成分波动对15CrMo无缝钢管夹杂和力学性能的影响

发布时间：2021-01-21 01:42

　　无缝钢管现正广泛运用于机械加工制造、流体输送、压力容器等工程领域,其凭借其优秀的物理性能占有了不可替代的重要地位。自2000年开始,无缝钢管的年产量呈现逐年递增趋势。受其特殊的工况条件影响,对无缝钢管的抗拉强度、抗腐蚀等性能提出了非常高的要求,因此,对无缝钢管成分的纯净度要求也相应提高。15CrMo合金结构无缝钢管是其中一种重要的合金体系,在其实际使用过程中发现,钢材中所含有的夹杂物对无缝钢管的质量影响非常大。因此,在实际生产过程中,对非金属夹杂物的种类、大小以及成分都有非常严格的限制。而要对无缝钢管中的夹杂物进行控制,就需要对该钢中夹杂物进行系统研究。因此本文充分结合实际生产,利用金相显微镜、扫描电子显微镜以及能谱分析等试验表征手段,以及热力学,人工神经网络等先进分析方法,对试验用钢进行系统的研究。首先对本厂的15CrMo无缝钢管的实际生产过程进行分析总结,研究了在生产过程中非金属夹杂物的形成过程与危害,并通过金相显微镜与搭载能谱分析模块的扫描电子显微镜对非金属夹杂进行了定性与定量分析,对其晶粒大小及其夹杂物进行了评级。进一步的对其冶炼过程中的夹杂物形成过程进行热力学计算,得到相应的... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无缝钢管自2000年以来，随着世界钢铁行业的不断发展壮大，中国的钢铁产能逐步释

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文夹杂变成小的随机弥散的镁铝尖晶石夹杂物(MgO. Al2O3)，并且发现即使在冶炼过程中加入少量的镁，也可以在氧化物夹杂上生成 MgS/MgS-MnS 相，从而达到避免硫化物对钢的力学性能不利影响的目的。Jiang 等[17]人研究了 Mg 含量对夹杂的影响，研究表明随 Mg 含量增加夹杂物尺寸降低，数量增加，如图 1-2 所示。Chai F 等人[18-20]通过热模拟试验，研究了在钢水脱氧过程中通过添加不同含量的镁对冲击韧性的影响，得出结论：只要通过添加微量的镁(大约为 0.002%)，就能细化夹杂物，并且使其呈弥散分布。

通过大量的数据统计，可知：钢中非金属夹杂物的存在不但破坏了金属基体的连续性、均匀性，而且易引起应力集中，造成机械性能下降，导致材料的早期破坏，夹杂物的形状、大小、分布和聚集状态直接决定最终的影响程度。因此，对于无缝钢管的生产而言，从冶炼过程开始，就必须严格控制非金属夹杂物的进入。本章对冶炼过程中的夹杂物种类以及形成过程进行理论分析，并提出降低钢坯中非金属夹杂的方案。3.2 夹杂物的定性与定量分析3.2.1 夹杂物的定性分析对夹杂物的定性分析，主要通过金相分析来完成。在定性分析方面，通过宏观观察即可发现钢管内表面存在多处内折缺陷，具体可分为完整鼓包缺陷、破碎鼓包缺陷和偏聚的碎片状小内折，宏观形貌见图 3-1。


本文编号：2990197