细晶强化改善金属锰微观组织及力学性能研究

发布时间：2024-03-05 01:06

　　电硅热法金属锰由于成本低、纯度高等优点,在钢铁行业应用最为广泛。然而,其质硬且脆,在破碎和运输过程中粉末率高达20%以上。金属锰粉末虽然可以回收利用,但势必会造成冶炼成本的增加。因此,如何提高金属锰的力学性能已成为各大锰铁合金企业关注的重点。细晶强化作为一种有效的手段,可同时实现金属材料强度、硬度、塑性和韧性的显著提高。因此,本论文从固/液界面的微观角度出发,首先通过浇注实验研究了形核过程对金属锰微观组织的影响,并重点从形核的角度探讨了金属锰的晶粒细化机理;其次,通过浇注实验研究了微观组织对金属锰力学性能的影响,并建立晶粒尺寸与力学性能之间的构效关系;最后,通过变质处理和振动处理细化金属锰的微观组织。主要结论如下:(1)金属锰的平均晶粒尺寸随临界形核半径的减小而减小。当临界形核半径由167.9nm逐渐减小至64.3nm时,平均晶粒尺寸由69.3μm逐渐减小至53.6μm。最后,拟合得到金属锰临界形核半径与平均晶粒尺寸之间的如下指数关系:r = 69.15·exp{-exp[0.05(r*-37.16)]},R² = 0.9460(2)金属锰的综合强度随平均晶粒尺寸...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１金属锰实物图??．

７．４４ｇ／ｃｍ３，熔点为１２４４°Ｃ，沸点为２０６２°Ｃ；锰的性质较为活泼金属，极容易被??氧化，其在自然界中有＋２、＋３、＋４、＋６和＋７五种化合价态。块状金属锰在空气??中呈银白色，而粉末状金属锰在空气中呈现为灰色（如图１．１所示）；另外，锰有??ａ、ｐ、Ｙ和Ｓ四种晶型，室....

图1.2中国近14年来电解锰的产最情况

ｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｍａｎｇａｎｅｓｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ｉｎ?ｒｅｃｅ属锰主要是以碳酸锰、硫酸锰等锰盐作为电制备金属锰产品，其工艺流程如下所示［１６］：??Ｍｎ（＞２ｒ?硫酡锰矿?巯酸?液辍??￣Ｉ￣?￣ｒ￣?￣ｉ￣???授出：氧化、除铁｜??Ｉ过....

图１．３电解锰的生产工艺流程??Ｆｉｇ．?１．３?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｍａｎｇａｎｅｓｅ??由电解法制得的金属锰纯度通常在９９．５％以上

ＩＩＳ１１１１?１１??驻迕务奢尜汾罗进屉扮玢玢玢迕??Ｉ?１１１?Ｉ?１１?１?１１?ｉ?Ｉ?ｉ?Ｉ??图１．２中国近］４年来电解锰的产量情况??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｍａｎｇａｎｅｓｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ｉｎ?ｒｅｃｅｎｔ?１....

图１．７超重力装置实物图??Ｆｉｇ．?１．７?Ｐｈｏｔｏ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒ－ｇｒａｖｉｔｙ?ｄｅｖｉｃｅ??

１．?Ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ；?２．?Ｓｈｉｅｌｄ；?３．?Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ?ｌａｙｅｒ；?４．?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｃｏｉｌ；?５．?Ａｌｕｍｉｎａ?ｃｒｕｃｉｂｌｅ；??６．?Ｒｏｔｏｒ?ｓｈｅｌｌ；?７．?Ｓｐｅｃｉｍｅｎ；?８．?Ｆｌｕｘ；?９．?Ｔｈｅｒｍｏｃ....

本文编号：3919444