高合金废钢冶炼高品质H13钢工艺及其优化条件的研究

发布时间：2023-03-12 07:19

　　高合金废钢作为一种具有高价值的可回收资源,主要是该类废钢中含有较多的W、Cr、Ni、Mo、V等金属,因此是一种具有高价值的可回收资源。然而我国目前对该类资源的综合利用研究水平尚处于初级水平,与普通废钢混杂在一起,通过普通的冶炼设备LD转炉和EAF电弧炉冶炼,由于现有的炼钢工艺都是氧化气氛,造成高附加值的合金元素大量烧损,没有实现高附加值利用。因此,探索一种合金回收率高、能耗低的高合金钢冶炼工艺尤其重要。基于已有的研究和前期的探索,本文系统研究以高合金废钢为原料,采用“熔炼炉+电渣重熔”冶炼流程生产高合金钢过程中合金元素烧损、钢水净化、钢材组织性能等问题。冶炼实验结果表明:熔炼炉冶炼高合金废钢合金烧损较低,W、Cr、Ni、Mo、V最优收得率分别为:100.00%,96.89%,100.00%,95.98%,88.73%。钢水经钙处理后夹杂物性质得到了改善:最大长度由18.54μm减小到10.96μm,平均长度由3.41μm降到2.8μm,圆形度由0.2-0.4增加到0.8-1。该钢水铸锭,经后续电渣重熔工艺处理,钢中有害元素H、N、O、P、S的含量均符合国标的要求。冶炼得到的H13合金钢...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 废钢应用现状
        1.1.1 普通废钢应用现状
        1.1.2 高合金废钢应用现状
        1.1.3 合金钢冶炼工艺
    1.2 高合金废钢的冶炼工艺
        1.2.1 熔炼炉
        1.2.2 电渣重熔
        1.2.3 电渣重熔的优点
        1.2.4 电渣重熔的工艺要素
    1.3 H13钢的研究
        1.3.1 H13钢性能
        1.3.2 H13钢的热处理工艺
    1.4 课题研究的背景和意义
第二章 合金元素烧损的研究
    2.1 元素烧损的机理
        2.1.1 影响元素烧损的因素
    2.2 冶炼工艺的优化
        2.2.1 合金氧化实际自由能的计算
        2.2.2 合金烧损的计算
    2.3 本章小结
第三章 有害元素含量的研究
    3.1 P元素的研究
    3.2 S元素的研究
    3.3 有害气体的研究
        3.3.1 氢元素的研究
        3.3.2 氧元素的研究
        3.3.3 氮元素的研究
    3.4 本章总结
第四章 钢中夹杂物行为的分析
    4.1 钢中非金属夹杂物的性能及对材料性能的影响
    4.2 实验过程
        4.2.1 实验材料和仪器
        4.2.2 实验过程
        4.2.3 GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》
    4.3 裂纹产生的原因分析
        4.3.1 裂纹处扫描电镜的分析
    4.4 合金元素对于夹杂物的影响
        4.4.1 不同合金对于H13钢夹杂物的影响
    4.5 外加元素对钢中夹杂物的影响
        4.5.1 钙处理对钢中夹杂物的影响
        4.5.2 钙处理前后扫描能谱分析
    4.6 电弧炉冶炼与熔炼炉冶炼夹杂的对比
    4.7 本章总结
第五章 退火态H13钢显微组织分析
    5.1 热作模具钢的工作条件及性能要求
    5.2 实验过程
        5.2.1 实验材料和仪器
        5.2.2 实验步骤
        5.2.3 热处理方式
    5.3 不同炉次H13钢分析
        5.3.1 金相显微组织
        5.3.2 试样硬度值分析
    5.4 合金化对H13钢组织性能的影响
        5.4.1 合金化对金相组织的影响
        5.4.2 合金化对硬度的影响
    5.5 本章总结
第六章 热处理工艺对H13钢组织的影响
    6.1 实验过程
        6.1.1 淬火工艺
        6.1.2 回火工艺
        6.1.3 二次回火工艺
    6.2 金相显微组织分析
        6.2.1 淬火工艺显微组织分析
        6.2.2 相同淬火温度不同温度下回火显微组织与硬度分析
        6.2.3 不同淬火温度下相同温度回火的显微组织
        6.2.4 二次回火状态下显微组织分析
    6.3 本章总结
第七章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3761203