从理论上研究洁净钢凝固过程中TiN的析出和形核规律、通过试验探讨洁净钢凝固过程TiN形核并作为铁素体非均质形核核心,以及细化连铸坯凝固组织消除宏观偏析的可能性.利用基本凝固理论计算得出了TiN在凝固初期析出的条件,并利用对比试验方法研究了TiN的实际细化效果.研究表明,通过严格的工艺控制,利用TiN形核是一种细化洁净钢凝固组织的有效手段

研究电渣重熔过程冷却强度对含镁H13钢凝固组织和碳化物偏析的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等分析凝固组织及碳化物的特征.研究发现,钢锭的凝固组织均为马氏体组织、残余奥氏体及一次碳化物.H13钢电渣锭中主要析出的一次碳化物为V8C7、MC、M23C6及M6C.随着冷却强度增加,电渣锭边部碳化物的尺寸减小且分布更加均匀,但是碳化物的类型不发生变化.电渣重熔过程中冷却强度增加促进钢中镁对夹杂物的变性能力,经过镁变性后生成的MgO·Al2O3为TiN的析出提供形核质点,MgO·Al2O3和TiN的复合夹杂物能够促进一次碳化物异质形核,从而细化一次碳化物

借助热力学软件Thermo-Calc和ASPEX自动扫描电镜等分析手段,研究了低合金高强钢精炼过程渣-钢反应和钙处理对夹杂物改性行为的影响.通过提高炉渣碱度和w(CaO)/w(Al2O3)值以及降低炉渣氧化性等措施,钙处理前钢中Al2O3夹杂物转变为靠近1600℃液相区的CaO-MgO-Al2O3复合夹杂物和少量的MgO·Al2O3尖晶石.在渣-钢反应对Al2O3部分变性的基础上,钙线喂入量每炉由优化前的800 m减少到300 m仍能达到夹杂物改性的目的

对高于熔点、含碳0.8%的T8钢液使用电脉冲进行处理.将处理过的T8钢液正常空冷,得到了晶粒明显细化、枝晶发达程度大大减小的凝固组织.并且发现经过电脉冲处理后的T8钢的珠光体形态发生了显著的变化,片层间距缩短.根据实验结果推导了脉冲电压和凝固晶粒个数的经验公式

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)23C6、(Cr,Fe)23C6、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响

分析了稀土处理钢中夹杂物的特征(夹杂物种类、尺寸分布和体积分数)对微观组织中针状铁素体形成的影响.结果表明,钢中夹杂物种类和体积分数对针状铁素体组织的形成非常重要.稀土氧化物(包含稀土氧硫化物)与铁素体具有低至1.9%的错配度降低针状铁素体在夹杂物表面的形核能垒,从而促使它在稀土氧化物上形核.反之,稀土硫化物与铁素体具有高达42.5%的错配度不能诱导生成针状铁素体组织.此外,微观组织中针状铁素体的体积分数随着夹杂物体积分数的增加而增大,当钢中夹杂物体积分数是9.5×10-4时其体积分数达到53%

对轴承钢热轧板中的夹杂物以及浇铸过程结晶器浸入式水口上的结瘤物进行了电镜检测.发现轧板试样中夹杂物类型主要是TiN、MgO·Al2O3和MnS以及少量的CaS，尺寸大多在20μm以内，除此之外，还观察到一些大尺寸MgO·Al2O3和Al2O3夹杂物及其伴生的裂纹.通过对水口结瘤物的检验分析，发现结瘤物主要以MgO·Al2O3尖晶石类夹杂物为主，还有少量的MgO-Al2O3-CaO系夹杂物，此外还含有部分凝钢.结瘤物成分与钢水中氧化物夹杂一致，因此推测水口结瘤产生原因为钢液中的固态氧化物夹杂在浇注过程中在水口上的聚集沉淀，轧板中大尺寸夹杂可能是由水口结瘤物剥落造成

天津钢管集团有限公司炼钢厂采用EAF全程泡沫渣埋弧操作、EBT出钢合金化、LF复合精炼渣精炼、VD处理后喂硅钙线、连铸全程保护浇铸生产高压锅炉钢12Cr1MoVG.通过系统取样、示踪剂追踪、综合分析等方法,对LF处理前后、中间包钢水和连铸坯中总氧(T[O])、显微夹杂及大型夹杂物的数量及变化情况进行了全面研究.结果表明,LF/VD精炼后钢液T[O]平均为15×10-6,中间包T[O]为17×10-6,铸坯为18×10-6~24×10-6;铸坯中的显微夹杂物数量是3.53mm-2,主要为球形钙铝酸盐、硅铝酸盐和铝酸盐与硫化物的复合夹杂,90%以上的夹杂物尺寸小于10μm;铸坯中大型夹杂物有铁铝硅酸盐、钙镁硅酸盐等.低倍组织均匀细致,表面质量良好,轧管各项技术指标均达到GB5310要求

基于钢球斜轧成形原理,采用DEFORM-3D有限元软件建立了钢球斜轧成形的有限元模型.相应的实验结果表明有限元模型是可信的.利用有限元结果研究了钢球斜轧成形过程的金属径向和轴向变形规律.研究表明:坯料的金属以周期振荡方式累积变形.在轴线方向上,球体间的连接颈是变形最剧烈的位置,离连接颈越近,金属的径向变形和轴向变形越大.在横截面方向上,球体前半球的金属,离轴线中心越近,径向压缩量越小,轴向位移越大;球体后半球的金属,离轴线中心越近,径向压缩量越小,轴向位移越小

介绍了转炉在出钢过程强化钢水净化的工艺,实验结果表明:该工艺能在较短时间内降低钢水及熔渣氧化性,利用出钢过程良好的动力学条件进行脱硫,从而提高了LF精炼炉的精炼效果,显著提高了钢水纯净度.通过对工艺的优化和完善,可使部分钢种不经LF炉处理也能满足品种钢性能的要求,进而缓解LF炉作业压力,减少了LF增碳增硅的几率,提高了低碳低硅钢的成分命中率