检索结果-南通市图书馆

作者：张文文武汉科技大学

学位级别：硕士

钢中的Al2O3、Al-Ti-O夹杂严重降低了钢液的浇注性能,恶化了钢的深加工、抗腐蚀、耐疲劳等性能,去除夹杂的中间包过滤技术已引起科研、产业界的高度关注。本文利用微孔镁质浇注料、镁质泡沫陶瓷过滤器中的MgO对钢中Al2O3、Al-Ti-O夹杂... 详细信息

钢中的Al2O3、Al-Ti-O夹杂严重降低了钢液的浇注性能,恶化了钢的深加工、抗腐蚀、耐疲劳等性能,去除夹杂的中间包过滤技术已引起科研、产业界的高度关注。本文利用微孔镁质浇注料、镁质泡沫陶瓷过滤器中的MgO对钢中Al2O3、Al-Ti-O夹杂的物理吸附、化学反应功能,研究微孔镁质材料与IF钢、含钛焊丝钢、DC01钢的相互作用、以及界面反应层的组成和钢的洁净度的变化,结合热力学分析,解析微孔镁质耐火材料吸附钢中夹杂物行为以及净化机制。其主要结论如下:(1)实验制备了微孔镁质浇注料、镁质陶瓷过滤器及涂层-微孔镁质陶瓷过滤器。与致密镁质陶瓷过滤器相比,微孔镁质陶瓷过滤器的强度较高(提高了 17%);Al2O3涂层的镁质陶瓷过滤器的强度与TiO2涂层的镁质陶瓷过滤器的强度相比,高出了 90%。(2)实验冶炼了铝脱氧IF钢、Ti-IF钢、含钛焊丝钢以及重熔加0.1 wt%Al的DC01钢,其钢中典型夹杂物特征分别为不规则形貌的Al2O3夹杂、规则球形的Al-Ti-O夹杂、Al-Ti-O为内核的双层复合夹杂物(外层包裹着TiN)和Ca-Al-O夹杂。(3)Ti-IF钢和微孔镁质耐火材料的相互作用研究表明,钢液与镁质浇注料界面处形成了镁铝尖晶石层,主要由耐火材料中的MgO与熔融钢中的[A1]和[O]的反应形成;耐火材料的晶间相吸附了钢液中的Al2O3和TiO2夹杂物,形成晶间通道中高熔点尖晶石,阻碍钢液的进一步渗透,并避免浸入钢液对耐火材料的直接熔解,延长微孔镁质耐火材料的使用寿命。因此,浸泡微孔镁质耐火材料的钢洁净度明显提高,其T[O]含量、夹杂物的平均尺寸和数量明显降低。(4)微孔镁质陶瓷过滤器、致密镁质陶瓷过滤器与Al脱氧IF钢、含钛焊丝钢的相互作用研究发现,两种过滤器均能降低钢液T[O]含量、夹杂物的数量和体积分数,提高了钢液的洁净度,表明其能够吸附去除A12O3或者Al-Ti-O夹杂。但微孔镁质陶瓷过滤器比致密镁质陶瓷过滤器对铝脱氧钢的净化作用更好,这是由于其更高的孔隙率提高了粗糙度,并且在实验温度1600℃下生成了更多的液相组分,导致更强的夹杂物吸附能力。与Al脱氧IF钢相比,浸泡在含钛焊丝钢中的过滤器表面形成了更完整、更连续的尖晶石层。这是因为钛合金钢中的TiOx夹杂物降低了夹杂物的熔点,从而促进了钢水中夹杂物与过滤器之间的反应。(5)Al2O3/TiO2涂层-镁质过滤器与铝脱氧DC01钢的相互作用研究发现,两种涂层过滤器均能提高钢液洁净度,但Al2O3涂层的过滤器浸泡的钢液洁净度更高。这是因为,Al2O3涂层与钢中的夹杂物的主要成分一致,且由于[Al]和[O]在夹杂物表面和耐火材料表面的饱和溶解度的不同,[Al]和[O]易迁移至Al2O3涂层表面,降低钢液中的T[Al]和T[O]含量、夹杂物的体积分数。而TiO2涂层与钢中的Al2O3夹杂反应生成了 Al2O3-MgO-TiOx低熔点相,导致了 TiO2涂层的熔损,污染了钢液。但是熔损裸露出来的MgO基质吸附钢中的Al2O3夹杂形成了一层致密的镁铝尖晶石层,依然提高钢液洁净度。

来源：

同方学位论文库评论

钢包精炼Ca处理包芯线熔化行为及工艺优化研究

引用

作者：李天佑武汉科技大学

学位级别：硕士

钙处理工艺能将钢中高熔点AlO夹杂物改性为低熔点钙铝酸盐,使夹杂物更容易碰撞长大、上浮去除,从而提高钢液洁净度,然而目前实际生产中钙处理效果并不理想,钙的收得率有待提高。本文以国内某CSP厂生产的Q235钢为研究对象,现场调研并分析... 详细信息

钙处理工艺能将钢中高熔点AlO夹杂物改性为低熔点钙铝酸盐,使夹杂物更容易碰撞长大、上浮去除,从而提高钢液洁净度,然而目前实际生产中钙处理效果并不理想,钙的收得率有待提高。本文以国内某CSP厂生产的Q235钢为研究对象,现场调研并分析了SiCa线处理过程中Q235钢的浸入式水口结瘤物及钢中夹杂物的形貌特征,采用热力学与动力学理论解析了夹杂物的改性效果,利用FLUENT软件模拟了Si Ca包芯线喂入1873K钢液后的熔化特征,计算了底吹氩的钢包流场、夹杂物在钢中的运动特征及钙在钢液中的扩散行为,同时解析了钙在钢中的气化行为以及不同尺寸、不同结构、不同钙合金的包芯线对Ca处理效果的影响,提出了吹氩参数与喂线参数的优化方案,主要结论如下:(1)分析了水口结瘤堵塞物,研究了夹杂物的演变路线,结果如下:Ca处理前后夹杂物以AlO→MgO·AlO→AlO·xCaO(·yMgO)+(CaS)→AlO·xCaO(·yMgO)的演变规律变化;水口结瘤物主要为未改性的AlO、MgO·AlO以及改性不充分的钙铝酸盐组成,钙的改性效果不理想;提高钙的收得率、改善钢液流场特征能提升钙处理效果。(2)模拟了包芯线的熔化特征,分析了钙的气化行为,研究了包芯线尺寸/结构的优化方案,结果如下:包芯线喂入钢液后迅速升温,钢皮还未完全熔破时,SiCa合金就已经熔化,当钢皮完全熔化时,SiCa合金液体进入钢液。钢皮厚度为0.74mm、内芯半径4.28mm的Si Ca线在1873K钢液中的熔化时间为0.94s。钙喂入钢液后不会立刻气化,只有当钙的蒸气压大于钢液静压力与大气压之和时,钙才开始气化。钙在钢液中的气化行为属于均相形核,钙遇上钢液中的氩气泡时,钙的气化行为属于异相形核,异相形核更容易发生,导致钙的烧损,优化钙的扩散行为应尽可能的防止钙与氩气泡的接触。包芯线的熔化时间与包芯线钢皮厚度、内芯半径大小成正比,设计包芯线尺寸大小,应将单位时间钢水对钙的吸收量作为重要指标进行分析,尺寸不同的包芯线往往能得到相同的Ca处理效果。采用截面不规则形式的包芯线,可望防止径向偏离与喂线断线现象。现场Ca处理过程中,采用纯钙包芯线往往比钙合金形式的包芯线处理效果更好。(3)模拟了钢包底吹氩钢液的流场特征与钙在钢液中的扩散行为,提出了喂线参数的优化方案,结果如下:钢液随着氩气泡的带动在钢包中做循环流动,其流动特征为一个与氩气泡上升路线相切的大圆环,吹氩流量较大,钢液混匀时间越短,钢液中夹杂物的运动轨迹与钢液的流动曲线高度相似,夹杂物尺寸越大越容易被去除,由于钙与钢液之间的粘度较大,钙喂入钢液后主要在喂线区域扩散,而后上浮。Si Ca包芯线的喂入速度应控制在3.15.72m/s。采用倾斜喂入包芯线的方式进行Ca处理,更有利于防止径向偏离与卷渣现象,SiCa线喂线量在400m00m、纯钙线喂线量在30000m之间时,钙的收得率波动不大且较高,成品[Ca]含量也较高。

来源：

同方学位论文库评论

热轧卷板边部线状缺陷的形成机理与控制

引用

作者：王国伟武汉科技大学

学位级别：硕士

边部线状缺陷是热轧、冷轧卷板最为常见的缺陷之一,与连铸坯边角部缺陷、轧制工艺与装备等因素有关,严重影响了热轧卷板甚至冷轧板成材率。为了探明其形成机理并优化工艺控制措施,本研究以国内某钢厂生产不同厚度热轧板钢Q355、Q235为... 详细信息

边部线状缺陷是热轧、冷轧卷板最为常见的缺陷之一,与连铸坯边角部缺陷、轧制工艺与装备等因素有关,严重影响了热轧卷板甚至冷轧板成材率。为了探明其形成机理并优化工艺控制措施,本研究以国内某钢厂生产不同厚度热轧板钢Q355、Q235为研究对象,通过生产工艺调研与取样,采用酸洗、场发射扫描电镜、能谱仪、金相显微镜等检测方法对铸坯及热轧板边角部缺陷进行检测分析,根据铸坯酸洗、线状缺陷的形貌、组织、成分及氧化、脱碳等特征,结合钢中析出物行为的热力学计算与相关工艺因素分析,提出了热轧卷板边部线状缺陷的形成机理及控制措施。其主要结论如下:（1）Q355、Q235铸坯边角部及扒皮3mm的酸洗检测表明,无明显的皮下缺陷,但Q355与Q235铸坯边角部质量存在比较明显差异,Q355铸坯振痕比较浅、分布相对均匀,未见角部裂纹,而Q235铸坯的振痕较深且间距大小不一（10-22mm）,有较为明显的边角部横裂纹。（2）Q355及Q235铸坯边角部（扒皮3mm）皮下夹杂物特征的检测发现,皮下夹杂物分布较为均匀,没有发现大型夹杂,其中,含钛Q355钢中皮下夹物主要为Ti（C、N）,非铝脱氧Q235钢中皮下存在Al-Ca-Mg-O复合夹杂,并含有微量Mn S固溶在复合夹杂物中。（3）Q355、Q235钢的成分、连铸工艺参数的比较分析表明,Q235钢中S、N含量偏高及Mn/S偏小,铸坯拉速、结晶器液面波动较大是造成其振痕较深、间距不均匀以及角部横裂纹的关键因素。（4）Q355及Q235钢中析出物热力学计算表明,钢液中的TiN、TiC、AlN及Mn S的理论析出温度均小于各自钢种的液相线温度,不会析出;在钢液凝固过程中,当固相率超过0.44时,铝脱氧含钛Q355钢中有TiN的析出,可有效降低钢中AlN的析出温度,降低AlN晶界析出造成的裂纹风险,而非铝脱氧Q235钢中的TiN在凝固末期析出,析出时固相率为0.92,但两个钢中的TiC、AlN及Mn S均不会析出,析出物对两个钢坯边角部裂纹的影响没有明显差异。（5）Q355、Q235钢热轧卷板线状缺陷表面及横截面上均含有Ca、Si及连铸保护渣特有的K、Na成分,缺陷横截面上裂纹两侧存在氧化铁/夹杂物层、以及氧化圆点层较厚、脱碳与晶粒长大等高温氧化特征,因此,连铸结晶器保护渣卷入形成的夹渣/皮下夹杂等铸坯边角部缺陷是热轧卷板线状缺陷的主要诱因。此外,Q235连铸坯角部横裂纹也是其热轧卷板线状缺陷的重要诱因,而Q355钢线状缺陷裂纹两侧的脱碳较轻微,其线状缺陷可能还与轧钢过程中的折叠有关。（6）Q355及Q235线状缺陷的表面宽度、横截面裂纹延伸的深度、向基体深处延伸的倾斜角度的差异,主要与轧制成品厚度有关,厚板容易形成线状缺陷,而薄板容易形成起皮缺陷。此外,角部横裂纹的深度也是Q235线状缺陷横截面裂纹延伸长的重要原因。（7）降低热轧卷板边部线状缺陷发生率,关键在于提高稳态浇注水平,适当提高保护渣的粘度,优化钢液成分的硫、氮控制水平,降低二次冷却段的边部冷却强度,并采用倒角结晶器及优化粗轧立辊耐磨性与孔形等措施。

来源：

同方学位论文库评论

钢包精炼快速脱硫及控氮工艺协同优化研究

引用

作者：曾成武汉科技大学

学位级别：硕士

为了适应低成本、高效率的精炼-连铸-连轧工艺发展及高性能钢的生产,迫切需要进一步优化钢包精炼的快速脱硫与控氮工艺,进一步降低钢中硫、氮含量及其对连铸连轧的坯、材质量的影响。本文以国内某厂高性能桥梁钢Q370、连铸连轧工艺的Q23... 详细信息

为了适应低成本、高效率的精炼-连铸-连轧工艺发展及高性能钢的生产,迫切需要进一步优化钢包精炼的快速脱硫与控氮工艺,进一步降低钢中硫、氮含量及其对连铸连轧的坯、材质量的影响。本文以国内某厂高性能桥梁钢Q370、连铸连轧工艺的Q235钢为研究对象,现场调研分析了Q235、Q370钢的脱硫与控氮工艺,解析了出钢、精炼过程的造渣脱硫及吸氮的热力学、动力学行为及其影响因素,提出了钢液快速脱硫、控氮协同优化的工艺措施。主要结论如下:(1)分析了出钢脱硫及LF炉精炼深脱硫的造渣工艺,计算表明:两种工艺的脱硫精炼渣的光学碱度分别为0.74、0.77,其硫分配比分别为501、631,与此同时,精炼渣熔点都低于钢液精炼温度,现场使用的精炼渣具有较好的脱硫性能。(2)Q235钢出钢脱硫工艺条件下,分别建立了出钢、吹氩期间的脱硫、吸氮模型并计算了钢液脱硫及吸氮量。结果表明,出钢、吹氩阶段脱硫量占比约为1:2,脱氧合金化期间脱硫效率高,占出钢阶段脱硫总量的50%以上;出钢-吹氩过程中,吸氮总量为9.2ppm,其中,出钢过程吸氮量占总吸氮量的81%。(3)Q370钢LF炉精炼深脱硫工艺条件下,分别建立了LF炉精炼期间钢液脱硫、吸氮模型并计算了钢液脱硫及吸氮量。结果表明,大气量搅拌、电极加热、软吹阶段的脱硫量占比相同;出钢-LF精炼过程吸氮总量为20ppm,出钢过程吸氮量占总吸氮量的62%,脱氧合金化与电极加热阶段分别是出钢、LF精炼阶段钢液吸氮量最大阶段,其各自占比分别60%、57%;降低脱氧合金化期间钢液裸露和提高电极加热期间的泡沫渣的保护效果,能有效降低钢液吸氮量。(4)出钢脱硫工艺条件下,提升氩站大气量搅拌时间2min(总氩站处理时间不变),能实现初始[S]≤0.035%钢液的脱硫目标,短时间增加大气量间搅拌时间,其钢液增氮量可以忽略;增加出钢期间钢液搅拌,也能提高脱硫合格率,但导致钢中吸氮量增加5ppm。(5)LF精炼深脱硫工艺条件下,提前造渣(出钢过程加入精炼渣)操作既能实现初始[S]≤0.035%钢液的脱硫目标,也能降低5ppm的钢液吸氮量;提升大气量搅拌时间(总精炼时间不变),也能提高脱硫合格率,但增加大气量搅拌时间,一方面导致钢液增氮,另一方面对温降、卷渣等都有危害;LF精炼过程中引起裸露面扰动,避免了钢液吸氮增加。

来源：

同方学位论文库评论

稀土处理钢中夹杂物特征及其对点蚀萌生与扩展的影响机理研究

引用

作者：熊珊武汉科技大学

学位级别：硕士

随着海洋经济的高速发展,高强韧性低合金钢在海洋工程结构中的应用越来越广泛,低合金钢的耐点蚀性能急需进一步提高。本研究采用稀土处理来改性钢中夹杂物并微合金化,以降低夹杂物的点蚀敏感性,提高钢基体的耐腐蚀性能。在高频感应炉中... 详细信息

随着海洋经济的高速发展,高强韧性低合金钢在海洋工程结构中的应用越来越广泛,低合金钢的耐点蚀性能急需进一步提高。本研究采用稀土处理来改性钢中夹杂物并微合金化,以降低夹杂物的点蚀敏感性,提高钢基体的耐腐蚀性能。在高频感应炉中冶炼了四组不同精炼工艺(Al脱氧、3组Al脱氧+Re处理)的试验钢,对轧制态钢中夹杂物特征及稀土夹杂物的析出行为进行了初步研究,探讨了试验钢在3.5%NaCl溶液中的抗点蚀性能差异及腐蚀行为,从微观层面分析了不同类型夹杂物(硫化物夹杂,氧化物夹杂)诱发点蚀的机理,从宏观层面探究了不同稀土含量的试验钢在模拟海水溶液中表面锈层的成分、形貌、均匀性及致密性。其主要结论如下:(1)稀土加入量不同,钢中夹杂物类型及硫化物析出行为不同,未加稀土的Al脱氧1钢中主要为AlO+Mn S夹杂;加入稀土后,2钢(0.011%Ce)中主要为CeAlO+CeOS+Mn S夹杂;3钢(0.015%Ce)中夹杂物类型与2钢相似,但未发现单独析出的MnS夹杂;当稀土加入量为0.02%时氧化物中Al元素逐步被Ce取代,4钢中夹杂物以CeO+CeAlO+CeOS为主。随着稀土加入量的增加,单独的长条形Mn S夹杂逐渐转变为近球形的稀土硫化物,能在一定程度上提高钢的耐点蚀性能。(2)稀土加入量不同,夹杂物的数量、尺寸和变形性存在差异,当稀土加入量为0.015%时,3钢中夹杂物面积含量最小(0.067%),数量最少(215个/mm),平均粒径最小(1.91μm),近87%的夹杂物尺寸小于2.5μm,夹杂物变形率<3的约92%,夹杂物的平均变形率为1.83,夹杂物的面积、数量、尺寸及变形性在一定程度上较1、2及4钢更优,夹杂物更不易诱发点蚀,钢的抗点蚀性能较强。(3)热力学计算及夹杂物观测结果表明,在凝固过程中,稀土处理钢中生成的主要夹杂物为Ce AlO及CeOS,Ce AlO在凝固前沿均质形核析出,CeOS易在CeAlO的表面析出,且其均在凝固前沿析出,有助于夹杂物的弥散分布。(4)极化曲线结果表明,腐蚀初期(0h),3钢表面点蚀坑数量最少、分布较为弥散,点蚀诱发源较少,点蚀电位最高,其抗点蚀性能最强。交流阻抗谱结果表明在腐蚀末期(120h),随着稀土加入量的增多,钢的极化电阻升高,抗腐蚀性能增强,4钢的耐腐蚀性能最佳,可见,稀土加入量增多有助于提高钢的耐腐蚀性能。(5)在Cl介质溶液中,本试验钢中Mn S及CeOS夹杂均会发生溶解。Mn S夹杂溶解后,S元素易聚集在夹杂物曲率半径小处,其诱发的点蚀易向轧制方向及纵深方向扩展,而CeOS部分溶解后,S元素向基体表面扩散,其诱发的点蚀易向夹杂物周围扩展,降低了点蚀的危害性。(6)在腐蚀过程中,AlO、CeAlO及CeO夹杂化学性质较为稳定,其电极电位比基体稍高,氧化物夹杂不发生溶解,夹杂物与基体的结合紧密程度不同,点蚀一般在氧化物夹杂与基体之间界面的缝隙处萌生,当夹杂物脱落后,点蚀坑中侵蚀性阴离子不易富集,点蚀易向夹杂物周围扩展。稀土氧化物夹杂中心的硫含量较高,一定程度上抑制了硫化物的单独析出,减少了点蚀诱发源,提高了钢的抗点蚀性能。(7)全浸腐蚀试验结果表明,稀土处理后试验钢表面能形成更连续、更均匀、附着性更好的锈层。除锈后,4试验钢基体表面的腐蚀更均匀,其耐腐蚀性能更强。锈层断面形貌观测及XRD图谱结果表明,随着稀土加入量的增加,锈层的致密性及稳定性得到提高,其中4钢锈层中α-FeOOH的百分含量最高,最有利于形成致密、稳定的锈层。失重试验结果表明,随着稀土加入量的增加,试验钢的平均质量损失逐渐减小,试验钢的腐蚀速率逐渐降低,钢的抗腐蚀性能逐渐增强。加入0.02%Ce脱氧的4钢在长期的浸泡腐蚀过程中展现出最佳的耐腐蚀性能。

来源：

同方学位论文库评论

Al、Ti复合脱氧对非调质钢中夹杂物及组织的影响

引用

作者：李鹏武汉科技大学

学位级别：硕士

非调质钢是在中碳钢中添加微量合金元素，通过控轧控冷，在轧制后不经调质处理，即可获得碳素结构钢或合金结构钢经调质处理后所能达到的力学性能的钢种。非调质钢取消了调质热处理过程，降低了能耗，是节能、高效、环保的绿色钢材。但... 详细信息

非调质钢是在中碳钢中添加微量合金元素，通过控轧控冷，在轧制后不经调质处理，即可获得碳素结构钢或合金结构钢经调质处理后所能达到的力学性能的钢种。非调质钢取消了调质热处理过程，降低了能耗，是节能、高效、环保的绿色钢材。但由于非调质钢中先共析铁素体易沿原奥氏体晶界析出，使得铁素体-珠光体组织较为粗大，韧性较低。氧化物冶金是通过选择合适的脱氧剂及合理的脱氧制度使钢中形成高熔点、细小弥散的氧化物夹杂，利用这些夹杂作为钢中第二相析出物形核的核心，促进针状铁素体形成的一种改变析出物形貌、尺寸分布、细化钢的晶粒、提高钢材韧性的方法。本文基于氧化物冶金改变钢中夹杂物形貌、尺寸分布，改善钢材韧性的思想，对含C0.35%的非调质钢利用Al、Ti复合脱氧。通过热力学计算及高温实验，研究了Al-Ti复合脱氧对非调质钢中夹杂物的成分、形貌及尺寸分布影响;尤其是不同Ti/Al比对非调质钢中MnS夹杂物的形貌、尺寸分布的影响;以及C含量对Al-Ti复合脱氧非调质钢中夹杂物及其诱导针状铁素体的影响。具体研究结果如下：热力学计算获得了Al-Ti复合脱氧在钢中形成的不同脱氧产物的热力学稳定存在区域。当钢中的Ti含量为0.01%～0.2%时，要想使钢中不生成纯的AlO夹杂，钢中的Al含量应控制在小于0.01%的范围内;当非调质钢中Al含量大于0.04%时，向钢中添加Ti，钢中形成形状不规则、尺寸较大的Al-Ti-O及MnS的复合夹杂物;当非调质钢中Al含量小于0.011%时，向钢中添加0.02%的Ti，可以得到细小、球状的MgO-AlO-TiO-SiO-MnS的复合夹杂物，这种夹杂物具有诱导针状铁素体形核的能力。 Ti/Al比大于0.9时，钢中MnS夹杂的形貌基本上都为球形;Ti/Al为0.37和0的两组实验得到的试样中MnS的形貌为尺寸较大的不规则形状;随着钢中Ti/Al的增加，直径小于1μm的MnS所占MnS总数的比例及MnS在氧化物析出率均有增大的趋势，直径大于1μm的MnS所占比例均有减小的趋势;C含量影响Ti脱氧非调质钢中夹杂物及针状铁素体的形成。C含量较低时，钢中易于生成细小、球形的AlO-TiO-SiO-MnS的复合夹杂物;Ti脱氧钢增C后针状铁素体比例减少。

来源：

同方学位论文库评论

Al-Ti复合脱氧Mg处理钢中夹杂物诱导点蚀行为研究

引用

作者：付学好武汉科技大学

学位级别：硕士

海洋工程结构的长寿化与安全运行是海洋产业发展的基础,在高盐、高湿的环境条件下,夹杂物诱发的点蚀是对海工结构用钢破坏性最大的腐蚀形态。本研究采用Ti-Mg复合脱氧工艺,控制与优化钢中夹杂物的组成、尺寸、分布等特性,以降低夹杂物... 详细信息

海洋工程结构的长寿化与安全运行是海洋产业发展的基础,在高盐、高湿的环境条件下,夹杂物诱发的点蚀是对海工结构用钢破坏性最大的腐蚀形态。本研究采用Ti-Mg复合脱氧工艺,控制与优化钢中夹杂物的组成、尺寸、分布等特性,以降低夹杂物诱导点蚀的危害性。在高频感应炉中利用AlO坩埚,采用不同脱氧工艺(Ti/Ti-Mg/Al-Ca/Al-Mg),冶炼了五炉海工结构试验钢。利用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)分析表征不同脱氧工艺钢中夹杂物特征;通过3.5%NaCl溶液中阳极极化及自然浸泡腐蚀实验,探讨脱氧工艺及夹杂物特征对钢的点蚀性能的影响。本研究可为耐腐蚀钢的复合脱氧及夹杂物改性精炼新工艺提供理论基础。本研究的主要结论如下:(1)钢中夹杂物均以复合氧化物为主,其成分与脱氧工艺及合金中残余强脱氧元素有关,Ti脱氧钢中形成了以Al-Ti-(Ca)-O为主的复合夹杂物,Ca元素由合金原料硅铁带入;Ti-Mg复合脱氧钢中夹杂物以Al-Ti-Mg-O复合夹杂为主;Al-Ca和Al-Mg复合脱氧钢中分别形成了以铝酸钙和铝镁尖晶石为主的复合氧化物夹杂。与Al脱氧钢相比,Ti-Mg脱氧钢中夹杂物数量较多(大于500个/mm),平均尺寸较小(小于1μm)。随着Mg含量的增加(0-0.0035%),Ti脱氧钢中夹杂物的Ti含量降低;夹杂物数量先增加后减少(由358个/mm→569个/mm→508个/mm),平均尺寸先减少后增加(1.1548μm→0.9268μm→0.9720μm)。(2)结合热力学计算和实验观察发现,在本研究的S含量水平(16ppm)下,MnS主要以异质形核的方式在氧化物夹杂表层析出。数量较多、尺寸细小的含Ti氧化物夹杂是有效的MnS形核核心,有助于MnS分散、局部析出。Ti脱氧钢中硫化物均局部、分散析出于氧化物夹杂表面,平均厚度0.5μm;Al脱氧钢中硫化物主要包覆析出于氧化物外层,平均厚度达到1.5μm。(3)自然腐蚀及电化学极化实验表明,脱氧工艺与夹杂物特征均对钢的腐蚀性能有重要影响,与Al脱氧钢,Ti脱氧钢的自腐蚀电位(E)及腐蚀失重速率(V)更低(分别为-0.45V、25 g·dm·a),抗腐蚀性能更好。在Ti-Mg脱氧钢中,Mg含量较少(0.002%)的Ti-Mg复合脱氧钢耐腐蚀性能最好(E和V分别为-0.4458V、20.9306 g·dm·a),Mg含量增加,夹杂物中的Ti被还原进入到钢基体中,夹杂物中的Ti含量降低而基体中的Ti含量增多,但Mg含量较低时其耐腐蚀性能较好,表明夹杂物对点蚀的影响要大于钢基体成分,夹杂物改性能更加有效地提高钢的抗腐蚀性能。(4)夹杂物与周围基体之间电化学稳定性的差异促使了点蚀的萌发。MnS具有良好的导电性、较高的电极电位(E=-0.05V)以及溶解后产生的S和HS等腐蚀促进离子,因此点蚀容易在其周围萌生。采用细小、弥散氧化物为核心,通过硫化物的异质形核,实现硫化物的分散、细小及形态控制,有利于降低其溶解后的腐蚀自催化作用。CaS的电极电位较低(E=-0.39V),在腐蚀溶液中可以作为阳极优先溶解,保护钢基体;同时其溶解产物水解生成OH,可以减缓酸性物质对钢基体的腐蚀,因此Ca处理生成以CaS为主的夹杂物有利于提高材料的抗腐蚀性能。(5)氧化物夹杂也可以诱发点蚀,但由于其导电性弱于MnS,同时没有MnS溶解产物对腐蚀的促进作用,因此氧化物诱发的点蚀较MnS轻微。Ti氧化物的稳定性更好,不易溶解,且具有还原性,因此对于相同种类的氧化物夹杂,TiOx含量越高,其诱发点蚀的能力越弱,Ti脱氧工艺有助于降低夹杂物的腐蚀活性。(6)夹杂物尺寸对点蚀产生的影响弱于夹杂物的组成,但会影响点蚀萌生后的扩展速度,夹杂物尺寸越大,其诱导电化学腐蚀界面大,而且溶解后的腐蚀促进作用明显,扩展速度就越快。为提高材料的耐蚀性能,应在控制夹杂物成分的基础上,尽量控制夹杂物尺寸的细小化。

来源：

同方学位论文库评论

硅镇静钢脱氧合金化对夹杂物生成、析出的影响

引用

作者：沈星武汉科技大学

学位级别：硕士

钢厂在浇注硅镇静钢时，水口堵塞时有发生，夹杂物是造成水口堵塞的主要原因，而夹杂物生成与脱氧合金化工艺有关。揭示不同脱氧合金化工艺与夹杂物特性的关系及水口堵塞机理，对于解决硅镇静钢生产中水口堵塞问题具有指导意义。本研究... 详细信息

钢厂在浇注硅镇静钢时，水口堵塞时有发生，夹杂物是造成水口堵塞的主要原因，而夹杂物生成与脱氧合金化工艺有关。揭示不同脱氧合金化工艺与夹杂物特性的关系及水口堵塞机理，对于解决硅镇静钢生产中水口堵塞问题具有指导意义。本研究通过实验室试验与实际生产调查相结合，提出了硅镇静钢合理脱氧合金化工艺。要使夹杂物生成低熔点、热轧时易变形的夹杂物，通过热力学计算与讨论，提出了与三元相图中低熔点夹杂物平衡的钢液相关元素含量范围。采用硅钼电阻炉在1873K条件下模拟了硅镇静钢脱氧合金化，考察了不同Mn/Si比、Als含量、在最优化的合金配比上的顶渣组成对脱氧产物的形貌、组成及熔点的影响。研究结果表明： Si-Mn脱氧钢终点全氧含量(最低)达到0.0063%，Al-Si-Mn脱氧钢终点全氧含量(最低)达到0.0041%，Al的加入有利于全氧含量降低;脱氧初始阶段，90%的夹杂物组成为MnO-SiO2-Al2O3类脱氧产物，而脱氧终点，90%夹杂物组成为CaO(MgO)-SiO2-Al2O3复合夹杂物，其中CaO(MgO)来自顶渣;氧化物熔点低时与钢水界面张力大，易形成球形时，从夹杂物中心氧化物形貌可估测夹杂物的熔点。钢中Mn/Si比控制在2.5，Als含量在0.0030.0090%时，此时夹杂物均为熔融态，降低夹杂物堵塞水口概率。钢液脱氧能力随着顶渣碱度提高而增强;检测终点钢样中夹杂物组成发现，顶渣碱度在0.65与2时钢中夹杂物熔点均偏离低熔点区;钢中夹杂物的A12O3含量随渣中A12O3含量增加而增加，随碱度提高先减小后增大。为了形成低熔点夹杂物，避免堵塞水口，根据线性拟合的结果，控制夹杂物中A12O3含量在50%，对应脱氧终点精炼渣碱度渣中碱度在0.77.32之间，A12O3小于11.5%，w(Fe2O3+MnO)小于1.2%范围内;对精炼渣的评估，碱度在1.0.5的终渣成分渣易熔化且具有较好的脱氧效果。同时对现场水口残留物进行微观观察，探讨了夹杂物堵塞水口的机理。研究内容与研究结果如下：通过对凝固析出夹杂物的计算，表明CaO、Al2O3先析出，MgO次之，而SiO2、MnO在凝固过程中才能析出，夹杂物长大尺寸受冷却速率、氧化物初始半径影响，炉冷时夹杂物上均有MnS析出;水口残留物为低熔点夹杂物镶嵌高熔点夹杂物，钢中固态夹杂物以熔融态夹杂物为粘结剂聚集而粘附水口。

来源：

同方学位论文库评论

稀土基复合变质剂对耐磨钢的组织及性能的优化研究

引用

作者：阮墨武汉科技大学

学位级别：硕士

随着现代工业的飞速发展,低成本、高性能的低合金耐磨钢在恶劣工况下的应用越来越广泛。如何进一步提高耐磨钢的耐磨性能,一直是研究者非常关注的课题。本文以NM500低合金耐磨钢为基础,设计成分相似的低成本耐磨钢,设计并制备了15%硼+... 详细信息

随着现代工业的飞速发展,低成本、高性能的低合金耐磨钢在恶劣工况下的应用越来越广泛。如何进一步提高耐磨钢的耐磨性能,一直是研究者非常关注的课题。本文以NM500低合金耐磨钢为基础,设计成分相似的低成本耐磨钢,设计并制备了15%硼+稀土硅铁合金+纳米TiC颗粒的4组复合变质剂,冶炼了5炉未变质处理及复合变质处理的耐磨钢,并采用合适的热处理工艺,研究不同的变质剂组成对耐磨钢的组织及性能的影响。采用扫描电镜、透射电镜等表征了钢中夹杂物、析出物的特征,研究了复合变质剂对钢中夹杂物及微观组织的影响,并对5炉钢的性能进行检测与分析。其主要结论如下:(1)通过复合变质剂中组分与铁基体的错配度的计算,结果表明,TiC与TiN与铁基体组织的错配度均小于12%,可以作为铁素体/奥氏体的有效形核核心,Ce在钢中形成多种硫氧化物,其中CeO与CeOS在一定程度上对铁素体/奥氏体的异质形核有效,而CeS、CeS等无助于铁素体/奥氏体的异质形核。(2)相对于1空白对照组,加入复合变质剂处理的2##实验组的夹杂物数量上升,尺寸小于0.5μm的微粒数量增加,大尺寸夹杂物数量降低,钢洁净度提高,同时增加有效形核所需的微粒数量,实现钢的微观组织细化。(3)热力学计算表明,在凝固末期(f约为0.95时),5组实验钢中均开始析出MnS,其中在添加复合变质剂的2钢样中,Ce会与钢液中的硫结合生成CeS,在凝固末期,锰偏析富集,CeS可促进MnS的异质形核析出,形成稀土-锰-硫夹杂物,实现硫化锰的变性。(4)扫描、透射电镜表征发现,稀土改性夹杂物有助于降低网状碳化物的危害,并细化微观组织。未加入变质剂的1钢中二次渗碳体呈连续网状,加入复合变质剂的2钢,网状碳化物发生不同程度的断网与减少,其中5钢的改性程度最佳。TEM观察发现,稀土氧硫化物隔断了渗碳体的继续生长,稀土基变质剂能够降低网状碳化物对钢基体的危害。同时发现,球状Ce-Mn-S复合夹杂物以及纳米TiC在马氏体边界析出,在晶界处产生钉扎效应。并且,1钢样的晶粒尺寸分别为12μm、10μm、7μm、9μm、6μm,变质剂的加入明显细化了晶粒,其中5钢的的晶粒尺寸最小。(5)硬度及耐磨性检测表明,对比未加入变质剂的1钢,加入变质剂的2钢样中,硬度分别提升了8.36%、13.4%、6.22%、15.6%,耐磨性能分别提升了14%、39%、21%、63%,其中4变质剂的变质效果最佳。

来源：

同方学位论文库评论

含钛钢中夹杂物析出行为及其对钢组织的影响研究

引用

作者：吴振华武汉科技大学

学位级别：硕士

钛合金化能显著提高钢材性能，低钛（0.02%）钢中TiN能钉扎晶界，细化钢材组织，提高钢的强度及改善钢的焊接性能。但TiN的细晶强化难以满足大线焊接能量需求。此外，以Ti代Nb进行合金化能发挥TiC的沉淀强化作用及降低钢材成本，但Ti化... 详细信息

钛合金化能显著提高钢材性能，低钛（0.02%）钢中TiN能钉扎晶界，细化钢材组织，提高钢的强度及改善钢的焊接性能。但TiN的细晶强化难以满足大线焊接能量需求。此外，以Ti代Nb进行合金化能发挥TiC的沉淀强化作用及降低钢材成本，但Ti化学性质活泼，钛析出物的种类、数量、尺寸等特征受钢中Al、O、N、S、C等元素含量影响，使析出物强化效果不稳定，钢材性能波动大，难以满足大批量、稳定生产的要求。因此有必要研究钢中钛夹杂的析出行为、影响因素及其对钢组织的细化作用。本文首先设定实验钢成分并控制Al、Ti、N、Mn、S等变量元素，对钢中夹杂物的析出进行了热力学与动力学预测，结果表明：低Al时，钙处理钢液所需Ca含量及含量范围小。当w（Ti）=0.024%.08%时，均质形核的TiN最大半径由2μm增长到9μm，随Ti含量增加，半径增大快。当w（Ti）=0.08%.15%时，其半径由10μm增长到11μm，随Ti含量增加，半径增大慢。凝固分率越接近1，TiN长大速率越快。其次，研究了不同Al含量时(X1,w（Al）=0.0056%;X2，w（Al）=0.034%)， Al-Ti复合脱氧及Mg处理X80管线钢(w（Ti）=0.02%)中夹杂物析出行为及其对微观组织的影响，结果表明：X1钢中为大量细小、弥散、形貌为层状和镶嵌状的Al2O3-TiOx-MgO，MnS在其表面以包裹、半包裹或局部形式析出，厚度小，夹杂物变形性小。X2钢中为结构简单的团状Al2O3-MgO，夹杂物数量相对少，夹杂物表层MnS为包裹或半包裹析出，厚度相对大，夹杂物变形性较大。夹杂物变形性与核心氧化物组成和表层MnS厚度有关。Al-Ti复合脱氧及Mg处理有助于降低钢中MnS危害。Al-Ti-Mg系钢中复合夹杂物能诱导针状铁素体、细化组织，夹杂物的尺寸、成分影响其诱导针状铁素体的能力，碰撞和异质形核的复合氧化物尺寸小，化学反应形成的镶嵌状复合氧化物尺寸大。复合夹杂物的结构及其表面MnS（或TiN）析出行为也很重要。针状铁素体易在不同的复合氧化物之间或氧化物与MnS之间形核生长，Ti-Mg复合脱氧形成大量细小、结构复杂（多层或镶嵌）的Al2O3-MgO-TiOx复合氧化物，有利于MnS在其表面上多个局部形核，从而有利于单个夹杂物诱导多支互锁的针状铁素体及增加针状铁素体的体积分数，有助于细化微观组织及提高钢强韧性。采用高温共聚焦显微镜在线观察钢样在1250°C保温时晶粒尺寸的变化，X1钢中夹杂物能有效钉扎奥氏体晶界，其晶粒尺寸比X2钢小，晶粒更加均匀。在模拟大线能量（50kJ/cm）焊接工艺条件下，X1钢中Al2O3-TiOx-MgO-MnS类夹杂物仍然能有效诱导针状铁素体，其钢中组织以针状铁素体为主，X2钢中组织以粒状贝氏体为主。因此，Al-Ti复合脱氧及Mg处理低Al钢能较好的适应大线能量焊接。同时，研究了不同Al含量、Ti含量及Al-Ti脱氧时间间隔对HG785高强钢中夹杂物的析出行为及夹杂物对钢组织的影响，结果表明：随HG785钢中Al含量由0.008%、0.013%、0.026%依次增加，夹杂物数量减少，平均粒径增大，夹杂物中TiOx减少。随Ti含量由0.106%、0.125%、0.153%依次增加，夹杂物数量增多，平均粒径增大，夹杂物中TiOx、CaO含量增加，MgO含量减少。随Al-Ti脱氧时间间隔由5min、10min、15min依次增加，夹杂物数量先增加后减少，平均粒径减小，夹杂物中Mg含量增加，Ti含量先减小后趋于稳定，Ca含量先增加后趋于稳定。Al-Ti脱氧时间间隔有一个最佳范围（本实验为10-15min），钢中能获得更多细小含合适适Ti、Mg、Ca含量的复合夹杂物。层状或团状的MgO-TiOx-CaS（少量MnS）、Al2O3-MgO-TiOx-CaS（少量MnS）或Al2O3-MgO-CaS（少量MnS）的复合夹杂，含TiOx或MgO高，有利于TiN异质形核。CaS-少量MnS与Al2O3-MgO-TiOx镶嵌的复合夹杂不利于TiN异质形核。当核心夹杂物小时，TiN为全包裹析出，厚度大，当原核心夹杂物较大时，TiN为半包裹或局部析出，厚度小，含TiN夹杂粒径为1-3μm。控制Ti钢中夹杂物的成分、结构及数量，可使TiN有效异质形核，延缓TiN均质形核，减小TiN尺寸。采用MgO质内衬材料进行Al-Ti复合脱氧及钙处理钢，钢中形成的复合Al2O3-MgO-CaO-TiOx-TiN能有效诱导针状铁素体形核，发挥细化晶粒作用，可望提高钢的强韧性。

来源：

同方学位论文库评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：