含硫非調(diào)質(zhì)鋼凝固過程硫化物析出行為研究
發(fā)布時間:2020-12-24 17:34
針對國內(nèi)含硫非調(diào)質(zhì)鋼(F40MnVS)中硫化物控制水平較低的現(xiàn)狀,對鑄態(tài)和鍛后鋼中硫化物析出機(jī)理及控制方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在熱力學(xué)和動力學(xué)計算分析的基礎(chǔ)上,利用Thermo-Calc和JMatPro軟件分析了MnS的析出規(guī)律、MnS+Al2O3復(fù)合夾雜物析出條件以及硫化物對晶內(nèi)鐵素體的影響;借助光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)等技術(shù)方法,觀察并分析了不同錳硫比(Mn/S)和冷卻速率對鋼中硫化物夾雜的形貌、數(shù)量及分布等特征的影響。研究結(jié)果表明:(1)通過熱力學(xué)計算可知,該鋼中MnS在1431℃時,即在凝固末端開始大量析出。此時析出的MnS占總析出量的88.5%,剩余小部分在奧氏體中形成,占總量的11.5%,而鐵素體中不析出MnS。(2)動力學(xué)分析表明:在鋼液凝固過程中,MnS以均質(zhì)形核和晶界形核為主;增加冷卻速率,可以減小MnS臨界析出半徑,降低其尺寸;通過調(diào)整鋼中w[Mn]和w[S]及冷卻速率,可以控制MnS析出形貌、尺寸,提高鋼材的綜合性能。(3)隨著溫度的降低,Al2O3
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
非調(diào)質(zhì)鋼汽車構(gòu)件Fig.1-1Automotivecomponentsofnon-quenchedandtemperedsteels
圖 1-2 鋼中硫化物的分類Fig.1-2 Classification of sulfide in steelJanis 等[31,32]采用電解分離提取方法,利用掃描電鏡觀察到三種 MnS 不同的三維形貌,如圖 1-3 所示。可以看出,圖 1-3a 是尺寸較大的單個夾雜,且中間包裹有其他的氧化物夾雜,應(yīng)當(dāng)屬于第 I 類硫化物,第 II 類 MnS 則由共晶反應(yīng)在枝晶間區(qū)域生成(圖 1-3b),第 III 類 MnS 外貌規(guī)則(圖 1-3c)。該學(xué)者還提出第 IIIII 類 MnS 在加工過程中容易沿晶界發(fā)生伸長,損害鋼材的力學(xué)性能。
如圖 1-3 所示?梢钥闯,圖 1-3a 是尺寸較大的單個夾雜,且中間包裹有其他的氧化物夾雜,應(yīng)當(dāng)屬于第 I 類硫化物,第 II 類 MnS 則由共晶反應(yīng)在枝晶間區(qū)域生成(圖 1-3b),第 III 類 MnS 外貌規(guī)則(圖 1-3c)。該學(xué)者還提出第 II,III 類 MnS 在加工過程中容易沿晶界發(fā)生伸長,損害鋼材的力學(xué)性能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]凝固過程重軌鋼中MnS粒子形核與長大動力學(xué)分析[J]. 張學(xué)偉,張立峰,楊文,王祎,董元篪,李揚(yáng)洲. 鋼鐵研究學(xué)報. 2017(09)
[2]重軌鋼中MnS析出熱力學(xué)和動力學(xué)分析[J]. 張學(xué)偉,張立峰,楊文,董元篪,李揚(yáng)洲. 鋼鐵. 2016(09)
[3]中碳釩微合金非調(diào)質(zhì)鋼的熱變形行為及本構(gòu)方程[J]. 王安東,王駿宇,施軼超. 熱加工工藝. 2016(13)
[4]Effects of cooling rate and Al on MnS formation in medium-carbon non-quenched and tempered steels[J]. Meng-long Li,Fu-ming Wang,Chang-rong Li,Zhan-bing Yang,Qing-yong Meng,and Su-fen Tao. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]硫含量對中碳非調(diào)質(zhì)鋼中硫化物及組織的影響[J]. 李夢龍,王福明,孟慶勇,陶素芬,李長榮. 工程科學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼漲斷連桿的開發(fā)[J]. 劉攀,李衛(wèi)釗,魏元生,賈旭明,史東杰,趙磊. 鋼鐵研究學(xué)報. 2015(01)
[7]48MnV非調(diào)質(zhì)曲軸用鋼工藝及性能分析[J]. 蘇崇濤,田玉偉. 金屬世界. 2014(06)
[8]汽車用非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 王小寧,方剛,李陽,金慶生. 汽車工藝與材料. 2014(09)
[9]非調(diào)質(zhì)鋼在汽車零部件上應(yīng)用的可行性分析[J]. 魏元生. 熱加工工藝. 2014(14)
[10]易切削非調(diào)質(zhì)鋼凝固過程及鋼中MnS析出規(guī)律[J]. 李夢龍,王福明,陶素芬,李天生,孟慶勇. 材料熱處理學(xué)報. 2014(04)
博士論文
[1]取樣過程鋼水中夾雜物的運(yùn)動及析出行為研究[D]. 黃野.北京科技大學(xué) 2016
[2]Al-Ti-Mg(Ca)復(fù)合脫氧對抗大變形管線鋼中的夾雜物、鋼的組織及性能的影響研究[D]. 鄭萬.武漢科技大學(xué) 2014
碩士論文
[1]不同精煉條件彈簧鋼中夾雜物及其析出熱力學(xué)研究[D]. 王海華.武漢科技大學(xué) 2014
[2]微合金非調(diào)質(zhì)鋼基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 劉攀.昆明理工大學(xué) 2012
[3]汽車連桿熱處理及缺陷分析[D]. 周曉麗.吉林大學(xué) 2006
本文編號:2936046
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
非調(diào)質(zhì)鋼汽車構(gòu)件Fig.1-1Automotivecomponentsofnon-quenchedandtemperedsteels
圖 1-2 鋼中硫化物的分類Fig.1-2 Classification of sulfide in steelJanis 等[31,32]采用電解分離提取方法,利用掃描電鏡觀察到三種 MnS 不同的三維形貌,如圖 1-3 所示。可以看出,圖 1-3a 是尺寸較大的單個夾雜,且中間包裹有其他的氧化物夾雜,應(yīng)當(dāng)屬于第 I 類硫化物,第 II 類 MnS 則由共晶反應(yīng)在枝晶間區(qū)域生成(圖 1-3b),第 III 類 MnS 外貌規(guī)則(圖 1-3c)。該學(xué)者還提出第 IIIII 類 MnS 在加工過程中容易沿晶界發(fā)生伸長,損害鋼材的力學(xué)性能。
如圖 1-3 所示?梢钥闯,圖 1-3a 是尺寸較大的單個夾雜,且中間包裹有其他的氧化物夾雜,應(yīng)當(dāng)屬于第 I 類硫化物,第 II 類 MnS 則由共晶反應(yīng)在枝晶間區(qū)域生成(圖 1-3b),第 III 類 MnS 外貌規(guī)則(圖 1-3c)。該學(xué)者還提出第 II,III 類 MnS 在加工過程中容易沿晶界發(fā)生伸長,損害鋼材的力學(xué)性能。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]重軌鋼中MnS析出熱力學(xué)和動力學(xué)分析[J]. 張學(xué)偉,張立峰,楊文,董元篪,李揚(yáng)洲. 鋼鐵. 2016(09)
[3]中碳釩微合金非調(diào)質(zhì)鋼的熱變形行為及本構(gòu)方程[J]. 王安東,王駿宇,施軼超. 熱加工工藝. 2016(13)
[4]Effects of cooling rate and Al on MnS formation in medium-carbon non-quenched and tempered steels[J]. Meng-long Li,Fu-ming Wang,Chang-rong Li,Zhan-bing Yang,Qing-yong Meng,and Su-fen Tao. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2015(06)
[5]硫含量對中碳非調(diào)質(zhì)鋼中硫化物及組織的影響[J]. 李夢龍,王福明,孟慶勇,陶素芬,李長榮. 工程科學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]中碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼漲斷連桿的開發(fā)[J]. 劉攀,李衛(wèi)釗,魏元生,賈旭明,史東杰,趙磊. 鋼鐵研究學(xué)報. 2015(01)
[7]48MnV非調(diào)質(zhì)曲軸用鋼工藝及性能分析[J]. 蘇崇濤,田玉偉. 金屬世界. 2014(06)
[8]汽車用非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 王小寧,方剛,李陽,金慶生. 汽車工藝與材料. 2014(09)
[9]非調(diào)質(zhì)鋼在汽車零部件上應(yīng)用的可行性分析[J]. 魏元生. 熱加工工藝. 2014(14)
[10]易切削非調(diào)質(zhì)鋼凝固過程及鋼中MnS析出規(guī)律[J]. 李夢龍,王福明,陶素芬,李天生,孟慶勇. 材料熱處理學(xué)報. 2014(04)
博士論文
[1]取樣過程鋼水中夾雜物的運(yùn)動及析出行為研究[D]. 黃野.北京科技大學(xué) 2016
[2]Al-Ti-Mg(Ca)復(fù)合脫氧對抗大變形管線鋼中的夾雜物、鋼的組織及性能的影響研究[D]. 鄭萬.武漢科技大學(xué) 2014
碩士論文
[1]不同精煉條件彈簧鋼中夾雜物及其析出熱力學(xué)研究[D]. 王海華.武漢科技大學(xué) 2014
[2]微合金非調(diào)質(zhì)鋼基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 劉攀.昆明理工大學(xué) 2012
[3]汽車連桿熱處理及缺陷分析[D]. 周曉麗.吉林大學(xué) 2006
本文編號:2936046
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