钙处理对稀土在C-Mn钢中作用的影响
发布时间：2021-04-03 06:22
为了明确钙处理对稀土在C-Mn钢中作用的影响,利用扫描电镜、光学显微镜和超景深三维显微镜对热轧态试验钢夹杂物和显微组织进行了观测,结合热力学计算和冲击断口分析结果,对比研究了稀土和钙-稀土复合处理对C-Mn钢力学性能的影响规律。结果表明,稀土能将钢中典型夹杂物改性为近球形的含硅稀土氧化物的复合夹杂,尺寸细化,长宽比降低。钙-稀土处理后夹杂物变为球形含稀土和钙的复合夹杂,钢洁净度增高;添加钙能将稀土的收得率从7.6%提高到42.4%,有效提高稀土利用率,钙-稀土处理后珠光体所占面积百分比提高,钢的强度提高。证明采用钙处理提高稀土在C-Mn钢中的作用是可行的。
【文章来源】：钢铁. 2020,55(11)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试样尺寸示意图
利用热力学软件FactSage对3炉钢中生成夹杂物的化学组成进行了计算，结果如图4所示。钢B中形成的夹杂物主要为MnS和MnO·SiO2夹杂，如图4(a）所示。添加稀土后钢L中夹杂物变成了La2O3和极少量La2O2S夹杂，还有一些MnO·SiO2和MnS夹杂，如图4(b）所示。钙-稀土复合处理的钢C中形成的夹杂物为La2O2S、La2S3、MnS和少量CaS夹杂，如图4(c）所示。图4 钢中夹杂物生成情况FactSage计算结果
试验选用原料为Q345B工业钢（质量分数）0.16C-0.30Si-1.50Mn-0.025P-0.012S-0.006 2N-0.003 0O-Al<0.003。合金原料选用无定形纯硅、纯稀土金属镧和硅钙合金（w(Si)=70%,w(Ca)=30%）。分别在中频真空感应熔炼炉（ZGJL0.025-100-2.5P）中冶炼空白样（B）、单独稀土镧处理样（L）和钙-稀土处理样（C），熔炼结束后钢锭空冷至室温，各试验钢化学成分见表1。将钢锭加热到1 200℃保温3h，进行成分退火。利用二辊试验热轧机对试验钢锭进行轧制，1 100℃开轧，900℃终轧，轧成截面尺寸为130mm×15mm的钢板，轧后钢板空冷至室温。轧制后钢板位向如图1所示，轧制方向标记为RD，垂直于轧制方向的板宽方向标记为TD，垂直于板面方向标记为ND。在钢L和钢C中加入了相同比例的稀土金属镧，钢L中稀土收得率为7.6%。钢C中先用钙处理净化钢液然后进行稀土处理时稀土的收得率上升至42.4%，钙处理明显提高了稀土的利用率。根据图1所标识的取样方式从板厚中心处获取检测样品。标准金相试样从宽度1/4处取10mm×10mm×10mm的样品，在带能谱的扫描电子显微镜（SEM,ZEISS-EVO010）下观测样品中夹杂物的形貌和成分；统计每个样品中夹杂物的尺寸和数量。用体积分数为3%的硝酸酒精腐蚀样品表面10～15s，利用光学显微镜（OM,6XB-PC）观察样品显微组织。夹杂物和显微组织的观测选定为垂直于TD方向的面。标准冲击试样在宽度1/4处沿宽度方向按图2(a）加工，“V”形槽位于垂直于ND方向的面上，在-20℃下利用ZBC2452-3摆锤冲击试验机进行夏比冲击试验。标准拉伸试样在宽度1/4处沿轧制方向按图2(b）加工，在常温下利用WAW-1000C电液伺服万能试验机进行拉伸试验。利用超景深三维显微镜（VHX-5000）和扫描电子显微镜对冲击断口的宏观和微观形貌进行观测和分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高洁净轴承钢中稀土变质夹杂物行为分析[J]. 董大西,杨超云,胡云生,栾义坤,杨华峰,赵瑞华. 中国冶金. 2020(06)
[2]铈对S32550双相不锈钢微观组织及冲击性能的影响[J]. 杨吉春,王军,任磊,富晓阳,刘香军,张泽宁. 钢铁. 2020(01)
[3]42CrMo4钢锭镦粗裂纹的原因分析[J]. 史可庆,蔺立元,赵刚,桑学科,刘哲,张青,徐建,伊希豪. 热加工工艺. 2020(03)
[4]Effects of rare earth elements on inclusions and impact toughness of high-carbon chromium bearing steel[J]. Chaoyun Yang,Yikun Luan,Dianzhong Li,Yiyi Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
[5]稀土元素处理钢的研究进展及应用前景[J]. 龙琼,伍玉娇,凌敏,钟云波. 炼钢. 2018(01)
[6]钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物的影响[J]. 高胜亚,姜敏,侯泽旺,王新华. 钢铁. 2017(04)
[7]钙处理工艺对耐腐蚀船板钢低温韧性的影响[J]. 吴战芳,徐李军,董富军,仇圣桃,李向阳. 钢铁钒钛. 2016(04)
[8]钙处理工艺对管线钢非金属夹杂物的影响[J]. 罗磊,孙彦辉,陈永,吴国荣. 钢铁. 2013(01)
[9]X70管线钢钙处理研究[J]. 刘建华,包燕平,王敏,李太全,任毅,张帅. 钢铁. 2010(02)
[10]Ca-RE复合处理对钢中硫化物的影响[J]. 吕彦,杨吉春,李波,张芳. 包头钢铁学院学报. 2004(02)
本文编号：3116789
【文章来源】：钢铁. 2020,55(11)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试样尺寸示意图
利用热力学软件FactSage对3炉钢中生成夹杂物的化学组成进行了计算，结果如图4所示。钢B中形成的夹杂物主要为MnS和MnO·SiO2夹杂，如图4(a）所示。添加稀土后钢L中夹杂物变成了La2O3和极少量La2O2S夹杂，还有一些MnO·SiO2和MnS夹杂，如图4(b）所示。钙-稀土复合处理的钢C中形成的夹杂物为La2O2S、La2S3、MnS和少量CaS夹杂，如图4(c）所示。图4 钢中夹杂物生成情况FactSage计算结果
试验选用原料为Q345B工业钢（质量分数）0.16C-0.30Si-1.50Mn-0.025P-0.012S-0.006 2N-0.003 0O-Al<0.003。合金原料选用无定形纯硅、纯稀土金属镧和硅钙合金（w(Si)=70%,w(Ca)=30%）。分别在中频真空感应熔炼炉（ZGJL0.025-100-2.5P）中冶炼空白样（B）、单独稀土镧处理样（L）和钙-稀土处理样（C），熔炼结束后钢锭空冷至室温，各试验钢化学成分见表1。将钢锭加热到1 200℃保温3h，进行成分退火。利用二辊试验热轧机对试验钢锭进行轧制，1 100℃开轧，900℃终轧，轧成截面尺寸为130mm×15mm的钢板，轧后钢板空冷至室温。轧制后钢板位向如图1所示，轧制方向标记为RD，垂直于轧制方向的板宽方向标记为TD，垂直于板面方向标记为ND。在钢L和钢C中加入了相同比例的稀土金属镧，钢L中稀土收得率为7.6%。钢C中先用钙处理净化钢液然后进行稀土处理时稀土的收得率上升至42.4%，钙处理明显提高了稀土的利用率。根据图1所标识的取样方式从板厚中心处获取检测样品。标准金相试样从宽度1/4处取10mm×10mm×10mm的样品，在带能谱的扫描电子显微镜（SEM,ZEISS-EVO010）下观测样品中夹杂物的形貌和成分；统计每个样品中夹杂物的尺寸和数量。用体积分数为3%的硝酸酒精腐蚀样品表面10～15s，利用光学显微镜（OM,6XB-PC）观察样品显微组织。夹杂物和显微组织的观测选定为垂直于TD方向的面。标准冲击试样在宽度1/4处沿宽度方向按图2(a）加工，“V”形槽位于垂直于ND方向的面上，在-20℃下利用ZBC2452-3摆锤冲击试验机进行夏比冲击试验。标准拉伸试样在宽度1/4处沿轧制方向按图2(b）加工，在常温下利用WAW-1000C电液伺服万能试验机进行拉伸试验。利用超景深三维显微镜（VHX-5000）和扫描电子显微镜对冲击断口的宏观和微观形貌进行观测和分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高洁净轴承钢中稀土变质夹杂物行为分析[J]. 董大西,杨超云,胡云生,栾义坤,杨华峰,赵瑞华. 中国冶金. 2020(06)
[2]铈对S32550双相不锈钢微观组织及冲击性能的影响[J]. 杨吉春,王军,任磊,富晓阳,刘香军,张泽宁. 钢铁. 2020(01)
[3]42CrMo4钢锭镦粗裂纹的原因分析[J]. 史可庆,蔺立元,赵刚,桑学科,刘哲,张青,徐建,伊希豪. 热加工工艺. 2020(03)
[4]Effects of rare earth elements on inclusions and impact toughness of high-carbon chromium bearing steel[J]. Chaoyun Yang,Yikun Luan,Dianzhong Li,Yiyi Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
[5]稀土元素处理钢的研究进展及应用前景[J]. 龙琼,伍玉娇,凌敏,钟云波. 炼钢. 2018(01)
[6]钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物的影响[J]. 高胜亚,姜敏,侯泽旺,王新华. 钢铁. 2017(04)
[7]钙处理工艺对耐腐蚀船板钢低温韧性的影响[J]. 吴战芳,徐李军,董富军,仇圣桃,李向阳. 钢铁钒钛. 2016(04)
[8]钙处理工艺对管线钢非金属夹杂物的影响[J]. 罗磊,孙彦辉,陈永,吴国荣. 钢铁. 2013(01)
[9]X70管线钢钙处理研究[J]. 刘建华,包燕平,王敏,李太全,任毅,张帅. 钢铁. 2010(02)
[10]Ca-RE复合处理对钢中硫化物的影响[J]. 吕彦,杨吉春,李波,张芳. 包头钢铁学院学报. 2004(02)
本文编号：3116789
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