含硫非调质钢凝固过程硫化物析出行为研究
发布时间：2020-12-24 17:34
针对国内含硫非调质钢（F40MnVS）中硫化物控制水平较低的现状,对铸态和锻后钢中硫化物析出机理及控制方法进行了系统的研究。在热力学和动力学计算分析的基础上,利用Thermo-Calc和JMatPro软件分析了MnS的析出规律、MnS+Al2O3复合夹杂物析出条件以及硫化物对晶内铁素体的影响;借助光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等技术方法,观察并分析了不同锰硫比（Mn/S）和冷却速率对钢中硫化物夹杂的形貌、数量及分布等特征的影响。研究结果表明:（1）通过热力学计算可知,该钢中MnS在1431℃时,即在凝固末端开始大量析出。此时析出的MnS占总析出量的88.5%,剩余小部分在奥氏体中形成,占总量的11.5%,而铁素体中不析出MnS。（2）动力学分析表明:在钢液凝固过程中,MnS以均质形核和晶界形核为主;增加冷却速率,可以减小MnS临界析出半径,降低其尺寸;通过调整钢中w[Mn]和w[S]及冷却速率,可以控制MnS析出形貌、尺寸,提高钢材的综合性能。（3）随着温度的降低,Al2O3
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非调质钢汽车构件Fig.1-1Automotivecomponentsofnon-quenchedandtemperedsteels
图 1-2 钢中硫化物的分类Fig.1-2 Classification of sulfide in steelJanis 等[31,32]采用电解分离提取方法，利用扫描电镜观察到三种 MnS 不同的三维形貌，如图 1-3 所示。可以看出，图 1-3a 是尺寸较大的单个夹杂，且中间包裹有其他的氧化物夹杂，应当属于第 I 类硫化物，第 II 类 MnS 则由共晶反应在枝晶间区域生成(图 1-3b)，第 III 类 MnS 外貌规则(图 1-3c)。该学者还提出第 IIIII 类 MnS 在加工过程中容易沿晶界发生伸长，损害钢材的力学性能。
如图 1-3 所示。可以看出，图 1-3a 是尺寸较大的单个夹杂，且中间包裹有其他的氧化物夹杂，应当属于第 I 类硫化物，第 II 类 MnS 则由共晶反应在枝晶间区域生成(图 1-3b)，第 III 类 MnS 外貌规则(图 1-3c)。该学者还提出第 II，III 类 MnS 在加工过程中容易沿晶界发生伸长，损害钢材的力学性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪,李扬洲. 钢铁研究学报. 2017(09)
[2]重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲. 钢铁. 2016(09)
[3]中碳钒微合金非调质钢的热变形行为及本构方程[J]. 王安东,王骏宇,施轶超. 热加工工艺. 2016(13)
[4]Effects of cooling rate and Al on MnS formation in medium-carbon non-quenched and tempered steels[J]. Meng-long Li,Fu-ming Wang,Chang-rong Li,Zhan-bing Yang,Qing-yong Meng,and Su-fen Tao. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响[J]. 李梦龙,王福明,孟庆勇,陶素芬,李长荣. 工程科学学报. 2015(02)
[6]中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发[J]. 刘攀,李卫钊,魏元生,贾旭明,史东杰,赵磊. 钢铁研究学报. 2015(01)
[7]48MnV非调质曲轴用钢工艺及性能分析[J]. 苏崇涛,田玉伟. 金属世界. 2014(06)
[8]汽车用非调质钢的应用现状与发展[J]. 王小宁,方刚,李阳,金庆生. 汽车工艺与材料. 2014(09)
[9]非调质钢在汽车零部件上应用的可行性分析[J]. 魏元生. 热加工工艺. 2014(14)
[10]易切削非调质钢凝固过程及钢中MnS析出规律[J]. 李梦龙,王福明,陶素芬,李天生,孟庆勇. 材料热处理学报. 2014(04)
博士论文
[1]取样过程钢水中夹杂物的运动及析出行为研究[D]. 黄野.北京科技大学 2016
[2]Al-Ti-Mg（Ca）复合脱氧对抗大变形管线钢中的夹杂物、钢的组织及性能的影响研究[D]. 郑万.武汉科技大学 2014
硕士论文
[1]不同精炼条件弹簧钢中夹杂物及其析出热力学研究[D]. 王海华.武汉科技大学 2014
[2]微合金非调质钢基础理论及应用技术研究[D]. 刘攀.昆明理工大学 2012
[3]汽车连杆热处理及缺陷分析[D]. 周晓丽.吉林大学 2006
本文编号：2936046
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非调质钢汽车构件Fig.1-1Automotivecomponentsofnon-quenchedandtemperedsteels
图 1-2 钢中硫化物的分类Fig.1-2 Classification of sulfide in steelJanis 等[31,32]采用电解分离提取方法，利用扫描电镜观察到三种 MnS 不同的三维形貌，如图 1-3 所示。可以看出，图 1-3a 是尺寸较大的单个夹杂，且中间包裹有其他的氧化物夹杂，应当属于第 I 类硫化物，第 II 类 MnS 则由共晶反应在枝晶间区域生成(图 1-3b)，第 III 类 MnS 外貌规则(图 1-3c)。该学者还提出第 IIIII 类 MnS 在加工过程中容易沿晶界发生伸长，损害钢材的力学性能。
如图 1-3 所示。可以看出，图 1-3a 是尺寸较大的单个夹杂，且中间包裹有其他的氧化物夹杂，应当属于第 I 类硫化物，第 II 类 MnS 则由共晶反应在枝晶间区域生成(图 1-3b)，第 III 类 MnS 外貌规则(图 1-3c)。该学者还提出第 II，III 类 MnS 在加工过程中容易沿晶界发生伸长，损害钢材的力学性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪,李扬洲. 钢铁研究学报. 2017(09)
[2]重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲. 钢铁. 2016(09)
[3]中碳钒微合金非调质钢的热变形行为及本构方程[J]. 王安东,王骏宇,施轶超. 热加工工艺. 2016(13)
[4]Effects of cooling rate and Al on MnS formation in medium-carbon non-quenched and tempered steels[J]. Meng-long Li,Fu-ming Wang,Chang-rong Li,Zhan-bing Yang,Qing-yong Meng,and Su-fen Tao. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响[J]. 李梦龙,王福明,孟庆勇,陶素芬,李长荣. 工程科学学报. 2015(02)
[6]中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发[J]. 刘攀,李卫钊,魏元生,贾旭明,史东杰,赵磊. 钢铁研究学报. 2015(01)
[7]48MnV非调质曲轴用钢工艺及性能分析[J]. 苏崇涛,田玉伟. 金属世界. 2014(06)
[8]汽车用非调质钢的应用现状与发展[J]. 王小宁,方刚,李阳,金庆生. 汽车工艺与材料. 2014(09)
[9]非调质钢在汽车零部件上应用的可行性分析[J]. 魏元生. 热加工工艺. 2014(14)
[10]易切削非调质钢凝固过程及钢中MnS析出规律[J]. 李梦龙,王福明,陶素芬,李天生,孟庆勇. 材料热处理学报. 2014(04)
博士论文
[1]取样过程钢水中夹杂物的运动及析出行为研究[D]. 黄野.北京科技大学 2016
[2]Al-Ti-Mg（Ca）复合脱氧对抗大变形管线钢中的夹杂物、钢的组织及性能的影响研究[D]. 郑万.武汉科技大学 2014
硕士论文
[1]不同精炼条件弹簧钢中夹杂物及其析出热力学研究[D]. 王海华.武汉科技大学 2014
[2]微合金非调质钢基础理论及应用技术研究[D]. 刘攀.昆明理工大学 2012
[3]汽车连杆热处理及缺陷分析[D]. 周晓丽.吉林大学 2006
本文编号：2936046
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