹杂物为铝、钙和硅均匀组成的复合氧化物，如图4(a）所示，无钛元素分布，外包裹MnS夹杂物，这表明复合氧化物在液态钢水内就已形成，而MnS在凝固末期以氧化物为核心异质形核。钛处理后夹杂物内部形貌发生改变，如图4(b）所示，内部成分演变为两部分，其中黑色区域主要含铝、钙和硅，而白色区域主要含钛元素，外围为MnS夹杂物，这表明钛处理后夹杂物转变为含钛的复合氧化物。夹杂物三维形貌如图5所示，其中未加钛的氧化物大部分为球形，在扫描电镜的背散射的模式下（因背散射电子成像的衬度是由于原子序数的不同引起，所以氧化物和硫化物能够被区分出来）[16]，外包裹白色点状的MnS夹杂物，表面较为光滑，尺寸为5μm左右，如图5(a）和（b）所示。钛处理后的夹杂物主要是钛的复合氧化物和硫化物夹杂物组成的复合夹杂物，表面粗糙且多孔，其尺寸为8μm左右。有文献报道[17]，含钛氧化物富含阳离子空位，表面粗糙，可以成为MnS夹杂物的形核质点，形成复合夹杂物，该类夹杂物又将成为晶内针状铁素体的形核核心。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含钇E36船板钢夹杂物改性[J]. 陈晓康,杨树峰,李京社. 中国冶金. 2019(12)
[2]钇对EH36船板钢夹杂物特性和拉伸性能的影响[J]. 赵梦静,王峰,习小军,杨树峰,李京社. 钢铁. 2019(07)
[3]不同冷速下钛微合金化Q345B钢的HAZ组织及性能[J]. 赵晶军,龙木军,汪勤政,曹俊生,刘涛,陈登福. 中国冶金. 2019(03)
[4]高级别船板钢生产过程中夹杂物的演变规律[J]. 周宇涛,杨树峰,李京社,梁雪. 钢铁. 2019(01)
[5]极寒环境下厚规格船舶用钢的发展[J]. 王红涛,田勇,叶其斌,王昭东,王国栋. 轧钢. 2018(05)
[6]非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪. 冶金分析. 2016(11)
[7]重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲. 钢铁. 2016(09)
本文编号：3616567
【文章来源】：钢铁. 2020,55(07)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
取样示意图
本研究采用非水溶液电解法[13]，分离提取出夹杂物。以试样为阳极，不锈钢片为阴极，在电解槽中通电电解，试验装置如图2所示。电解液是以无水甲醇为溶剂的有机溶液，电解液组成包括：1%无水氯化锂，10%乙酰丙酮，89%无水甲醇[14]。电流密度为0.02A/cm2，电解过程电解液温度应控制在0～5℃。钢中非金属夹杂物电解分离的主要过程为：试样电解→超声波清洗阳极→淘洗→磁分离→烘干→检测[15]。将分离出来的非金属夹杂物粘贴在纯铜基片上，用扫描电子显微镜配合EDS能谱仪分析非金属夹杂物的形貌、尺寸和成分。2 试验结果与分析
将图3中的夹杂物进行元素面分布分析，结果如图4所示。未添加钛夹杂物为铝、钙和硅均匀组成的复合氧化物，如图4(a）所示，无钛元素分布，外包裹MnS夹杂物，这表明复合氧化物在液态钢水内就已形成，而MnS在凝固末期以氧化物为核心异质形核。钛处理后夹杂物内部形貌发生改变，如图4(b）所示，内部成分演变为两部分，其中黑色区域主要含铝、钙和硅，而白色区域主要含钛元素，外围为MnS夹杂物，这表明钛处理后夹杂物转变为含钛的复合氧化物。夹杂物三维形貌如图5所示，其中未加钛的氧化物大部分为球形，在扫描电镜的背散射的模式下（因背散射电子成像的衬度是由于原子序数的不同引起，所以氧化物和硫化物能够被区分出来）[16]，外包裹白色点状的MnS夹杂物，表面较为光滑，尺寸为5μm左右，如图5(a）和（b）所示。钛处理后的夹杂物主要是钛的复合氧化物和硫化物夹杂物组成的复合夹杂物，表面粗糙且多孔，其尺寸为8μm左右。有文献报道[17]，含钛氧化物富含阳离子空位，表面粗糙，可以成为MnS夹杂物的形核质点，形成复合夹杂物，该类夹杂物又将成为晶内针状铁素体的形核核心。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含钇E36船板钢夹杂物改性[J]. 陈晓康,杨树峰,李京社. 中国冶金. 2019(12)
[2]钇对EH36船板钢夹杂物特性和拉伸性能的影响[J]. 赵梦静,王峰,习小军,杨树峰,李京社. 钢铁. 2019(07)
[3]不同冷速下钛微合金化Q345B钢的HAZ组织及性能[J]. 赵晶军,龙木军,汪勤政,曹俊生,刘涛,陈登福. 中国冶金. 2019(03)
[4]高级别船板钢生产过程中夹杂物的演变规律[J]. 周宇涛,杨树峰,李京社,梁雪. 钢铁. 2019(01)
[5]极寒环境下厚规格船舶用钢的发展[J]. 王红涛,田勇,叶其斌,王昭东,王国栋. 轧钢. 2018(05)
[6]非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪. 冶金分析. 2016(11)
[7]重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲. 钢铁. 2016(09)
本文编号：3616567
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