外加预分散纳米ZrO 2 粒子对Q235钢组织性能的研究

发布时间：2023-08-09 19:15

　　钢铁材料是一种使用范围特别广的材料,人们不断追求生产出高强度、高韧性、高塑性的理想钢铁材料。通过向钢中加入纳米级氧化物,能够增加形核质点,细化晶粒,进而提高钢的性能。外部添加微纳米氧化物的方法可控性好,粒子选取范围广,不受钢种的限制。但外部添加的纳米粒子容易团聚,不易分散。研究纳米粒子的分散是一个值得探索的课题。本文实验中利用电磁感应炉炼钢;通过场发射环境扫描电镜,XRD对比了经过预分散处理的纳米二氧化锆和未经处理的纳米二氧化锆在钢中的分布;通过金相分析实验,硬度实验,拉伸实验对比了钢中添加纳米二氧化锆和未添加纳米二氧化锆,添加经过预分散处理和未经过预分散处理纳米二氧化锆,添加100nm和20nm经过预分散处理二氧化锆的钢试样的金相组织,硬度和抗拉强度。实验结果表明,添加经过预分散处理纳米二氧化锆尺寸100nm比添加20nm的钢试样中纳米二氧化锆的森下氏分散指数分别为0.94,0.91,所以经过预分散处理的纳米二氧化锆粒子能够在钢中分散均匀;添加纳米二氧化锆比未添加纳米二氧化锆的钢试样粒细化了9.44μm,硬度提高了6.5kg/mm2,抗拉强度提高了10.9Mpa,延伸率提高了0.73...

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 外加纳米粒子的作用
        1.1.1 弥散强化
        1.1.2 细晶强化
        1.1.3 作为相变核心
        1.1.4 引发金属裂纹
    1.2 外加纳米颗粒强化钢铁材料的研究
        1.2.1 外加纳米粒子的选取原则
        1.2.2 引发金属裂纹
        1.2.3 国内学者所做的研究
        1.2.4 外国学者所做的研究
        1.2.5 纳米级粒子在钢铁熔体中的运动行为研究
    1.3 外加纳米颗粒在轻质金属中的研究
        1.3.1 颗粒相强化金属基复合材料的制备方法
        1.3.2 外加纳米颗粒强化铝镁金属材料
    1.4 研究目的和主要内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究主要内容
2.纳米二氧化锆粒子的预分散
    2.1 实验原料
    2.2 纳米二氧化锆的预分散
        2.2.1 球磨
        2.2.2 还原
    2.3 样品分析与表征
        2.3.1 通过xrd分析
        2.3.2 通过场发射扫描电镜分析
    2.4 样品分析与表征的结果与讨论
        2.4.1 XRD分析
        2.4.2 粒子形貌特征分析
3.炼钢和二氧化锆在钢中形貌与分布分析
    3.1 炼钢试验材料
    3.2 炼钢实验过程
        3.2.1 酸洗试样
        3.2.2 打炉衬
        3.2.3 烘炉
        3.2.4 冶炼
        3.2.5 二氧化锆粒子的加入
    3.3 检测钢中纳米二氧化锆分布和形貌实验
        3.3.1 通过xrd分析钢锭中是否含有二氧化锆
        3.3.2 通过场发射扫描电镜分析纳米粒子的形貌和分布
    3.4 钢中纳米二氧化锆分布和形貌结果分析
        3.4.1 X射线衍射分析(XRD)
        3.4.2 场发射扫描电镜图像分析
    3.5 本章小结
4.外加预分散纳米二氧化锆对Q235组织性能的影响与分析
    4.1 外加纳米二氧化锆对钢组织性能的实验研究
        4.1.1 金相实验
        4.1.2 硬度实验
        4.1.3 拉伸试样实验和断口扫描电镜分析
    4.2 纳米预分散二氧化锆对Q235组织性能的结果分析
    4.3 本章小结
5.结论
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3840801