CSP生产50CrV4弹簧钢脱碳行为的研究

发布时间：2017-10-26 11:33

  本文关键词：CSP生产50CrV4弹簧钢脱碳行为的研究

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【摘要】：钢材表面脱碳是热加工的常见问题，会导致弹簧钢疲劳强度和使用寿命的降低。利用实验室模拟和数值模拟是研究弹簧钢高温脱碳问题的主要手段。 本文结合某厂CSP生产50CrV4弹簧钢，在实验室模拟现场条件，，研究加热温度、保温时间、加热气氛、化学成分对50CrV4弹簧钢表面脱碳的影响规律，同时利用扩散理论和菲克定律，建立CSP生产弹簧钢加热炉内脱碳数学模型。 研究表明，较高的加热温度和较长的保温时间对脱碳层的形成有促进作用，保温时间为30min~60min时，50CrV4弹簧钢的脱碳层厚度随温度变化呈先增大后减小再增大的趋势，在1050℃左右存在峰值。含V弹簧钢与不含V钢相比，脱碳敏感温度大幅提高。O2+CO2+N2、H2O+N2、O2+CO2+H2O+N2三种加热气氛比较，O2+CO2+H2O+N2混合气氛能有效降低脱碳层厚度。 利用脱碳模型，分析在没有氧化反应时加热温度、保温时间、加热气氛、化学成分对脱碳影响。利用实验数据修正模型，提高模型的可靠性，可为现场生产工艺的制定提供理论基础。
【关键词】：表面脱碳 数学模型 50CrV4弹簧钢 CSP均热炉
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-10
• 1.1 课题背景8
• 1.2 课题研究的目的和意义8-10
• 第2章 文献综述10-22
• 2.1 弹簧钢概述10-13
• 2.1.1 弹簧钢品种与分类10-11
• 2.1.2 国内外弹簧钢的研究现状11-13
• 2.2 薄板坯连铸连轧技术13-16
• 2.2.1 薄板坯连铸连轧技术的发展应用13-14
• 2.2.2 薄板坯连铸连轧工艺流程14-15
• 2.2.3 薄板坯连铸连轧技术的特点15-16
• 2.2.4 薄板坯连铸连轧生产弹簧钢的技术优势16
• 2.3 弹簧钢脱碳的研究现状16-22
• 2.3.1 脱碳的机理17-18
• 2.3.2 脱碳的影响因素18-20
• 2.3.3 脱碳层深度的测定方法20-22
• 第3章 弹簧钢脱碳的实验室模拟研究22-42
• 3.1 试验材料和试验设备22-27
• 3.1.1 试验材料22-23
• 3.1.2 试验设备及方法23-25
• 3.1.3 试验方案25-27
• 3.2 试验结果与分析27-41
• 3.2.1 加热温度对弹簧钢脱碳层深度的影响31-33
• 3.2.2 加热时间对弹簧钢脱碳层深度的影响33-35
• 3.2.3 化学成分对弹簧钢脱碳层深度的影响35-39
• 3.2.4 加热气氛对弹簧钢脱碳层深度的影响39-41
• 3.3 小结41-42
• 第4章 弹簧钢脱碳层厚度计算模型的建立与分析42-59
• 4.1 脱碳模型建立42-48
• 4.1.1 扩散过程的菲克第二定律解释43-45
• 4.1.2 扩散过程中活度的影响45-47
• 4.1.3 脱碳模型计算模型47-48
• 4.2 理论脱碳层的计算与分析48-51
• 4.2.1 钢种碳含量与弹簧钢理论脱碳层的关系48-49
• 4.2.2 加热温度与弹簧钢理论脱碳层的关系49-50
• 4.2.3 加热时间与弹簧钢理论脱碳层的关系50-51
• 4.3 氧化失重对脱碳层的影响51-57
• 4.3.1 弹簧钢表面氧化模型52
• 4.3.2 热重试验及参数确定52-57
• 4.4 脱碳模型修正与验证57-58
• 4.5 小结58-59
• 第5章 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 附录1 误差函数表65-68
• 附录2 攻读硕士学位期间发表的论文68-69
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目69

【参考文献】

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本文编号：1098503