外部加入纳米TiO 2 对钢中夹杂物和组织的影响

发布时间：2023-02-06 20:09

　　本文以电工纯铁为研究对象,通过直接向钢液中加入纳米TiO₂粒子,以及随后引入强脱氧元素(镁、铈)处理的方式,探索其对钢中夹杂物和组织的影响。实验结果表明:1)将TiO₂纳米粒子直接加入到钢液中,保温10分钟后冷却水淬。一方面在钢中发现了大量微米级的含钛复合夹杂物,这表明了钢液中TiO₂的团聚性与反应性,基于TiO₂在钢液中的稳定性、与钢液之间的润湿性以及纳米粒子较高的表面自由能进行了解释;另一方面,侵蚀后发现这些钛氧化物能诱导晶内铁素体形核,线扫描结果和扩散系数计算表明贫锰区是其可能机制;2)对于TiO₂纳米粒子和镁合金,采用同时加入和先后加入两种方式将其引入到钢液中,结果表明后者收得率较高,形成了大量微米级的钛镁复合氧化物,显著增加了氧化物密度。试样侵蚀后观察到了明显的晶内铁素体组织,贫锰区是其可能机制;3)采用TiO₂纳米粒子、铈先后加入的方式对钢液进行处理,结果观察到了大量微米级的钛铈复合氧化物,增加了氧化物密度,细化了其尺寸。基于贫锰区机制和晶格错...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 钢中的非金属夹杂物
        1.1.1 钢中夹杂物的来源
        1.1.2 钢中夹杂物的分类及危害
    1.2 氧化物冶金技术
        1.2.1 氧化物冶金技术概述
        1.2.2 氧化物冶金技术的发展
        1.2.3 氧化物冶金中夹杂物形核机制
    1.3 氧化物冶金中夹杂物的引入
    1.4 外部加入钛氧化物的研究
    1.5 强脱氧元素在氧化物冶金中的应用
        1.5.1 镁处理对钢的组织性能影响
        1.5.2 稀土铈在氧化物冶金中的应用
    1.6 本文研究意义及内容
第二章 实验钢冶炼过程及方法
    2.1 实验原材料
    2.2 实验过程概述
        2.2.1 实验准备材料
        2.2.2 高温实验
    2.3 实验样品处理
    2.4 样品成分检测与分析
        2.4.1 成分检测
        2.4.2 组织形貌分析
        2.4.3 SEM-EDS分析
第三章 外加纳米TiO₂对钢组织及夹杂物的影响
    3.1 实验过程及结果
    3.2 纳米TiO₂加入的有效性
    3.3 外加纳米TiO₂对钢中微观组织影响
    3.4 外加纳米TiO₂对夹杂物诱导形核的影响
    3.5 外加纳米TiO₂诱导形核的机理分析
    3.6 本章小结
第四章 外加纳米TiO₂和Mg合金对钢组织及夹杂物的影响
    4.1 实验过程及结果
    4.2 加入的有效性
        4.2.1 纳米TiO₂和镁合金同时加入
        4.2.2 纳米TiO₂与镁合金先后加入
    4.3 钛镁复合处理对钢中微观组织影响
    4.4 钛镁复合处理对夹杂物诱导形核的影响
    4.5 外加纳米TiO₂和Mg合金使夹杂物诱导形核的机理分析
    4.6 本章小结
第五章 外加纳米TiO₂和稀土Ce对钢组织及夹杂物的影响
    5.1 实验过程及结果
    5.2 纳米TiO₂和稀土Ce加入的有效性
    5.3 外加纳米TiO₂和Ce对钢中微观组织影响
    5.4 外加纳米TiO₂和Ce对夹杂物诱导形核的影响
    5.5 外加纳米TiO₂和稀土Ce使夹杂物诱导形核的机理分析
    5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
附录
致谢



本文编号：3736532