Cr12N钢高压凝固过程中气泡析出行为研究
发布时间：2021-11-24 07:40
高氮钢作为一种新型工程材料,具有非常优良的机械性能、抗腐蚀性等。但实现高氮钢的工业化生产,还有许多需要解决的问题,如在熔炼过程中怎么将大量的氮渗入到钢液中,在凝固过程中怎么将氮保留在固相中不析出来成为气泡。目前的条件下,生产氮含量较高的不锈钢在凝固过程中氮很容易偏析和析出,严重影响铸锭的质量和性能,因而对高氮钢凝固过程中的气泡析出行为研究具有非常重要的意义。河北联合大学对高氮钢的研究已经十多年,目前可以生产出氮含量高于1%的奥氏体高氮钢和高于0.3%的铁素体高氮钢。在高压冶炼条件下冶炼铁素体高氮钢时,由于没有采用分阶段控制压力方法,铸锭偏析和气泡析出现象严重。从理论分析和实验研究两个方面,对Cr12N高氮钢在高压凝固过程中的气泡析出行为进行分析。通过分析铸锭凝固过程中氮的偏析,得出氮元素很容易在凝固前沿富集,尤其是在树枝晶间富集,造成气泡容易在这些地方生成。在高压条件下,树枝晶间的气泡被挤压出来,减少了气泡驻留机会。凝固终了时,氮平衡凝固分压最大,当凝固时的最小压力大于凝固终了时的平衡氮分压时,可以保证凝固过程中不析出气泡。结合凝固过程需要更高氮分压理论,开展了熔炼压力为0.3MPa,...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 铁素体高氮钢概述
1.1.1 铁素体高氮钢的定义及发展
1.1.2 铁素体高氮钢的应用
1.2 高压冶金概述
1.2.1 高压冶金的发展及现状
1.2.2 高压凝固的基本理论
1.2.3 高压冶金生产高氮钢
1.3 氮在固相中的溶解度及作用
1.3.1 氮在固相中的溶解度
1.3.2 氮在铁素体高氮钢中的作用
1.4 凝固过程中气泡行为研究
1.5 本课题研究内容
第2章 高氮钢高压凝固过程中气泡析出行为
2.1 高压凝固过程分析
2.2 高压凝固过程中氮的偏析
2.3 高压凝固过程中气泡析出机理
2.3.1 气泡的形核
2.3.2 气泡的上浮
2.4 Cr12N钢凝固压力模型
2.5 小结
第3章 Cr12N钢高压凝固实验研究
3.1 实验目的
3.2 实验设备和工艺流程
3.2.1 实验设备
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验过程
3.3 实验内容和方案
3.3.1 实验内容
3.3.2 实验方案
3.4 实验结果
3.5 小结
第4章 Cr12N钢高压铸锭分析
4.1 Cr12N钢高压铸锭中氮气泡分析
4.2 Cr12N钢高压铸锭中气泡分布规律
4.2.1 单个高压铸锭内不同位置气泡分布规律
4.2.2 高压条件下的铸锭内部气泡分布规律
4.3 Cr12N钢高压铸锭中气泡含量与氮含量比较
4.4 基于气泡理论的高压凝固氮含量模型
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型的验证与预测
4.5 Cr12N钢凝固压力模型的验证
4.6 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-7%Si合金显微气孔形成的模拟研究[J]. 李正扬,朱鸣芳,戴挺. 金属学报. 2013(09)
[2]超纯铁素体不锈钢中TiN夹杂析出的热力学分析[J]. 张帆,李光强,李永军,刘赫莉,陈兆平. 武汉科技大学学报. 2012(05)
[3]底吹氮气冶炼高氮不锈钢的应用研究[J]. 赵定国,王书桓. 特殊钢. 2012(05)
[4]高强β钛合金研究和应用现状[J]. 张平平,王庆娟,高颀,王快社. 热加工工艺. 2012(14)
[5]BOF-LF-VD冶炼非调质N80钢工艺[J]. 高金涛,李士琦,关勇,刘润藻,王玉刚. 北京科技大学学报. 2011(S1)
[6]立式离心铸造液态金属中气泡的运动规律[J]. 刘爱辉,隋艳伟,李邦盛,郭景杰,傅恒志. 特种铸造及有色合金. 2010(12)
[7]RE对耐候钢溶质再分配的影响[J]. 郭宏海,宋波,侯立松,毛璟红,赵沛. 中国稀土学报. 2010(03)
[8]国内外热作模具钢的研究进展[J]. 李勇,左秀荣,陈蕴博,王淼辉,赵新. 特殊钢. 2010(03)
[9]液体中气泡上浮与传质过程的耦合模型[J]. 田恒斗,金良安,丁兆红,谢田华. 化工学报. 2010(01)
[10]铁素体不锈钢的开发研究[J]. 丁茹,王伯健,王成,白鹤. 钢铁研究学报. 2009(10)
博士论文
[1]挤压铸造Mg-Nd（-Zr）合金工艺及凝固行为研究[D]. 杨艳玲.上海交通大学 2010
[2]Al-Mg合金高压凝固组织与相演变研究[D]. 王振玲.哈尔滨工业大学 2007
[3]高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究[D]. 李花兵.东北大学 2008
硕士论文
[1]铝团簇掺3d杂质原子和锯齿型氮团簇掺碳杂质原子的物理特性研究[D]. 马志伟.杭州师范大学 2013
[2]高机械压力和Ti对锌铝二元合金凝固的影响[D]. 张得宇.沈阳工业大学 2012
[3]挤压铸造对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响[D]. 荀诗文.沈阳工业大学 2012
[4]6063铝合金薄板成型液态模锻工艺研究[D]. 罗贻正.南昌航空大学 2011
[5]高氮钢凝固过程中氮的偏析和析出行为研究[D]. 李万明.东北大学 2009
[6]400系铁素体不锈钢热轧板材力学性能及焊接性能的研究[D]. 孟威.兰州理工大学 2009
[7]不锈钢薄壁冲焊件力学行为研究[D]. 黄逸峰.上海交通大学 2009
[8]凝固过程枝晶生长与微观偏析的相场法模拟[D]. 崔海霞.沈阳理工大学 2009
[9]镁合金薄壁件压铸制程及相关金属学问题研究[D]. 焦少阳.太原理工大学 2006
[10]高氮钢制备过程中氮的行为[D]. 张峰.武汉科技大学 2005
本文编号：3515529
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 铁素体高氮钢概述
1.1.1 铁素体高氮钢的定义及发展
1.1.2 铁素体高氮钢的应用
1.2 高压冶金概述
1.2.1 高压冶金的发展及现状
1.2.2 高压凝固的基本理论
1.2.3 高压冶金生产高氮钢
1.3 氮在固相中的溶解度及作用
1.3.1 氮在固相中的溶解度
1.3.2 氮在铁素体高氮钢中的作用
1.4 凝固过程中气泡行为研究
1.5 本课题研究内容
第2章 高氮钢高压凝固过程中气泡析出行为
2.1 高压凝固过程分析
2.2 高压凝固过程中氮的偏析
2.3 高压凝固过程中气泡析出机理
2.3.1 气泡的形核
2.3.2 气泡的上浮
2.4 Cr12N钢凝固压力模型
2.5 小结
第3章 Cr12N钢高压凝固实验研究
3.1 实验目的
3.2 实验设备和工艺流程
3.2.1 实验设备
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验过程
3.3 实验内容和方案
3.3.1 实验内容
3.3.2 实验方案
3.4 实验结果
3.5 小结
第4章 Cr12N钢高压铸锭分析
4.1 Cr12N钢高压铸锭中氮气泡分析
4.2 Cr12N钢高压铸锭中气泡分布规律
4.2.1 单个高压铸锭内不同位置气泡分布规律
4.2.2 高压条件下的铸锭内部气泡分布规律
4.3 Cr12N钢高压铸锭中气泡含量与氮含量比较
4.4 基于气泡理论的高压凝固氮含量模型
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型的验证与预测
4.5 Cr12N钢凝固压力模型的验证
4.6 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-7%Si合金显微气孔形成的模拟研究[J]. 李正扬,朱鸣芳,戴挺. 金属学报. 2013(09)
[2]超纯铁素体不锈钢中TiN夹杂析出的热力学分析[J]. 张帆,李光强,李永军,刘赫莉,陈兆平. 武汉科技大学学报. 2012(05)
[3]底吹氮气冶炼高氮不锈钢的应用研究[J]. 赵定国,王书桓. 特殊钢. 2012(05)
[4]高强β钛合金研究和应用现状[J]. 张平平,王庆娟,高颀,王快社. 热加工工艺. 2012(14)
[5]BOF-LF-VD冶炼非调质N80钢工艺[J]. 高金涛,李士琦,关勇,刘润藻,王玉刚. 北京科技大学学报. 2011(S1)
[6]立式离心铸造液态金属中气泡的运动规律[J]. 刘爱辉,隋艳伟,李邦盛,郭景杰,傅恒志. 特种铸造及有色合金. 2010(12)
[7]RE对耐候钢溶质再分配的影响[J]. 郭宏海,宋波,侯立松,毛璟红,赵沛. 中国稀土学报. 2010(03)
[8]国内外热作模具钢的研究进展[J]. 李勇,左秀荣,陈蕴博,王淼辉,赵新. 特殊钢. 2010(03)
[9]液体中气泡上浮与传质过程的耦合模型[J]. 田恒斗,金良安,丁兆红,谢田华. 化工学报. 2010(01)
[10]铁素体不锈钢的开发研究[J]. 丁茹,王伯健,王成,白鹤. 钢铁研究学报. 2009(10)
博士论文
[1]挤压铸造Mg-Nd（-Zr）合金工艺及凝固行为研究[D]. 杨艳玲.上海交通大学 2010
[2]Al-Mg合金高压凝固组织与相演变研究[D]. 王振玲.哈尔滨工业大学 2007
[3]高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究[D]. 李花兵.东北大学 2008
硕士论文
[1]铝团簇掺3d杂质原子和锯齿型氮团簇掺碳杂质原子的物理特性研究[D]. 马志伟.杭州师范大学 2013
[2]高机械压力和Ti对锌铝二元合金凝固的影响[D]. 张得宇.沈阳工业大学 2012
[3]挤压铸造对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响[D]. 荀诗文.沈阳工业大学 2012
[4]6063铝合金薄板成型液态模锻工艺研究[D]. 罗贻正.南昌航空大学 2011
[5]高氮钢凝固过程中氮的偏析和析出行为研究[D]. 李万明.东北大学 2009
[6]400系铁素体不锈钢热轧板材力学性能及焊接性能的研究[D]. 孟威.兰州理工大学 2009
[7]不锈钢薄壁冲焊件力学行为研究[D]. 黄逸峰.上海交通大学 2009
[8]凝固过程枝晶生长与微观偏析的相场法模拟[D]. 崔海霞.沈阳理工大学 2009
[9]镁合金薄壁件压铸制程及相关金属学问题研究[D]. 焦少阳.太原理工大学 2006
[10]高氮钢制备过程中氮的行为[D]. 张峰.武汉科技大学 2005
本文编号：3515529
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3515529.html
