铁素体/马氏体(ferrite/martensite,F/M)耐热钢中铌、钛等强碳化物形成元素容易在钢液凝固过程形成粗大的液析第二相,影响钢的蠕变和疲劳性能。调控液析第二相的成分和尺寸对提高钢的力学性能具有重要意义。电渣重熔和稀土改性都是调控...铁素体/马氏体(ferrite/martensite,F/M)耐热钢中铌、钛等强碳化物形成元素容易在钢液凝固过程形成粗大的液析第二相,影响钢的蠕变和疲劳性能。调控液析第二相的成分和尺寸对提高钢的力学性能具有重要意义。电渣重熔和稀土改性都是调控钢中第二相的常用方法,两者共同作用对F/M耐热钢中液析第二相的影响缺乏相关研究。本研究旨在探究含铈的10Cr1Si F/M钢电渣重熔后第二相的析出特征。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和ASPEX自动扫描电镜等方法,对含铈的10Cr1Si钢电渣锭中的液相第二相进行统计分析。结果表明,电渣锭顶部、底部、中心、边缘不同位置中主要存在3类液相第二相,即黑色球状稀土氧化物CeAlO_(3)、多边形状氮化物TiN和针状、条状的碳化物NbC;3种析出相的数密度分别为(29.1±6.14)×10^(10)、(1.42±0.29)×10^(10)、(2.15±0.99)×10^(10)个/m^(3)。NbC相尺寸最大,平均尺寸为3.0μm左右;TiN相和稀土氧化物尺寸接近,分别为2.0、1.5μm左右。液析第二相呈现多种核壳结构,如TiN-NbC和CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)双层结构、CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)-NbC三层结构、CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)-TiN-NbC四层结构。本文借助热力学计算和错配度理论阐明了各液析相的析出和核壳结构的形成机理,由于渣金反应和凝固时元素偏析,CeAlO_(3)、Al_(2)O_(3)、TiN和NbC在钢液中依次形成,各析出相界面之间具有一定的匹配性,液析第二相之间发生异质形核,促使形成了多种核壳结构。本文为理解和调控含稀土耐热钢的第二相提供了试验依据。展开更多
为了探究渣层厚度对熔融热解炉底吹工艺过程中熔池流动性的影响,以200 kg熔融热解炉为研究对象,基于流体体积(volume of fluid,VOF)方法,构建了熔融热解炉底吹模型,通过模拟多元炉料的熔分过程,确定了不同原料配比下熔池中钢液/渣层与...为了探究渣层厚度对熔融热解炉底吹工艺过程中熔池流动性的影响,以200 kg熔融热解炉为研究对象,基于流体体积(volume of fluid,VOF)方法,构建了熔融热解炉底吹模型,通过模拟多元炉料的熔分过程,确定了不同原料配比下熔池中钢液/渣层与原料的质量比及渣层厚度.结果表明:使用70%废钢+30%直接还原铁(DRI),80%废钢+20%DRI,90%废钢+10%DRI进行熔分后,渣层厚度分别为118,74,41 mm,DRI占比越高,渣层厚度越大;在底吹流量(标准状况)为0.2 m^(3)/h的条件下,随着渣层厚度的增大,钢液上部及渣层的流场分布更均匀,流速也更高,钢液中下部的低流速区域逐渐扩大,熔池内流动死区体积也在增大,渣层上的渣眼面积逐渐减小直至消失,钢-渣界面的速度则先降低后升高;当以80%废钢+20%DRI作为冶炼原料时,熔池的流动性最优.展开更多
电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有...电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：Ca F265%~70%、Al2O312%~15%、Ca O 12%~15%、Mg O 3%~8%、Ti O22%~5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：Ca F260%~65%、A12O315%~20%、Ca O 15%~20%、Mg O 0~5%、Ti O20%~2%。展开更多
文摘铁素体/马氏体(ferrite/martensite,F/M)耐热钢中铌、钛等强碳化物形成元素容易在钢液凝固过程形成粗大的液析第二相,影响钢的蠕变和疲劳性能。调控液析第二相的成分和尺寸对提高钢的力学性能具有重要意义。电渣重熔和稀土改性都是调控钢中第二相的常用方法,两者共同作用对F/M耐热钢中液析第二相的影响缺乏相关研究。本研究旨在探究含铈的10Cr1Si F/M钢电渣重熔后第二相的析出特征。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和ASPEX自动扫描电镜等方法,对含铈的10Cr1Si钢电渣锭中的液相第二相进行统计分析。结果表明,电渣锭顶部、底部、中心、边缘不同位置中主要存在3类液相第二相,即黑色球状稀土氧化物CeAlO_(3)、多边形状氮化物TiN和针状、条状的碳化物NbC;3种析出相的数密度分别为(29.1±6.14)×10^(10)、(1.42±0.29)×10^(10)、(2.15±0.99)×10^(10)个/m^(3)。NbC相尺寸最大,平均尺寸为3.0μm左右;TiN相和稀土氧化物尺寸接近,分别为2.0、1.5μm左右。液析第二相呈现多种核壳结构,如TiN-NbC和CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)双层结构、CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)-NbC三层结构、CeAlO_(3)-Al_(2)O_(3)-TiN-NbC四层结构。本文借助热力学计算和错配度理论阐明了各液析相的析出和核壳结构的形成机理,由于渣金反应和凝固时元素偏析,CeAlO_(3)、Al_(2)O_(3)、TiN和NbC在钢液中依次形成,各析出相界面之间具有一定的匹配性,液析第二相之间发生异质形核,促使形成了多种核壳结构。本文为理解和调控含稀土耐热钢的第二相提供了试验依据。
文摘电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：Ca F265%~70%、Al2O312%~15%、Ca O 12%~15%、Mg O 3%~8%、Ti O22%~5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：Ca F260%~65%、A12O315%~20%、Ca O 15%~20%、Mg O 0~5%、Ti O20%~2%。
