連鑄鋼缺陷分析與對(duì)策

《連鑄鋼缺陷分析與對(duì)策》是連鑄鋼缺陷分析與對(duì)策研究的實(shí)用性專著。應(yīng)用掃描電鏡對(duì)連鑄鋼缺陷給予一個(gè)全新的描述和詮釋。按照鋼材生產(chǎn)流程，向讀者展示連鑄鋼各個(gè)階段鋼中缺陷的宏觀和微觀形貌。系列介紹連鑄鋼中缺陷在生產(chǎn)和使用各個(gè)階段前后的變化規(guī)律。代表性地分析典型缺陷的生成原因及各類缺陷對(duì)鋼材性能的影響，提出了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼減少或避免缺陷產(chǎn)生的工藝路線和措施。

序

前言

第1章 連鑄坯凝固

1.1 鋼的凝固理論

1.1.1 結(jié)晶的必要條件

1.1.2 結(jié)晶的結(jié)構(gòu)條件

1.1.3 能量起伏

1.1.4 晶核的形成

1.1.5 晶核的長(zhǎng)大

1.2 連鑄坯的凝固組織

1.2.1 樹(shù)枝晶凝固

1.2.2 細(xì)小等軸晶帶

1.2.3 結(jié)晶器內(nèi)坯殼生長(zhǎng)的行為特征

1.2.4 柱狀晶帶

1.2.5 交叉樹(shù)枝晶帶

1.2.6 等軸晶帶

1.2.7 典型連鑄坯凝固組織

1.2.8 連鑄坯的穿晶組織

1.2.9 連鑄坯粗大晶粒組織

1.3 鋼液凝固過(guò)程中的收縮

1.4 連鑄坯凝固過(guò)程主要特點(diǎn)

1.4.1 一般連鑄坯凝固特點(diǎn)

1.4.2 特殊鋼凝固特點(diǎn)

1.5 鋼液凝固放出的熱量

1.6 連鑄坯凝固冷卻的冶金準(zhǔn)則

1.7 脫氧方式對(duì)連鑄坯質(zhì)量的影響

1.8 電磁攪拌對(duì)連鑄坯樹(shù)枝晶形態(tài)的影響

1.9 小結(jié)

第2章連鑄坯的偏析

2.1 概述

2.2 連鑄坯的宏觀偏析

2.2.1 連鑄坯的V形偏析

2.2.2 連鑄坯中心點(diǎn)狀偏析

2.2.3 連鑄坯中心線偏析

2.3 連鑄坯的顯微偏析

2.3.1 連鑄坯的樹(shù)枝晶偏析

2.3.2 連鑄坯的方形偏析（錠型偏析）

2.3.3 連鑄坯的斑點(diǎn)狀偏析

2.3.4 連鑄坯的白亮帶

2.4 連鑄坯的重力偏析

2.5 晶界低熔點(diǎn)有害元素偏析

2.6 CrNiMo電渣鋼的質(zhì)點(diǎn)偏析

2.7 小結(jié)

第3章連鑄坯潔凈度

3.1 高品質(zhì)鋼潔凈度的基本要求

3.2 連鑄坯低倍酸浸及硫印檢驗(yàn)原理

3.3 檢驗(yàn)連鑄坯夾雜物的常用方法

3.4 連鑄坯非金屬夾雜物的分類

3.4.1 按非金屬夾雜物形態(tài)和分布分類

3.4.2 按非金屬夾雜物的化學(xué)組成分類

3.4.3 按非金屬夾雜物的尺寸分類

3.4.4 按非金屬夾雜物在熱加工中的變形程度分類

3.4.5 按非金屬夾雜物生成的階段順序分類

3.5 非金屬夾雜物的相結(jié)構(gòu)特征

3.6 固態(tài)與液態(tài)非金屬夾雜物

3.6.1 固態(tài)非金屬夾雜物

3.6.2 液態(tài)非金屬夾雜物

3.7 弧形連鑄坯內(nèi)弧上部的夾雜物集聚帶

3.8 常見(jiàn)主要元素及其非金屬夾雜物

3.9 軋制前后連鑄坯中非金屬夾雜物的形態(tài)變化

3.10 各類非金屬夾雜物在加工后的變化規(guī)律

3.10.1 硅酸鹽在加工后的變化規(guī)律

3.10.2 硫化物的變形規(guī)律

3.10.3 鋁酸鹽類夾雜物加工變化規(guī)律

3.10.4 脆性非金屬夾雜物的脆裂

3.11 鋼中夾雜物的控制

3.11.1 外來(lái)非金屬夾雜物的控制

3.11.2 內(nèi)生非金屬夾雜物的控制

3.12鈣處理對(duì)鋼中非金屬夾雜物變性效果

3.13幾種典型夾雜物的生成規(guī)律

3.13.1 硫化物的生成規(guī)律

3.13.2 B類氧化物的生成規(guī)律

3.13.3 MgO·Al2O3·SiO2·MnO復(fù)相夾雜物的生成規(guī)律

3.13.4 mCaO·nAl2O3夾雜物的生成規(guī)律

3.13.5 氮化鈦及碳氮化鈦的生成規(guī)律

3.13.6 MgO·Al2O3鎂鋁尖晶石夾雜物的生成規(guī)律

3.13.7 點(diǎn)狀?yuàn)A雜物外包裹CaS的生成規(guī)律

3.13.8 DS類夾雜物的生成規(guī)律

3.13.9 硅酸鹽類夾雜物的生成規(guī)律

3.14 鋼包耐火材料對(duì)鋼中夾雜物的影響

3.15 非金屬夾雜物對(duì)鋼性能的影響

3.16 鋼中非金屬夾雜物去除技術(shù)的進(jìn)展

3.16.1 鋼中夾雜物的長(zhǎng)大、上浮與分離

3.16.2 鋼中夾雜物去除技術(shù)

3.16.3 鋼中夾雜物去除技術(shù)的冶金功能比較

3.17 潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)

3.17.1 潔凈鋼的概念

3.17.2 碳的去除

3.17.3 硫的去除

3.17.4 磷的去除

3.17.5 氮的去除

3.17.6 氫的去除

3.17.7 氧的去除及夾雜物的控制

3.1 882B鋼連鑄坯磷化物Fe3P分析

3.1 982B鋼連鑄坯中心附近的硫化物

3.20 水口堵塞沉積物分析

3.21 連鑄坯中的大顆粒夾雜物

3.22 小結(jié)

第4章 連鑄坯內(nèi)部缺陷及對(duì)策

4.1 連鑄坯內(nèi)部缺陷

4.2 連鑄坯的中心疏松

4.3 連鑄坯的一般疏松

4.4 連鑄坯的中心縮孔

4.5 連鑄坯的中心縮孔和中心疏松共存

4.6 連鑄坯的中心偏析和中心疏松共存

4.7 中心偏析與中心疏松、中心縮孔的區(qū)別

4.8 連鑄坯中心偏析與中心疏松的形成與預(yù)防

4.8.1 中心偏析與中心疏松形成原因

4.8.2 中心偏析與中心疏松預(yù)防對(duì)策

4.9 連鑄坯中心縮孔缺陷分析

4.10 連鑄坯的內(nèi)部裂紋

4.11 連鑄圓坯方坯典型中心裂紋形貌

4.12 27SiMn鋼連鑄圓坯中心星形裂紋分析

4.13 08Cr2AlMo連鑄坯中心星狀裂紋分析

4.14 GCr15SiMn連鑄坯低倍中心裂紋分析

4.15 連鑄坯的中間裂紋

4.16 連鑄方坯和矩形坯的三角區(qū)裂紋

4.16.1 三角區(qū)裂紋的類型及形成機(jī)理

4.16.2 三角區(qū)裂紋的影響因素

4.16.3 鋼液化學(xué)成分的影響因素

4.16.4 防止措施

4.17 連鑄坯的角部裂紋

4.18 連鑄坯的皮下裂紋

4.19 連鑄坯的皮下氣孔

4.20 連鑄坯氣孔中的凝固液滴——“析出型”氣孔

4.21 GCr15鋼連鑄坯內(nèi)的皮下氣孔

4.22 低碳高硫高鉛易切削鋼連鑄坯內(nèi)的氣孔

4.23 連鑄坯內(nèi)的白點(diǎn)

4.24 連鑄坯的皮下夾渣

4.25 連鑄圓坯急冷裂紋

4.26 提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)采取的措施

4.27 小結(jié)

第5章 連鑄坯形狀缺陷及對(duì)策

5.1 方坯和矩形坯菱形變形(又叫脫方)

5.2 連鑄圓坯變成橢圓形

5.3 連鑄圓坯變成不規(guī)則的形狀

5.4 連鑄坯鼓肚

5.5 連鑄坯表面凹陷

5.6 連鑄小方坯沿長(zhǎng)度方向變成扭曲形狀

5.7 T91連鑄坯表面凹陷分析

5.8 小結(jié)

第6章 連鑄坯表面缺陷及對(duì)策

6.1 連鑄坯的橫裂紋

6.1.1 連鑄坯橫裂紋的形成原因

6.1.2 連鑄坯的橫裂紋與原始奧氏體晶粒度的關(guān)系

6.1.3 連鑄坯橫裂紋的形成機(jī)理

6.1.4 連鑄坯橫裂紋微觀組織特征

6.2 連鑄坯的縱裂紋

6.2.1 15CrMoG管坯表面縱向裂紋分析

6.2.2 Q460C連鑄板坯表面縱裂紋分析

6.2.3 鋼中殘余元素對(duì)連鑄圓坯縱裂紋的影響

6.2.4 連鑄坯角部縱裂紋的形成原因及防止措施

6.3 鑄坯表面星形裂紋

6.3.1 鑄坯表面星形(網(wǎng)狀)裂紋特征

6.3.2 鑄坯表面星形裂紋產(chǎn)生的原因

6.3.3 防止星形裂及產(chǎn)生的措施

6.4 鑄坯表面渣類缺陷的形成和防止

6.4.1 37Mn5連鑄圓管坯卷渣表面縱裂紋分析

6.4.2 連鑄坯表面夾渣分析及預(yù)防措施

6.4.3 連鑄坯表面渣孔的遺傳特性

6.5 連鑄坯表面折疊缺陷（翻皮缺陷）

6.6 提高連鑄坯表面質(zhì)量措施

6.7 包晶反應(yīng)

6.8 GCr15連鑄方坯熱應(yīng)力裂紋分析

6.9 小結(jié)

第7章 熱軋材表面缺陷分析與對(duì)策

7.1 “軋材缺陷”內(nèi)涵和定義

7.2 軋材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求概述

7.3 產(chǎn)品質(zhì)量

7.3.1 定義

7.3.2 鋼材缺陷分析的要求

7.4 軋材熱軋過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷

7.5 軋材的表面狀態(tài)

7.6 鋼材表面縱裂紋

7.7 12Cr1MoV軋材的表面縱裂紋

7.8 無(wú)縫荒管表面缺陷分析

7.9 20MnG、15CrMoG、12CrMoV軋材的表面裂紋成因分析

7.10 20MnG圓鋼表面缺陷分析

7.11 熱軋棒材的橫向裂紋

7.12 45鋼冷拉中的脆斷分析

7.13 ND鋼管縱裂紋分析

7.14 SA213T22鋼管表面折疊缺陷

7.15 熱軋材表面熱應(yīng)力裂紋的形貌特征

7.16 小結(jié)

第8章 熱軋材內(nèi)部缺陷分析與對(duì)策

8.1 熱軋材內(nèi)裂紋

8.2 縮孔殘余

8.3 晶間裂紋

8.4 白點(diǎn)

8.4.1 白點(diǎn)的宏觀特征

8.4.2 白點(diǎn)的微觀特征

8.5 板材白點(diǎn)——X70鋼板拉伸斷口上的“鴨嘴形”白點(diǎn)群特征

8.6 棒材白點(diǎn)——60Si2Mn鋼拉伸斷口上的圓形白點(diǎn)

8.7 板材白點(diǎn)——S235JO鋼板沖擊斷口上的白點(diǎn)

8.8 熱軋盤條心部晶界網(wǎng)狀碳化物析出引起的金屬脆化

8.9 盤條中心隱晶馬氏體引起的金屬脆化

8.10 42CrMo棒材內(nèi)裂紋分析

8.11 SCM440中心裂紋

8.12 GCr15鋼液析碳化物

8.13 異金屬夾雜物

8.14 GCr15圓鋼帶狀碳化物

8.15 小結(jié)

第9章冶金缺陷引起的失效分析

9.1 18mm40Cr螺栓中心縮孔殘余

9.2 夾渣導(dǎo)致的高壓鍋爐管擴(kuò)口裂紋分析

9.2.1 試樣及試驗(yàn)方法

9.2.2 試驗(yàn)結(jié)果

9.2.3 結(jié)果分析

9.3 GCr18Mo鍛件保護(hù)渣卷渣造成的夾渣缺陷

9.4 X70鋼板保護(hù)渣卷入鋼液產(chǎn)生的夾渣

9.5 夾渣導(dǎo)致US鋼早期疲勞斷裂

9.6 夾渣導(dǎo)致77B熱軋盤條拉拔開(kāi)卷斷裂

9.7 保護(hù)渣在結(jié)晶器中的行為

9.8 38MnVS鋼耐火材料被侵蝕帶入鋼液產(chǎn)生的夾渣

9.9 非金屬夾雜物對(duì)結(jié)構(gòu)件性能的影響

9.10 夾雜物導(dǎo)致42CrMo鋼疲勞斷裂

9.11 夾雜物導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件表面劃痕缺陷

9.12 母材折疊缺陷導(dǎo)致GCr15軸承鋼沖鍛件裂紋分析

9.13 35SiMnVB彈條環(huán)境腐蝕吸氫造成的延遲斷裂分析

9.14 淬火裂紋——20CrNiMo氣動(dòng)沖擊扳手轉(zhuǎn)子溝槽邊緣裂紋分析

9.15 球化組織不良產(chǎn)生的軸承套圈溝道裂紋分析

9.16 用戶再加工出現(xiàn)的缺陷

9.17 22CrMoH齒輪淬火裂紋分析

9.18 20CrMnTiH盆齒輪鍛造折疊裂紋

9.19 20CrMnTiH鍛件表面“樹(shù)皮狀”皺褶分析

9.20 35CrMoA鋼成分偏析引起的金屬脆化

9.21 軸心晶間裂紋冶金缺陷

9.22 小結(jié)

第10章 連鑄鋼異常斷口及對(duì)策

10.1 偏析線導(dǎo)致金屬脆化

10.2 朽木狀脆性斷裂

10.3 鋼的疲勞斷裂

10.3.1 疲勞源區(qū)斷口特征

10.3.2 疲勞擴(kuò)展區(qū)斷口特征

10.4 輪胎狀疲勞斷口特征

10.5 脊柱狀疲勞斷口特征

10.6 海灘狀疲勞斷口特征

10.7 82B熱軋盤條拉伸脆性黑斑異常斷口分析

10.8 黑脆斷口特征

10.9 貝殼狀斷口特征

10.10 珠光體斷口特征

10.11 層狀或臺(tái)階狀斷口特征

10.12 18Cr2Ni4WA調(diào)質(zhì)鋼撕痕狀斷口宏觀特征

10.13 18Cr2Ni4WA鋼撕痕狀斷口特征

10.14 S235JO鋼板沖擊斷口凝固液滴——“鋼氣球”特征

10.15 沿晶滲碳體自身解理斷裂斷口特征

10.16 小結(jié)

參考文獻(xiàn)2100433B

《連鑄鋼缺陷分析與對(duì)策》可供從事冶金、機(jī)械的科研、工程技術(shù)人員，特別是從事連鑄鋼生產(chǎn)一線的各崗位人員閱讀，同時(shí)，可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

姜錫山，1942年1月15日生，長(zhǎng)春人，1966年畢業(yè)于吉林大學(xué)物理學(xué)院金屬物理專業(yè)。研究員級(jí)高級(jí)工程師。曾任北滿特鋼集團(tuán)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，黑龍江省七屆、八屆政協(xié)委員。兩次被黑龍江省政協(xié)授予優(yōu)秀政協(xié)委員稱號(hào)。退休后，歷任中國(guó)信息協(xié)會(huì)信息化研究部副主任。南鋼集團(tuán)特聘掃描電鏡技術(shù)專家。德國(guó)蔡司電子顯微鏡中國(guó)大陸代理商OPTON歐波同公司特聘掃描電鏡應(yīng)用培訓(xùn)專家。

在北滿特殊鋼股份有限公司從事特殊鋼質(zhì)量檢驗(yàn)與科研工作的30多年里，對(duì)特殊鋼的金相組織、鋼中非金屬夾雜物、特殊鋼斷裂行為的規(guī)律進(jìn)行研究。主要業(yè)績(jī)有：

(一)發(fā)表4部個(gè)人技術(shù)專著，《特殊鋼金相圖譜》，機(jī)械工業(yè)出版社；《特殊鋼缺陷分析與對(duì)策》，化學(xué)工業(yè)出版社；《鋼鐵顯微斷口速查手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社；《鋼中非金屬夾雜物》，冶金工業(yè)出版社。

(二)在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)鋼中硫化錳鐵(Mn，F(xiàn)e)S單晶體立體形貌及結(jié)晶學(xué)特征，第四屆亞太地區(qū)電子顯微鏡學(xué)術(shù)會(huì)議專家稱其為“國(guó)際上不尋常的重大發(fā)現(xiàn)”，該成果被黑龍江省評(píng)為科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，被中國(guó)金屬學(xué)會(huì)評(píng)為優(yōu)秀論文獎(jiǎng)？

(三)在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇。在國(guó)內(nèi)一級(jí)和二級(jí)科技刊物發(fā)表特殊鋼學(xué)術(shù)論文近百篇。

1 特殊鋼缺陷分析方法

1.1 特殊鋼的解剖檢驗(yàn)

1.1.1 鋼錠、鍛件等大型特殊鋼件的解剖檢驗(yàn)

1.1.2 鋼坯、連鑄板坯表面缺陷鑒定分析

1.1.3 特殊鋼缺陷的斷口檢驗(yàn)

1.2 特殊鋼的無(wú)損檢驗(yàn)

2 特殊鋼晶粒缺陷及分析

2.1 二維晶粒和三維晶粒

2.2 晶粒尺寸對(duì)特殊鋼性能的影響

2.2.1 晶粒尺寸對(duì)特殊鋼力學(xué)性能的影響

2.2.2 晶粒尺寸對(duì)晶界腐蝕敏感性的影響

2.2.3 影響特殊鋼晶粒尺寸的一些主要因素

2.2.4 細(xì)化晶粒的途徑

2.3 特殊鋼晶粒缺陷研究——晶粒的變遷

2.4 特殊鋼晶界缺陷的研究

內(nèi)容簡(jiǎn)介 本書(shū)旨在通過(guò)對(duì)特殊鋼的缺陷分析來(lái)揭示特殊鋼斷裂事故的真正原因，進(jìn)而達(dá)到避免事故發(fā)生的目的。

本書(shū)作者從事特殊鋼缺陷分析工作三十多年，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

本書(shū)是從事特殊鋼生產(chǎn)、使用的科研技術(shù)人員不可多得的參考書(shū)。