低碳含Si钢高温氧化行为及网格状Fe 2 SiO 4 /FeO形成机理研究

发布时间：2023-10-30 17:53

　　本文为控制或消除红色氧化铁皮,基于红色氧化铁皮的形成机理,采用模拟实际工业生产的加热制度,通过热重分析实验、组织观察、能谱分析(EDS)、XRD物相分析、原位观察实验等系统地研究了氧化气氛、均热段氧化时间、Si含量等对低碳含Si钢高温氧化行为的影响,分析了Fe₂SiO₄/FeO的形貌及分布规律。此外,重点讨论了氧气含量与低碳含Si钢氧化钝化行为的关系。其次,分析了钢中二元共晶物Fe₂SiO₄/FeO的形貌并澄清了其形成机制。提出了改变开始氧化温度、加热速度和冷却速率等方式,减少低碳含Si钢中网格状Fe₂SiO₄/FeO的措施。另外,采用原位观察方法明确了Fe₂SiO₄/FeO熔点与P、S含量的关系。论文研究结果表明:(1)High-1.21Si钢和Low-0.25Si钢氧化铁皮形貌类似,各层铁皮的组织结构相同,最外层为Fe₂O₃+Fe₃O_...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化行为
        1.2.1 氧化铁皮
        1.2.2 氧化速率
        1.2.3 红色氧化铁皮形成机理
        1.2.4 氧化铁皮控制技术
    1.3 氧化膜应力及结合力
        1.3.1 氧化膜应力
        1.3.2 氧化铁皮/金属结合力
    1.4 化学元素对氧化行为的影响
        1.4.1 C元素
        1.4.2 Si元素
        1.4.3 Ni元素
        1.4.4 其他元素
    1.5 工艺制度对氧化铁皮的影响
    1.6 本课题研究内容及意义
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验类型及设备
        2.2.1 同步热重分析实验
        2.2.2 高温激光共聚焦显微镜原位观察实验
        2.2.3 组织表征
第3章 工业大生产搭载氧化实验
    3.1 实验目的
    3.2 实验工艺
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 低温搭载实验
        3.3.2 高温搭载实验
        3.3.3 结果分析
    3.4 小结
第4章 低碳含Si钢不同氧气含量下的氧化钝化行为
    4.1 实验目的
    4.2 实验工艺
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 氧化热力学分析
        4.3.2 氧化动力学分析
    4.4 小结
第5章 氧化气氛、均热段时间与Si含量对低碳钢氧化行为复合影响
    5.1 实验目的
    5.2 实验工艺
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 氧化铁皮组织
        5.3.2 氧化动力学
    5.4 小结
第6章 开始氧化温度对低碳含Si钢氧化行为的影响
    6.1 实验目的
    6.2 实验工艺
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 氧化铁皮形貌
        6.3.2 氧化动力学
    6.4 小结
第7章 加热速度和冷却速度对低碳含Si钢氧化行为的影响
    7.1 实验目的
    7.2 实验工艺
        7.2.1 同步热重分析实验
        7.2.2 高温显微镜原位观察实验
    7.3 实验结果与讨论
        7.3.1 热重分析实验结果
        7.3.2 原位观察结果
    7.4 本章小结
第8章 Fe₂SiO₄/FeO熔化过程原位观察
    8.1 实验目的
    8.2 实验工艺
    8.3 实验结果与讨论
        8.3.1 原位观察
        8.3.2 显微组织
        8.3.3 结果分析
    8.4 小结
第9章 Fe₂SiO₄/FeO形成机理研究
    9.1 实验目的
    9.2 实验工艺
    9.3 实验结果与讨论
    9.4 小结
第10章 总结、创新点与展望
    10.1 总结
    10.2 创新点
    10.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果
    1.发表论文
    2.授权专利
    3.获奖情况
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
附件



本文编号：3858913