Si元素和热轧工艺参数对碳钢表面氧化铁皮组织和性能的影响

发布时间：2017-03-18 20:04

  本文关键词：Si元素和热轧工艺参数对碳钢表面氧化铁皮组织和性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究了Si元素和热轧工艺参数对热轧钢板氧化铁皮组织和性能的影响。使用TGA(差热热重同步分析仪)初步了解和研究了两种实验钢在不同温度、相同氧化气氛的条件下的氧化动力学性能,获得了氧化动力学曲线和氧化激活能,分析了Si元素对热轧碳钢氧化能力的影响;通过管式加热炉加热实验模拟了在不同的加热温度和加热时间的情况下两种实验钢的氧化行为,研究了Si元素对两种实验钢氧化铁皮组织的影响,分析了形成富硅层的最佳工艺;结合实验室研究理论成果,在生产现场进行工艺改进,经过若干次的现场试轧,成功解决了花斑褶皱、气泡和色差等问题。经过理论实验和实际生产得到以下结论:(1)通过氧化动力学分析发现,从300℃到1200℃,随着温度的升高,碳钢的氧化程度越剧烈,其中800℃为一个转折点,800℃以下氧化铁皮层均较薄,800℃以上氧化明显加剧,氧化铁皮层平均厚度大幅增大;另一方面,随着热轧钢中的Si元素含量的增加,碳钢的抗氧化性也有一定的提高。(2)利用管式加热炉对两种实验钢在高温段(1100℃-1200℃)进行不同温度和不同保温时间的加热,结果发现在1100℃时虽然氧化铁皮组织与1150℃和1200℃时相似,均为Fe O和先共析的Fe3O4,但是前者却没有观察到明显的富硅层;另外,在1150℃和1200℃时从5min到60min均形成了液相的富硅层,且有向氧化铁皮层扩散的迹象,保温时间较长的甚至已经破坏了氧化铁皮层。比较发现在1150℃时保温10min得到的氧化铁皮层和富硅层均较为完整和均匀。(3)结合现场生产,通过调整轧制工艺,能够达到消除花斑和褶皱等缺陷。降低钢坯出炉温度,至低于1150℃;控制粗轧温度,减小精轧前待钢温度和时间;调节合理的除鳞工艺,从而消除了花斑和褶皱的缺陷,验证了优化工艺的可靠性和稳定性。
【关键词】：氧化铁皮 Si元素 高温氧化 轧制工艺
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 氧化铁皮具有保护性的条件11-12
• 1.2 碳钢氧化铁皮的分类12-13
• 1.3 碳钢高温氧化动力学13-15
• 1.3.1 氧化动力学测量方法13-14
• 1.3.2 氧化动力学规律的归纳方法14-15
• 1.4 影响炉生氧化铁皮形成的因素15-16
• 1.4.1 碳钢中的合金元素对氧化铁皮的影响15-16
• 1.4.2 加热条件和气氛对氧化铁皮生成的影响16
• 1.5 富硅层的形成及作用16-17
• 1.6 热轧工艺对氧化铁皮的影响17-19
• 1.6.1 典型的中厚板氧化铁皮缺陷17-18
• 1.6.2 热轧工艺改善的研究18-19
• 1.7 本课题的研究目的及意义19-21
• 第2章 氧化动力学实验21-34
• 2.1 氧化动力学实验目的21
• 2.2 氧化动力学实验材料及试样的准备21-22
• 2.2.1 氧化动力学实验材料21
• 2.2.2 氧化动力学试样的制备21-22
• 2.3 氧化动力学实验设备22-23
• 2.4 氧化动力学实验方案23-24
• 2.5 氧化动力学实验结果和分析24-33
• 2.5.1 氧化动力学曲线24-27
• 2.5.2 计算激活能Q27-30
• 2.5.3 宏观形貌30
• 2.5.4 微观形貌30-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 高温氧化实验34-48
• 3.1 高温氧化实验目的34
• 3.2 高温氧化实验材料及试样的准备34
• 3.2.1 高温氧化实验材料34
• 3.2.2 高温氧化试样的制备34
• 3.3 高温氧化实验设备34-35
• 3.4 高温氧化实验方案35-36
• 3.5 氧化铁皮的检测与统计36-47
• 3.5.1 宏观形貌36-37
• 3.5.2 微观分析37-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 轧制工艺对表面质量的影响48-62
• 4.1 实验目的48
• 4.2 实验材料48
• 4.3 第一次现场工业试制48-54
• 4.3.1 工业试制方案48-49
• 4.3.2 试制结果与讨论49-53
• 4.3.3 第一次工业试制总结53-54
• 4.4 第二次现场工业试制54-60
• 4.4.1 工业试制方案54-55
• 4.4.2 试制结果与讨论55-59
• 4.4.3 第二次工业试制总结59-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第5章 结论62-63
• 参考文献63-66
• 在学期间研究成果66-67
• 致谢67-68

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