主题:【第六届原创】热处理前后夹杂物形态变化及工艺措施的制定

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hhhongxia
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1前言

通过研究发现影响冷弯性能的夹杂物主要是氧化物和硫化物,为了降低钢带中这两种夹杂物的数量,提高冷弯合格率对有这两种夹杂物的试样进行热处理试验,观察热处理前后夹杂物形态变化,为制定降低这两种夹杂物含量措施提供参考依据。

2试验方法

在开裂的冷弯试样上截取金相试样,通过金相显微镜观察夹杂物形态;对含有氧化物和硫化物试样进行热处理2小时升温至1400℃保温5分钟空冷),磨制热处理试样,在金相显微镜上观察。

3试验结果

试样磨制、抛光后在金相显微镜下观察,发现大量线状夹杂物。通过XL30扫描电镜能谱微区成分分析为复合氧化物,具体成分见表。试样经4%硝酸酒精溶液腐蚀后,观察其显微组织,发现在铁素体偏析带中有大量弥散分布的共晶硫化物,能谱微区成分分析其结果见表。





1(热处理前的复合氧化物)



复合氧化物的能谱微区成分

Spectrum O Mg Al Si S Ca Ti Mn Fe Total

1

28.08 0.28 6.72 11.21 1.38 2.75 1.67 14.29 33.63 100.00

2

28.32 0.27 6.41 10.87 2.52 1.66 11.34 38.61 100.00


 

(×500) 

2(热处理前共晶硫化物)

共晶硫化物的能谱微区成分

Spectrum C Si S Mn Fe Total

1

1.90 0.37 8.04 13.08 76.61 100.00

2

0.97 0.39 3.23 5.81 89.60 100.00

3

0.45 2.91 5.45 91.20 100.00

4

1.29 0.28 9.39 17.79 71.26 100.00

5

1.52 0.39 5.41 8.31 84.37 100.00

6

1.55 0.35 3.45 5.63 89.03 100.00

7

1.08 0.40 0.41 1.27 96.84 100.00














热处理后的试样经磨制、抛光后,用金相显微镜观察,发现加热前线状的复合氧化物呈段分布,边界且趋于圆滑。试样经腐蚀后,观察其显微组织为魏氏组织,进一步放大并没有看到共晶硫化物。

         

A (×100)                                B (×200) 

        C (×500)                                    D(×500)

3(热处理后的夹杂物)

     

A(×50)                                  B(×500)

4(热处理后的金相组织)

4讨论

    通过对热处理后的试样进行金相分析,氧化物呈段,共晶硫化物消失,可知在加热到1400时复合氧化物和共晶硫化物都有溶解过程。这说明复合氧化物和共晶硫化物都是在钢液凝固的最后时期形成的。

    在钢带中存在大量的长条状夹杂物,对其进行能谱微区成分分析,主要是OFeMn的复合氧化物,要消除这种复合氧化物必须采取深脱氧,降低氧含量,而共晶硫化物的产生主要是因为钢中的残铝量低,要去除共晶硫化物必须采取铝脱氧,这样钢中的残余铝多,就可避免共晶硫化物的形成。对于钢中的硫含量的多少并不是消除共晶硫化物的关键因素。

5结论

为了提高冷弯合格率,减少夹杂物对钢带性能的影响,冶炼时应采取铝脱氧、深脱氧,同时延长吹氩时间
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zhw19811005
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从中也可以看出,生产过程就决定了产品质量。而不是最后的检验过程
luci
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ldx_8261
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原文由 zhw19811005(zhw19811005) 发表:
从中也可以看出,生产过程就决定了产品质量。而不是最后的检验过程


很对,生产工艺的决定了产品质量好坏,但产品质量是否过关需要检验来证明,所以,检验也是必不可少的。
fengyonghe
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说说几点看法

1,夹杂物是否影响冷弯性能还要看夹杂物的级别是否符合标准要求。所以LZ的照片应该有夹杂物评级不合格的照片作为依据,再谈夹杂物是造成冷弯裂纹的主要原因。LZ那张夹杂物的扫描电镜照片还原到100倍后,不知夹杂物是否超标了。如果夹杂物不超标,不应该影响冷弯性能。所以冷弯裂纹应该有其他原因。

2,硫化物是6000多倍的扫描电镜照片还是如此之细小,而且呈球形更与冷弯裂纹无关。

3,能谱分析结果应该有完整的报告内容,高压、束斑、标样或无标样、原子百分数或重量百分数等。

4,在高倍率下做能谱分析,可信度太低。20千伏做,2000倍下夹杂物至少3mm,6000倍下至少8mm,成分结果才有比较好的可信度。 硫化物呈球形,成分中应该有稀土元素。

5,经过热处理试验后再进行冷弯,经检验后确实没有出现裂纹,得出本实验的结论才有说服力。
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2013/10/17 15:47:27 Last edit by fengyonghe
luci
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纯铁的熔点为1530℃,样件热处理加热到1400℃,应该基本软化了,热处理有这样的啊?
fengyonghe
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加热到1400度,实际生产中实现不了,还要考虑氧化脱碳问题。用热处理改善夹杂物还没有先例。
fengyonghe
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经常想起LZ的热处理,总觉得那里有点不对劲儿。找到一张Fe-S相图才解开疑问。



在加热过程中989度FeS熔化,在1400度平衡相是δ-Fe+Fe-S(液体)。由于加热过程中有相变γ-Fe—α-Fe ,此时的液态FeS分布在δ-Fe的晶界上,冷却过程中又会有相变发生:δ→γ→珠光体+铁素体组织。至此,FeS便分布在了铁素体的晶界上,由于量少且薄不易发现,但对材料的危害是很大的。
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2013/10/23 16:06:02 Last edit by fengyonghe
luci
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原文由 fengyonghe(fengyonghe) 发表:
经常想起LZ的热处理,总觉得那里有点不对劲儿。找到一张Fe-S相图才解开疑问。



在加热过程中989度FeS熔化,在1400度平衡相是δ-Fe+FeS(液体)。由于加热过程中有相变γ-Fe—α-Fe ,此时的液态FeS分布在δ-Fe的晶界上,冷却过程中又会有相变发生:δ→γ→珠光体+铁素体组织。至此,FeS便分布在了铁素体的晶界上,由于量少且薄不易发现,但对材料的危害是很大的。


谢谢专家的详细解答。
fengyonghe
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