钢中氧化物夹杂形成过程及影响因素研究

发布时间：2020-09-16 20:07

　　 钢铁在我国国防建设和经济建设中起着不可或缺的作用,由于钢铁材料中存在大量夹杂物,这严重影响了钢材的质量和性能,制约着钢铁材料的使用。因此,必须采取有效措施,减少钢铁材料中的夹杂物,改善钢铁材料的性能。而在夹杂物中,非金属夹杂物对钢的质量的影响是十分复杂的,夹杂物的类型、组成、形态、含量、尺寸以及分布等都能严重影响钢铁材料的质量和性能。了解这些因素与钢铁材料质量性能的关系,进而有目的地加以控制,从而改善钢的质量,这便是研究钢中夹杂物的主要目的。本论文通过基础热力学和动力学计算模拟了夹杂物形核、聚并和长大过程的行为,得出影响夹杂物形成过程的因素,并通过高温实验研究了 Al、Ti、Zr、Ca及Al-Ti、Ti-Zr等对钢中夹杂物的影响规律及其作用机理,得出不同脱氧剂的添加对钢中夹杂物形貌、成分、粒度分布的影响,并通过验证夹杂物是否带电来进一步研究钢中夹杂物的形成规律。添加Al、Ti、Zr、Ca及Al-Ti、Ti-Zr脱氧剂时,最终得到的夹杂物的微观形貌在没有聚合之前几乎是球形,且夹杂物的尺寸相差不是很大,Al、Ti、Zr、Ca及Al-Ti、Ti-Zr等脱氧剂由于形核率和长大率不同,致使夹杂物的数目、尺寸都不相同。夹杂物的成分在聚合前后不会改变,单一添加Ti、Zr、Al、Ca脱氧剂,其夹杂物的主要成分是相应脱氧剂的氧化产物。复合添加Al-Ti脱氧剂,夹杂物的主要成分是Al2O3-TixOy,内部以Al2O3为主,外部包围着TixOy。复合添加Ti-Zr脱氧剂,夹杂物的主要成分是TixOy-Zr-O2,外层主要以TixOy为主,内部主要是Zr02。利用单一添加脱氧剂Ti和复合添加脱氧剂Ti-Zr,分别在正常条件和静电保护条件下进行脱氧,夹杂物的总数目在静电保护条件下会随着保温时间的增加而增多,而夹杂物的平均直径改变不大,夹杂物的成分也不会改变。
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF703
【部分图文】：

图１．１浸入式水口结瘤示意图逡逑．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍｅｓ邋ｏｆ邋ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ邋ｅｎｔｒｙ邋ｎｏｚｚｌｅｓ邋ｃｌｏｇｇｉｎｇ逡逑瘤的危害⑷主要有以下三点：逡逑口结瘤，就必须增大滑动水口开口面积，以保水口内径不能满足正常浇铸所需的流量时，就。逡逑产生增加了水口的需求量乃至中间包的数量，了中间包的使用寿命。逡逑水口结瘤物极易进入到结晶器内，而且更换浸，降低产品质量。逡逑

逦第］章文献综述逡逑作出粒子粗化速率与溶解氧含量的关系如下图１．２。逡逑－ｒ逡逑＾邋ｃ．逦Ｍｇ逦？／Ｚｒ逦／邋Ａｌ邋ｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ逦４逡逑！邋＃丨丨｜丨乙：＋：：N丨．．．＊邋＾＂＾４逡逑＾｜0！逦ａ。，＇邋ｚ＾：：：：：：：：：：：：：：：：：：ｎ逡逑！逡逑＾逦焌？崎逦：４逡逑：邋Ｃａ／Ａｌ邋Ｍｎ／Ｓｉ：邋＼逡逑＾邋逦ｉ邋逦＇／．邋．＼逦，邋，邋．邋．邋＼．邋．１逡逑０．１邋１邋１０邋１００逡逑ＩＰＰｍ０Ｗ逡逑图１．２粗化常数知与钢中氧含量的关系逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｃｏａｒｓｅ邋ｃｏｎｓｔａｎｔ邋ａｎｄ邋ｏｘｙｇｅｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ逡逑由公式和图可知随着氧含量的增加，粒子粗化速率知也随之增加。这对于生成大逡逑量的微小的夹杂物是不利的，所以钢铁工业上为了得到弥散分布的细小的可以诱导晶内逡逑铁素体形核的微小夹杂物，必须将钢中的氧位控制在一定合适的范围。逡逑１．６．４在炼钢温度下的保存时间及冷却速率逡逑在温度１８７３Ｋ温度下的保存时间的长短同样对夹杂物的组织和形成产生很大的影逡逑响。Ｓｍｉｔｈ等人［３４１提出，在连续冷却条件下，低碳钢中针状铁素体形成的冷速在贝氏体逡逑铁素体和多边形铁素体的冷速之间。Ｓｕｉｔｏ等人［３５］研究了在炼钢温度１８７３Ｋ下钢液的保逡逑存时间对钢中夹杂物的尺寸和形貌的影响

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【参考文献】

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本文编号：2820317