含Ti夹杂物诱导晶内针状铁素体形核的特性研究

发布时间：2023-05-13 04:45

　　自“氧化物冶金”概念提出以来,作为既能使钢中夹杂物化害为利同时能够改善钢铁性能的冶金新工艺,一直备受关注。该技术就是利用钢中难以去除的微细氧化物夹杂细化晶粒,综合提高钢材性能。对于含Ti夹杂物的研究贯穿了整个氧化物冶金技术的发展历程,但是其诱导形核的机制以及影响诱导形核能力的因素等问题尚没有定论。本研究首先从热力学角度对钢中夹杂物的析出规律进行了研究;其次,利用扫描电镜的点线面扫描及Feature功能,对钢中夹杂物的特性、诱导形核现象及机制进行了分析;最后,探索性地研究了影响夹杂物诱导形核能力的统计性规律。结论如下:(1)热力学计算表明,若要钢中生成大量的Ti2O3,必须控制钢中较高的氧浓度;(2)Ti的加入细化了钢中夹杂物,钢中含Ti夹杂物诱导出大量的晶内针状铁素体(IAF)组织,分析表明贫Mn区是其可能的诱导形核机制;(3)MnS与诱导形核之间没有直接的关联性;(4)含Ti夹杂物的诱导形核能力具有一定的随机性。

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第一章 文献综述
    1.1 氧化物冶金的概述
        1.1.1 氧化物冶金的概念
        1.1.2 氧化物冶金技术的原理
        1.1.3 氧化物冶金技术的新进展
            1.1.3.1 新日铁HTUFF工艺
            1.1.3.2 JFE EWEL工艺
            1.1.3.3 结构用高韧性热锻非调质钢组织细化
        1.1.4 氧化物冶金技术的实际应用
        1.1.5 氧化物冶金技术的发展趋势
    1.2 钢中非金属夹杂物的概述
        1.2.1 非金属夹杂物的来源
        1.2.2 非金属夹杂物的分类
        1.2.3 钢中MnS夹杂
    1.3 针状铁素体
        1.3.1 铁素体的分类
        1.3.2 针状铁素体的微观组织
        1.3.3 针状铁素体的形成机制
        1.3.4 针状铁素体的组织性能
    1.4 影响晶内针状铁素体(IAF)形核的因素
        1.4.1 夹杂物的类型
        1.4.2 夹杂物的尺寸及数量
        1.4.3 冷却速度
        1.4.4 钢中氧浓度
    1.5 诱导IAF形核的机制
    1.6 关于诱导形核机制的争论
    1.7 Ti在氧化物冶金中的作用
        1.7.1 Ti的理化性质
        1.7.2 Ti的用途
        1.7.3 Ti在氧化物冶金中的作用
    1.8 研究的目的、意义及内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 高温实验
    2.2 样品处理
    2.3 样品检测
    2.4 样品中典型夹杂物的特征分析
    2.5 样品侵蚀实验
    2.6 样品的微观组织观察
第三章 钢中含Ti夹杂物析出的热力学研究
    3.1 热力学数据
    3.2 Ti脱氧产物的热力学研究
    3.3 钢液中夹杂物成分的热力学研究
    3.4 钢中MnS析出的热力学研究
    3.5 钢液中TiN析出的热力学研究
    本章小结
第四章 Ti处理对钢中夹杂物及组织的影响
    4.1 对钢中夹杂物的形貌与类型的影响
    4.2 对钢中夹杂物分布的影响
        4.2.1 钢中夹杂物的尺寸分布
        4.2.2 钢中夹杂物的密度
    4.3 对钢中微观组织的影响
    4.4 对钢中夹杂物诱导形核的影响
    4.5 对钢中夹杂物性质的影响
    4.6 对钢中夹杂物成分的影响
    4.7 诱导形核的可能机制
    4.8 MnS在诱导形核中的作用
    4.9 TiN对组织的影响
    本章小结
第五章 含Ti夹杂物诱导形核能力的统计分析
    本章小结
第六章 结论
参考文献
附录
在学研究成果及个人荣誉
致谢



本文编号：3815329