残余元素锡对高碳钢组织与性能的影响研究

发布时间：2023-01-29 17:25

　　随着我国钢铁积蓄量的迅速增加和基于环境保护的要求,废钢成为钢铁生产的主要原料是必然的发展趋势。作为废钢中的主要残余元素之一,锡的氧化势低于铁,在当前冶炼工艺条件下很难脱除,会随着废钢的循环利用逐渐在钢中累积。锡会在钢液凝固过程中产生偏析,在热加工过程中会发生晶界偏聚和氧化富集,影响钢材的热加工和力学性能。探讨锡对钢材性能的影响规律和作用机理,确定锡在钢中的允许含量,对于提高钢材质量和废钢利用具有重要的现实意义。本文从高碳钢中锡的赋存形式、微观组织等角度出发,研究了Sn含量在0.003~0.120%范围内变化时高碳钢的力学性能、高温氧化性能以及高温氧化动力学特性。结果表明,锡通过影响高碳钢的索氏体片层间距来影响其力学性能,而并不显著影响其组织类型。锡含量在0.003~0.120%范围内增加时,索氏体片层间距先减小后增大,并在锡含量为0.060%时达到最小值0.16μm。屈服强度和抗拉强度均与索氏体片层间距变化趋势相反,且均在锡含量为0.060%时取得最大值,分别为1064.77MPa和1333.25MPa。而伸长率、断面收缩率和冲击吸收功均随着锡含量的增加而减小。锡的存在也会影响高碳钢的... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 残余元素概述
    1.3 残余元素在钢中的作用机制
        1.3.1 残余元素在钢中的赋存形式
        1.3.2 残余元素对钢材性能的影响
    1.4 钢中残余元素的应对方法
        1.4.1 固态废钢预处理技术
        1.4.2 炼钢环节脱除方法
        1.4.3 配料稀释法
        1.4.4 添加其他抑制元素
    1.5 金属高温氧化行为及其影响因素
        1.5.1 金属高温氧化定义及氧化过程
        1.5.2 影响氧化的因素
        1.5.3 金属高温氧化动力学特性
    1.6 研究内容
2 实验材料与方案
    2.1 技术路线
    2.2 实验原料制备
    2.3 实验方案
        2.3.1 微观组织检测
        2.3.2 力学性能实验
        2.3.3 高温氧化性能试验
        2.3.4 高温氧化动力学实验
    2.4 实验与检测设备
3 锡对高碳钢力学性能的影响研究
    3.1 锡在高碳钢中的赋存状态
    3.2 锡含量对高碳钢组织的影响
        3.2.1 锡含量对索氏体片间距的影响
        3.2.2 锡含量对晶粒度的影响
    3.3 锡含量对高碳钢拉伸和冲击性能的影响
    3.4 本章小结
4 含锡高碳钢高温氧化性能的研究
    4.1 氧化时间对高碳钢高温氧化性能的影响
        4.1.1 氧化层形貌
        4.1.2 高碳钢中锡的偏聚行为
    4.2 锡含量对高碳钢高温氧化性能的影响
        4.2.1 氧化层形貌
        4.2.2 高碳钢中锡的偏聚行为
    4.3 氧化温度对高碳钢高温氧化性能的影响
        4.3.1 氧化层形貌
        4.3.2 高碳钢中锡的偏聚行为
    4.4 锡元素的富集方式探讨
    4.5 本章小结
5 含锡高碳钢高温氧化动力学特性的研究
    5.1 锡含量对高碳钢氧化动力学特性的影响
    5.2 温度对含锡高碳钢氧化动力学特性的影响
    5.3 锡含量对氧化速率以及激活能的影响
    5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]含锡C-Mn钢中锡的析出相[J]. 孙桂林,宋波.  工程科学学报. 2017(11)
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博士论文
[1]砷对钢性能的影响及稀土的改善作用研究[D]. 辛文彬.北京科技大学 2016

硕士论文
[1]钢中残余元素的影响及其控制研究[D]. 付兵.武汉科技大学 2010
[2]钢中稀土铈与低熔点金属元素锡相互作用规律研究[D]. 杨宗伦.贵州大学 2006
[3]残留元素As、Sn、Sb的晶界偏聚对连铸钢热塑性的影响[D]. 黄小莉.武汉科技大学 2006
[4]Sn的晶界偏聚行为与低碳钢的热塑性[D]. 贾涓.武汉科技大学 2003



本文编号：3732718