連鑄鋼缺陷分析與對策

《連鑄鋼缺陷分析與對策》2012年1月機械工業出版社出版的書籍，作者是姜錫山 。

基本介紹

• 書名：連鑄鋼缺陷分析與對策
• 作者：姜錫山
• ISBN：978-7-111-36066-7
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2012年1月

基本信息

出版社：機械工業出版社

圖書類別：金屬材料

書名：連鑄鋼缺陷分析與對策

書號：978-7-111-36066-7

作者：姜錫山 編著

出版日期：2012年1月

開本：B5

頁數：368頁

字數：473千字

定價：58.00元

內容簡介

《連鑄鋼缺陷分析與對策》可供從事冶金、機械的科研、工程技術人員，特別是從事連鑄鋼生產一線的各崗位人員閱讀，同時，可供高等院校相關專業師生參考。

編輯推薦

《連鑄鋼缺陷分析與對策》是連鑄鋼缺陷分析與對策研究的實用性專著。套用掃描電鏡對連鑄鋼缺陷給予一個全新的描述和詮釋。按照鋼材生產流程，向讀者展示連鑄鋼各個階段鋼中缺陷的巨觀和微觀形貌。系列介紹連鑄鋼中缺陷在生產和使用各個階段前後的變化規律。代表性地分析典型缺陷的生成原因及各類缺陷對鋼材性能的影響，提出了生產優質鋼減少或避免缺陷產生的工藝路線和措施。

序言

經過三十多年的改革發展，我國鋼產量已居世界首位，連鑄比進入世界產鋼國家的領先行列。鋼的品種、規格和產品質量都能滿足國民經濟各部門建設對鋼材的要求。只有提供高質量的連鑄坯，才能軋制高品質的產品。因此在鋼生產流程中，生產無缺陷或不影響終端產品性能的可容忍缺陷的鑄坯，生產無缺陷或不影響結構件安全可靠性能的可容忍缺陷的鋼材是冶金工作者的重要任務。隨著科學技術的不斷發展以及傳統物理學、材料學的不斷完善，連鑄鋼缺陷檢測已經進入了納米檢測時代。掃描電鏡以其高解析度、高放大倍數及大景深的特點為連鑄鋼缺陷分析與對策研究提供了無限可能。

進入21世紀，分析型掃描電鏡的誕生更是擴大了掃描電鏡在鋼鐵材料的分析範疇，使得今天的材料分析變得更加具有科學性和實用性。掃描電鏡廣泛用於材料的形貌組織觀察、材料斷口分析和失效分析、材料實時微區成分分析、元素定量、定性成分分析、快速的多元素麵掃描和線掃描分布測量、晶體/晶粒的相鑑定、晶粒與夾雜物尺寸和形狀分析、晶體、晶粒取向測量等領域。電子顯微鏡已經成為鋼鐵行業在產品研發、質量檢驗和缺陷分析等方面強有力的工具和檢測手段。

作者簡介

姜錫山，1942年1月15日生，長春人，1966年畢業於吉林大學物理學院金屬物理專業。研究員級高級工程師。曾任北滿特鋼集團科學技術協會秘書長，黑龍江省七屆、八屆政協委員。兩次被黑龍江省政協授予優秀政協委員稱號。退休後，歷任中國信息協會信息化研究部副主任。南鋼集團特聘掃描電鏡技術專家。德國蔡司電子顯微鏡中國大陸代理商OPTON歐波同公司特聘掃描電鏡套用培訓專家。

在北滿特殊鋼股份有限公司從事特殊鋼質量檢驗與科研工作的30多年裡，對特殊鋼的金相組織、鋼中非金屬夾雜物、特殊鋼斷裂行為的規律進行研究。主要業績有：

(一)發表4部個人技術專著，《特殊鋼金相圖譜》，機械工業出版社；《特殊鋼缺陷分析與對策》，化學工業出版社；《鋼鐵顯微斷口速查手冊》，機械工業出版社；《鋼中非金屬夾雜物》，冶金工業出版社。

(二)在國際上首次發現鋼中硫化錳鐵(Mn，Fe)S單晶體立體形貌及結晶學特徵，第四屆亞太地區電子顯微鏡學術會議專家稱其為“國際上不尋常的重大發現”，該成果被黑龍江省評為科技進步一等獎，被中國金屬學會評為優秀論文獎？

(三)在國際學術會議發表學術論文7篇。在國內一級和二級科技刊物發表特殊鋼學術論文近百篇。

目錄

序

前言

第1章 連鑄坯凝固

1.1 鋼的凝固理論

1.1.1 結晶的必要條件

1.1.2 結晶的結構條件

1.1.3 能量起伏

1.1.4 晶核的形成

1.1.5 晶核的長大

1.2 連鑄坯的凝固組織

1.2.1 樹枝晶凝固

1.2.2 細小等軸晶帶

1.2.3 結晶器內坯殼生長的行為特徵

1.2.4 柱狀晶帶

1.2.5 交叉樹枝晶帶

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 鋼液凝固過程中的收縮

1.4 連鑄坯凝固過程主要特點

1.4.1 一般連鑄坯凝固特點

1.4.2 特殊鋼凝固特點

1.5 鋼液凝固放出的熱量

1.6 連鑄坯凝固冷卻的冶金準則

1.7 脫氧方式對連鑄坯質量的影響

1.8 電磁攪拌對連鑄坯樹枝晶形態的影響

1.9 小結

第2章連鑄坯的偏析

2.1 概述

2.2 連鑄坯的巨觀偏析

2.2.1 連鑄坯的V形偏析

2.2.2 連鑄坯中心點狀偏析

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 晶界低熔點有害元素偏析

2.6 CrNiMo電渣鋼的質點偏析

2.7 小結

第3章連鑄坯潔淨度

3.1 高品質鋼潔淨度的基本要求

3.2 連鑄坯低倍酸浸及硫印檢驗原理

3.3 檢驗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和分布分類

3.4.2 按非金屬夾雜物的化學組成分類

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構特徵

3.6 固態與液態非金屬夾雜物

3.6.1 固態非金屬夾雜物

3.6.2 液態非金屬夾雜物

3.7 弧形連鑄坯內弧上部的夾雜物集聚帶

3.8 常見主要元素及其非金屬夾雜物

3.9 軋制前後連鑄坯中非金屬夾雜物的形態變化

3.10 各類非金屬夾雜物在加工後的變化規律

3.10.1 矽酸鹽在加工後的變化規律

3.10.2 硫化物的變形規律

3.10.3 鋁酸鹽類夾雜物加工變化規律

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 外來非金屬夾雜物的控制

3.11.2 內生非金屬夾雜物的控制

3.12鈣處理對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律

3.13.1 硫化物的生成規律

3.13.2 B類氧化物的生成規律

3.13.3 MgO·Al2O3·SiO2·MnO復相夾雜物的生成規律

3.13.4 mCaO·nAl2O3夾雜物的生成規律

3.13.5 氮化鈦及碳氮化鈦的生成規律

3.13.6 MgO·Al2O3鎂鋁尖晶石夾雜物的生成規律

3.13.7 點狀夾雜物外包裹CaS的生成規律

3.13.8 DS類夾雜物的生成規律

3.13.9 矽酸鹽類夾雜物的生成規律

3.14 鋼包耐火材料對鋼中夾雜物的影響

3.15 非金屬夾雜物對鋼性能的影響

3.16 鋼中非金屬夾雜物去除技術的進展

3.16.1 鋼中夾雜物的長大、上浮與分離

3.16.2 鋼中夾雜物去除技術

3.16.3 鋼中夾雜物去除技術的冶金功能比較

3.17 潔淨鋼生產技術

3.17.1 潔淨鋼的概念

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

第4章 連鑄坯內部缺陷及對策

4.1 連鑄坯內部缺陷

4.2 連鑄坯的中心疏鬆

4.3 連鑄坯的一般疏鬆

4.4 連鑄坯的中心縮孔

4.5 連鑄坯的中心縮孔和中心疏鬆共存

4.6 連鑄坯的中心偏析和中心疏鬆共存

4.7 中心偏析與中心疏鬆、中心縮孔的區別

4.8 連鑄坯中心偏析與中心疏鬆的形成與預防

4.8.1 中心偏析與中心疏鬆形成原因

4.8.2 中心偏析與中心疏鬆預防對策

4.9 連鑄坯中心縮孔缺陷分析

4.10 連鑄坯的內部裂紋

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裂紋

4.16.1 三角區裂紋的類型及形成機理

4.16.2 三角區裂紋的影響因素

4.16.3 鋼液化學成分的影響因素

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鋼連鑄坯內的皮下氣孔

4.22 低碳高硫高鉛易切削鋼連鑄坯內的氣孔

4.23 連鑄坯內的白點

4.24 連鑄坯的皮下夾渣

4.25 連鑄圓坯急冷裂紋

4.26 提高連鑄坯內部質量應採取的措施

4.27 小結

第5章 連鑄坯形狀缺陷及對策

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

第6章 連鑄坯表面缺陷及對策

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係

6.1.3 連鑄坯橫裂紋的形成機理

6.1.4 連鑄坯橫裂紋微觀組織特徵

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 鋼中殘餘元素對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(網狀)裂紋特徵

6.3.2 鑄坯表面星形裂紋產生的原因

6.3.3 防止星形裂及產生的措施

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 連鑄坯表面摺疊缺陷（翻皮缺陷）

6.6 提高連鑄坯表面質量措施

6.7 包晶反應

6.8 GCr15連鑄方坯熱應力裂紋分析

6.9 小結

第7章 熱軋材表面缺陷分析與對策

7.1 “軋材缺陷”內涵和定義

7.2 軋材產品標準和技術要求概述

7.3 產品質量

7.3.1 定義

7.3.2 鋼材缺陷分析的要求

7.4 軋材熱軋過程中產生的缺陷

7.5 軋材的表面狀態

7.6 鋼材表面縱裂紋

7.7 12Cr1MoV軋材的表面縱裂紋

7.8 無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鋼管表面摺疊缺陷

7.15 熱軋材表面熱應力裂紋的形貌特徵

7.16 小結

第8章 熱軋材內部缺陷分析與對策

8.1 熱軋材內裂紋

8.2 縮孔殘餘

8.3 晶間裂紋

8.4 白點

8.4.1 白點的巨觀特徵

8.4.2 白點的微觀特徵

8.5 板材白點——X70鋼板拉伸斷口上的“鴨嘴形”白點群特徵

8.6 棒材白點——60Si2Mn鋼拉伸斷口上的圓形白點

8.7 板材白點——S235JO鋼板衝擊斷口上的白點

8.8 熱軋盤條心部晶界網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

第9章冶金缺陷引起的失效分析

9.1 18mm40Cr螺栓中心縮孔殘餘

9.2 夾渣導致的高壓鍋爐管擴口裂紋分析

9.2.1 試樣及試驗方法

9.2.2 試驗結果

9.2.3 結果分析

9.3 GCr18Mo鍛件保護渣卷渣造成的夾渣缺陷

9.4 X70鋼板保護渣捲入鋼液產生的夾渣

9.5 夾渣導致US鋼早期疲勞斷裂

9.6 夾渣導致77B熱軋盤條拉拔開卷斷裂

9.7 保護渣在結晶器中的行為

9.8 38MnVS鋼耐火材料被侵蝕帶入鋼液產生的夾渣

9.9 非金屬夾雜物對結構件性能的影響

9.10 夾雜物導致42CrMo鋼疲勞斷裂

9.11 夾雜物導致結構件表面劃痕缺陷

9.12 母材摺疊缺陷導致GCr15軸承鋼沖鍛件裂紋分析

9.13 35SiMnVB彈條環境腐蝕吸氫造成的延遲斷裂分析

9.14 淬火裂紋——20CrNiMo氣動衝擊扳手轉子溝槽邊緣裂紋分析

9.15 球化組織不良產生的軸承套圈溝道裂紋分析

9.16 用戶再加工出現的缺陷

9.17 22CrMoH齒輪淬火裂紋分析

9.18 20CrMnTiH盆齒輪鍛造摺疊裂紋

9.19 20CrMnTiH鍛件表面“樹皮狀”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

第10章 連鑄鋼異常斷口及對策

10.1 偏析線導致金屬脆化

10.2 朽木狀脆性斷裂

10.3 鋼的疲勞斷裂

10.3.1 疲勞源區斷口特徵

10.3.2 疲勞擴展區斷口特徵

10.4 輪胎狀疲勞斷口特徵

10.5 脊柱狀疲勞斷口特徵

10.6 海灘狀疲勞斷口特徵

10.7 82B熱軋盤條拉伸脆性黑斑異常斷口分析

10.8 黑脆斷口特徵

10.9 貝殼狀斷口特徵

10.10 珠光體斷口特徵

10.11 層狀或台階狀斷口特徵

10.12 18Cr2Ni4WA調質鋼撕痕狀斷口巨觀特徵

10.13 18Cr2Ni4WA鋼撕痕狀斷口特徵

10.14 S235JO鋼板衝擊斷口凝固液滴——“鋼氣球”特徵

10.15 沿晶滲碳體自身解理斷裂斷口特徵

10.16 小結

參考文獻