HRB400高强度钢筋V-N微合金化实验基础研究
发布时间：2022-12-25 12:17
目前,采用V-N微合金化技术生产高强度可焊接钢筋是世界各国所采用的主要技术路线。在含V钢中增N,可以有效改善V在钢各相中的存在状态,促进钢中V （ C , N）的析出,进而发挥其析出强化和沉淀强化的作用,提高钢的强度。针对V-N微合金化用钒氮合金存在的成本、能耗较高及生产周期长等问题,尚缺乏对添加钒铁底吹氮气进行V-N微合金化新方法可行性的研究,以及添加钒铁和底吹氮气的操作顺序对钢中V（C,N）的大小、分布、弥散度影响的研究,本课题将通过对比熔炼实验来探讨以上内容,并与传统直接添加钒氮合金的方法进行对比分析。通过添加钒铁底吹氮气的熔炼实验可知:向钢液中底吹氮气搅拌可以达到快速增氮的目的,钢中氮含量随底吹时间的增长而增大,且先添加钒铁更利于钢中增氮;钢中珠光体的体积分数随氮含量的增加而增大,且分布更加弥散均匀化;较高的氮含量可以有效降低尺寸大于50lμm晶粒的体积分数,同时提高15～50μm晶粒的体积分数,晶粒平均尺寸随增氮量的增加而减小,晶粒度级别随之增大。通过对析出相SEM观察及EDS分析可知,钢中V （ C , N ）可以依附于MnS表面析出,增强其诱发晶内（针状）铁素体形核的作用...
【文章页数】：75 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 HRB400高强度钢筋概述
1.1.1 HRB400钢筋的性能特点及研究现状
1.1.2 国内外高强度钢筋的发展及应用现状
1.1.3 HRB400高强度钢筋的生产工艺
1.2 V-N微合金化强化机理
1.2.1 氮在钢中的作用
1.2.2 钒在钢中的作用
1.2.3 V-N微合金化过程的强化机理
1.3 V-N微合金化流程及存在的问题
1.3.1 V-N微合金化流程
1.3.2 V-N微合金化存在的问题
1.4 钢液底吹工艺的研究与应用
1.5 课题的研究内容及研究意义
第2章 V-N微合金化理论分析与计算
2.1 钢液增氮反应动力学
2.1.1 钢液增氮反应动力学模型
2.1.2 气泡搅动过程的传质
2.1.3 氮气搅拌对钢液吸氮过程的影响
2.2 氮在钢液中的溶解度计算
2.2.1 氮溶解度模型计算与分析
2.2.2 基于FactSage软件的热力学计算
2.3 钢中三元第二相V(C,N)的固溶度积
2.3.1 钢中碳氮化钒的固溶度积
2.3.2 碳氮化钒的全固溶温度
2.4 本章小结
第3章 V-N微合金化熔炼高强度钢实验研究
3.1 实验目的
3.2 实验设备及工艺流程
3.2.1 主要实验设备
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验过程
3.3 实验内容及实验方案
3.3.1 实验内容
3.3.2 实验方案
第4章 V-N微合金化钢实验结果与分析
4.1 钢锭铸态分析
4.1.1 V-N微合金化钢中氮含量的分析
4.1.2 V-N微合金化钢相转变温度的分析
4.2 钢中V(C,N)固溶度积的理论计算结果与分析
4.2.1 氮含量对碳氮化钒全固溶温度的影响
4.2.2 氮含量对钢中钒固溶度的影响
4.2.3 氮含量对VC_xN_(1-x)中系数x的影响
4.2.4 氮含量对钢中V(C,N)固溶度积的影响
4.3 底吹氮气对钢显微组织的影响分析
4.3.1 增氮量对钢中珠光体组织体积分数的影响分析
4.3.2 增氮量对钢的晶粒大小的影响分析
4.4 含钒钢中增氮诱导晶内铁素体形核的作用机理分析
4.5 析出相V(C,N)的TEM观察结果与分析
4.5.1 析出相不同析出位置的TEM观察结果与分析
4.5.2 增氮量对钢中析出相大小、分布、弥散度的影响
4.5.3 对比实验中析出相大小、分布、弥散度的TEM结果与分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
附录A 碳氮化钒固溶度积计算结果
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]转炉底吹气体对螺纹钢性能的影响[J]. 林瑛,李勇,吴伟,朱启柱,魏志强. 中国冶金. 2016(01)
[2]钒铁渗氮工艺的初步研究[J]. 王饶,刘润藻,朱荣,董凯,刘文娟,白瑞国,马瑞峰,李东明,贾立根,孟旭光,卢永杰,豆长宏,王东华. 工业加热. 2014(04)
[3]VN及VN+Mo复合微合金化HRB500E高强抗震钢筋生产实践[J]. 王洪利,李义长,赵如龙,樊毅,李荣华. 钢铁钒钛. 2014(01)
[4]LF精炼炉底吹CO2气体的工业探索性研究[J]. 谷云岭,朱荣,吕明,陈列,刘润藻,尚大军. 钢铁. 2013(08)
[5]建筑用钢筋品种与技术性能指标评述[J]. 杨忠民. 钢铁. 2013(05)
[6]国内外高强钢筋发展和现状分析[J]. 龙莉,罗安智. 冶金管理. 2012(11)
[7]我国高强钢筋的发展历程及展望[J]. 张捷,李占群. 科技信息. 2012(12)
[8]超细晶钢关键技术[J]. 潘秀兰,王艳红,梁慧智,冯士超. 世界钢铁. 2011(04)
[9]铌氮微合金化及HRB400NbN钢筋开发[J]. 聂雨青,康跃丰. 金属材料与冶金工程. 2011(01)
[10]高强度建筑钢筋的最新技术进展[J]. 杨才福. 钢铁. 2010(11)
博士论文
[1]316L奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究[D]. 时彦林.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]轧后冷却速率对氮微合金化HRB400组织与性能的影响[D]. 邢凯.中南大学 2014
[2]Ti纳米析出强化型热轧双相钢组织性能研究[D]. 孙丹丹.东北大学 2013
[3]500MPa高强度抗震钢筋多相组织在拉伸变形过程中的演变规律[D]. 邓蕾.昆明理工大学 2013
[4]Nb微合金化高强度抗震钢筋轧制工艺研究[D]. 赵卫东.昆明理工大学 2012
[5]VN微合金化500MPa级高强抗震钢筋工艺研究[D]. 米永峰.昆明理工大学 2011
[6]HRB400级钢筋混凝土构件受弯性能试验研究[D]. 那丽岩.湖南大学 2006
[7]氮化钒制备过程的研究[D]. 徐先锋.武汉科技大学 2003
本文编号：3726604
【文章页数】：75 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 HRB400高强度钢筋概述
1.1.1 HRB400钢筋的性能特点及研究现状
1.1.2 国内外高强度钢筋的发展及应用现状
1.1.3 HRB400高强度钢筋的生产工艺
1.2 V-N微合金化强化机理
1.2.1 氮在钢中的作用
1.2.2 钒在钢中的作用
1.2.3 V-N微合金化过程的强化机理
1.3 V-N微合金化流程及存在的问题
1.3.1 V-N微合金化流程
1.3.2 V-N微合金化存在的问题
1.4 钢液底吹工艺的研究与应用
1.5 课题的研究内容及研究意义
第2章 V-N微合金化理论分析与计算
2.1 钢液增氮反应动力学
2.1.1 钢液增氮反应动力学模型
2.1.2 气泡搅动过程的传质
2.1.3 氮气搅拌对钢液吸氮过程的影响
2.2 氮在钢液中的溶解度计算
2.2.1 氮溶解度模型计算与分析
2.2.2 基于FactSage软件的热力学计算
2.3 钢中三元第二相V(C,N)的固溶度积
2.3.1 钢中碳氮化钒的固溶度积
2.3.2 碳氮化钒的全固溶温度
2.4 本章小结
第3章 V-N微合金化熔炼高强度钢实验研究
3.1 实验目的
3.2 实验设备及工艺流程
3.2.1 主要实验设备
3.2.2 实验原料
3.2.3 实验过程
3.3 实验内容及实验方案
3.3.1 实验内容
3.3.2 实验方案
第4章 V-N微合金化钢实验结果与分析
4.1 钢锭铸态分析
4.1.1 V-N微合金化钢中氮含量的分析
4.1.2 V-N微合金化钢相转变温度的分析
4.2 钢中V(C,N)固溶度积的理论计算结果与分析
4.2.1 氮含量对碳氮化钒全固溶温度的影响
4.2.2 氮含量对钢中钒固溶度的影响
4.2.3 氮含量对VC_xN_(1-x)中系数x的影响
4.2.4 氮含量对钢中V(C,N)固溶度积的影响
4.3 底吹氮气对钢显微组织的影响分析
4.3.1 增氮量对钢中珠光体组织体积分数的影响分析
4.3.2 增氮量对钢的晶粒大小的影响分析
4.4 含钒钢中增氮诱导晶内铁素体形核的作用机理分析
4.5 析出相V(C,N)的TEM观察结果与分析
4.5.1 析出相不同析出位置的TEM观察结果与分析
4.5.2 增氮量对钢中析出相大小、分布、弥散度的影响
4.5.3 对比实验中析出相大小、分布、弥散度的TEM结果与分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
附录A 碳氮化钒固溶度积计算结果
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]转炉底吹气体对螺纹钢性能的影响[J]. 林瑛,李勇,吴伟,朱启柱,魏志强. 中国冶金. 2016(01)
[2]钒铁渗氮工艺的初步研究[J]. 王饶,刘润藻,朱荣,董凯,刘文娟,白瑞国,马瑞峰,李东明,贾立根,孟旭光,卢永杰,豆长宏,王东华. 工业加热. 2014(04)
[3]VN及VN+Mo复合微合金化HRB500E高强抗震钢筋生产实践[J]. 王洪利,李义长,赵如龙,樊毅,李荣华. 钢铁钒钛. 2014(01)
[4]LF精炼炉底吹CO2气体的工业探索性研究[J]. 谷云岭,朱荣,吕明,陈列,刘润藻,尚大军. 钢铁. 2013(08)
[5]建筑用钢筋品种与技术性能指标评述[J]. 杨忠民. 钢铁. 2013(05)
[6]国内外高强钢筋发展和现状分析[J]. 龙莉,罗安智. 冶金管理. 2012(11)
[7]我国高强钢筋的发展历程及展望[J]. 张捷,李占群. 科技信息. 2012(12)
[8]超细晶钢关键技术[J]. 潘秀兰,王艳红,梁慧智,冯士超. 世界钢铁. 2011(04)
[9]铌氮微合金化及HRB400NbN钢筋开发[J]. 聂雨青,康跃丰. 金属材料与冶金工程. 2011(01)
[10]高强度建筑钢筋的最新技术进展[J]. 杨才福. 钢铁. 2010(11)
博士论文
[1]316L奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究[D]. 时彦林.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]轧后冷却速率对氮微合金化HRB400组织与性能的影响[D]. 邢凯.中南大学 2014
[2]Ti纳米析出强化型热轧双相钢组织性能研究[D]. 孙丹丹.东北大学 2013
[3]500MPa高强度抗震钢筋多相组织在拉伸变形过程中的演变规律[D]. 邓蕾.昆明理工大学 2013
[4]Nb微合金化高强度抗震钢筋轧制工艺研究[D]. 赵卫东.昆明理工大学 2012
[5]VN微合金化500MPa级高强抗震钢筋工艺研究[D]. 米永峰.昆明理工大学 2011
[6]HRB400级钢筋混凝土构件受弯性能试验研究[D]. 那丽岩.湖南大学 2006
[7]氮化钒制备过程的研究[D]. 徐先锋.武汉科技大学 2003
本文编号：3726604
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3726604.html
