本文關(guān)鍵詞：不同精煉條件彈簧鋼中夾雜物及其析出熱力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢科技大學(xué)》 2014年

不同精煉條件彈簧鋼中夾雜物及其析出熱力學(xué)研究

王海華  

【摘要】：鋼中全氧含量及其夾雜物是決定彈簧鋼性能的主要因素，降低其全氧含量和控制夾雜物塑性化一直以來都是彈簧鋼冶煉的重點也是難點，而爐外精煉是冶煉高質(zhì)量彈簧鋼的關(guān)鍵。針對于此，本文首先以國內(nèi)某廠采用Si-Mn脫氧生產(chǎn)的彈簧鋼60Si2MnA為例，對彈簧鋼的潔凈度進行研究，主要分析研究了彈簧鋼中全氧含量和非金屬夾雜的變化，并針對該廠冶煉的彈簧鋼鋼液成分、夾雜物組成和精煉渣進行了熱力學(xué)分析；其次，針對關(guān)于Al脫氧結(jié)合精煉渣精煉及鈣處理冶煉超低氧彈簧鋼60Si2MnA夾雜物控制常出現(xiàn)的問題，本文通過熱力學(xué)計算探討鋼液中[Al]、[Ca]、[S]濃度和鋼液溫度對Al2O3夾雜物變性行為的影響，以及對鋼液中鋁酸鈣硫化物復(fù)合夾雜的析出進行了熱力學(xué)分析與控制。 針對該廠采用Si-Mn脫氧生產(chǎn)的彈簧鋼60Si2MnA，通過現(xiàn)場取樣，實驗室觀察分析發(fā)現(xiàn)：爐渣堿度在1左右，渣中（FeO+MnO）含量較高在2%~3%，鋼中全氧（T.O）含量在25~30ppm；夾雜物數(shù)量較多，單位面積個數(shù)約為38個/mm2，尺寸較大約為8μm左右；鋼中以呈球形的脆性（Al2O3）和不變形（SiO2、MgO、CaS）夾雜居多，還存在大量尺寸不一的MnS夾雜，沒有發(fā)現(xiàn)硅酸鹽夾雜。 對Si-Mn脫氧冶煉彈簧鋼60Si2MnA的熱力學(xué)計算表明：在較低的溫度下，即使氧含量很低也可以控制鋼液中夾雜物為低熔點夾雜；在鋼液溫度為1600℃條件下，當(dāng)[Al]24.5×10-6時，不析出Al2O3，當(dāng)[Al]24.5×10-6，1.38×10-11a [Ca]3.98×10-10時，鋼中可析出低熔點的CaO·Al2O3·2SiO2，但析出此夾雜的可控范圍比較小；在鋼液溫度為1479℃條件下，當(dāng)[Al]12×10-6，2.19×10-12a1[Ca]5.62×10-1，鋼中可析出CaO·Al2O3·2SiO2，可控范圍變得更窄；控制精煉渣w(Al2O3)為0%~20%，堿度在0.8左右，可以保證鋼液中析出低熔點的夾雜物；MnS夾雜在精煉階段不會析出，在凝固過程中也幾乎不析出，但當(dāng)鋼液開始凝固時的硫濃度較大時，MnS有析出的傾向。 對Al脫氧冶煉超低氧彈簧鋼60Si2MnA的熱力學(xué)計算表明：在1600℃時，，生成低熔點12(CaO)·7(Al2O3)需w[Ca]0.0034%；w[S]0.005%時，生成CaS對應(yīng)臨界鈣含量隨硫含量的減少顯著增加；w[Al]=0.03%時，鋁酸鈣硫化物析出的臨界硫含量以(CaO)·(Al2O3)→12(CaO)·7(Al2O3)→3(CaO)·(Al2O3)的順序由0.04%依次降低為0.0037%和0.0008%，要控制夾雜在低熔點的12(CaO)·7(Al2O3)區(qū)域而不析出鋁酸鈣硫化物夾雜，需控制鋼液中w[S]0.0037%；在鋼液凝固之前，控制[S]0.0004%，凝固過程中鋼液中[S]不會與鈣鋁酸鹽反應(yīng)生成CaS，但凝固過程中溶質(zhì)發(fā)生偏析，局部區(qū)域[Ca]、[S]富集，會有少量的單質(zhì)CaS析出。 對鈣鋁酸鹽中CaS的溶解度的熱力學(xué)計算表明：隨著夾雜物中CaO含量的增加，硫分配比和硫化鈣的溶解度都在增大，在12(CaO)·7(Al2O3)中硫的分配比為110.5，硫化鈣的溶解度為0.746%；在3(CaO)·(Al2O3)中硫的分配比為478.3，硫化鈣的溶解度有明顯增加達到3.23%。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG142.41
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王立峰,張炯明,王新華,靳慶峰;低堿度頂渣控制簾線鋼中MnO-Al_2O_3-SiO_2類夾雜物成分的實驗研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2003年06期

2 王立峰,張炯明,王新華,王萬軍;低堿度頂渣控制簾線鋼中CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO類夾雜物成分的實驗研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2004年01期

3 魏軍;嚴(yán)國安;田志紅;黃冬華;蔡開科;;CSP低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼水可澆性控制[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2005年06期

4 余健;李晶;王福明;傅杰;阿不力克木·亞森;;管線鋼中典型夾雜物的熱力學(xué)分析[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2009年S1期

5 惠衛(wèi)軍,董瀚,曾新光,邢獻強,李強;超純潔彈簧鋼[J];鋼鐵;1999年09期

6 劉瀏,曾加慶;純凈鋼及其生產(chǎn)工藝的發(fā)展[J];鋼鐵;2000年03期

7 徐德祥,尹鐘大;高強度彈簧鋼的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J];鋼鐵;2004年01期

8 高惠菊,劉攀,艾家和,董建新,謝錫善,沈永香,甄玉;新一代高性能合金彈簧鋼的開發(fā)與應(yīng)用[J];鋼鐵;2004年10期

9 李海波;李宏;王新華;陳天明;楊素波;;20CrMoH鋼精煉過程中T[O]和夾雜物的研究[J];鋼鐵;2007年10期

10 王郢;李宏;郭佳;王新華;王萬軍;;超低氧彈簧鋼60Si2MnA精煉過程夾雜物的研究[J];鋼鐵;2008年10期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 熊玉竹;田瑤珠;郝智;;PA6/CaCO_3復(fù)合材料的單邊缺口拉伸斷裂研究[J];工程塑料應(yīng)用;2009年09期

2 徐南京;提高 GH3145 合金中溫塑韌性[J];安徽機電學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1997年02期

3 楊道明;第八講 斷裂力學(xué)的技術(shù)應(yīng)用[J];兵器材料與力學(xué);1984年04期

4 肖紀(jì)美;材料性能的分析方法[J];兵器材料科學(xué)與工程;1986年11期

5 王昶;45CrNi鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度的研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;1987年06期

6 張國斌,陳昌麒,田世興,鄔冠華;Al-7Si-0.45Mg鑄造合金的斷裂韌性及其控制參量[J];兵器材料科學(xué)與工程;1988年05期

7 張定銓,徐可為,孫海林,何家文;缺口件噴丸殘余應(yīng)力場的特點及作用[J];兵器材料科學(xué)與工程;1989年12期

8 沈蓮,李華,李光新,李成勞;低碳低合金三相鋼中殘余奧氏體的機械穩(wěn)定性[J];兵器材料科學(xué)與工程;1991年11期

9 尤顯卿;鍛造對WC/鋼燒結(jié)復(fù)合材料沖擊韌性的影響[J];兵器材料科學(xué)與工程;2003年02期

10 王力軍,曾建民,顧紅,吳一渝;高韌性鋁合金LD2的沖擊試驗的動態(tài)分析[J];兵器材料科學(xué)與工程;2005年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳東明;趙進;;本鋼簾線鋼非金屬夾雜物控制技術(shù)的研究[A];第十四屆中國科協(xié)年會第8分會場：鋼材深加工研討會論文集[C];2012年

2 劉宏玉;周鵬;萬寶義;費陽;;簾線鋼的研究進展[A];紀(jì)念《金屬制品》創(chuàng)刊40周年暨2012年金屬制品行業(yè)技術(shù)信息交流會論文集[C];2012年

3 張建峰;劉青;羅昭;張曉峰;盧新春;;60Si2Mn彈簧鋼連鑄坯夾雜物研究[A];2011年第九屆全國連鑄學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

4 馬惠霞;李文竹;黃磊;王曉峰;隋曉紅;;軸承鋼中硫化物夾雜疲勞裂紋的微觀分析[A];全國冶金物理測試信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年學(xué)術(shù)論文集[C];2011年

5 劉世永;劉德義;劉世程;李輝;秦曉鋒;;未溶碳化物對60Si2CrVAT彈簧鋼疲勞性能的影響[A];第七屆全國MTS材料試驗學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2007年

6 李家征;;宣鋼潔凈鋼生產(chǎn)的技術(shù)進步[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會論文集（上）[C];2010年

7 劉永軍;席玉軍;張明海;;宣鋼生產(chǎn)大方坯品種鋼的連鑄工藝實踐[A];河北省2010年煉鋼—連鑄—軋鋼生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會論文集（上）[C];2010年

8 徐效謙;;高強度螺栓用非熱處理和非調(diào)質(zhì)鋼[A];全國金屬制品信息網(wǎng)第22屆年會論文集[C];2010年

9 趙蕾;王晶;;美標(biāo)熱軋螺紋鋼筋時效分析[A];山東省金屬學(xué)會理化檢驗學(xué)術(shù)委員會理化檢驗學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

10 翟正龍;盧棟;時振明;戈文英;馬佐倉;;工程機械履帶鏈軌銷軸用45BM鋼生產(chǎn)實踐[A];山東省金屬學(xué)會2009年煉鋼學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何環(huán)宇;LF廢渣硫賦存相及亞臨界水浸出去硫研究[D];武漢科技大學(xué);2010年

2 亓海全;20CrMnTi鋼成分優(yōu)化對組織及接觸疲勞壽命的影響研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

3 史小輝;汽車懸架彈簧現(xiàn)代設(shè)計方法研究[D];西南交通大學(xué);2011年

4 張寧;SnAgCu基無鉛釬焊接頭在跌落和沖擊條件下的可靠性評價研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

5 于雄;高鋁鋼連鑄結(jié)晶器保護渣的基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2011年

6 田越;500MPa級高性能鋼（Q500qE）在鐵路鋼橋中的應(yīng)用研究[D];中國鐵道科學(xué)研究院;2010年

7 羅景潤;PBX的損傷、斷裂及本構(gòu)關(guān)系研究[D];中國工程物理研究院;2001年

8 戴品強;工程材料斷裂微觀機理的研究與球鐵優(yōu)化組織設(shè)計[D];浙江大學(xué);2002年

9 楊愛民;K4169高溫合金組織細化及性能優(yōu)化研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

10 李愛農(nóng);疏浚工況泥沙磨損機理及其耐磨新材料研究[D];武漢理工大學(xué);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 齊菲;新型射孔槍用高強低合金鋼的制備及強韌性的研究[D];天津理工大學(xué);2010年

2 劉鋼;萍鋼45#鋼生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究[D];江西理工大學(xué);2010年

3 高威利;線性壓縮機及其驅(qū)動兩級脈管制冷機研究[D];浙江大學(xué);2010年

4 張煒;簾線鋼的塑性夾雜物熱力學(xué)計算[D];昆明理工大學(xué);2008年

5 計芳芳;貝氏體型冷作強化非調(diào)質(zhì)鋼的組織和力學(xué)性能研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

6 劉智雄;脹斷連桿用新型中碳非調(diào)質(zhì)鋼的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

7 林建軍;馬氏體時效不銹鋼高溫脆性及固溶溫度優(yōu)化研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

8 王彥彬;20CrMoH齒輪鋼的淬透性及帶狀組織研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

9 張國強;重載滲碳齒輪鋼的疲勞性能研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

10 路妍;低合金超高強度鋼組織性能的研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐福昌,Horst Weiss;兩種彈簧鋼在線熱處理后的沖擊韌性研究[J];鋼鐵;2000年08期

2 薛正良,李正邦,張家雯,楊武,王玉,甘朝福;不同脫氧條件下彈簧鋼非金屬夾雜物尺寸分布[J];鋼鐵;2001年12期

3 薛正良,李正邦,張家雯;不同生產(chǎn)工藝對高強度彈簧鋼夾雜物尺寸分布及疲勞性能的影響[J];鋼鐵;2002年01期

4 楊武,薛正良,李正邦,張家雯;淮鋼彈簧鋼連鑄小方坯質(zhì)量的提高[J];鋼鐵;2002年04期

5 翁宇慶;鋼鐵結(jié)構(gòu)材料的組織細化[J];鋼鐵;2003年05期

6 徐德祥,尹鐘大;高強度彈簧鋼的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J];鋼鐵;2004年01期

7 高海潮;劉茂林;張良明;閆華;王虎金;;CSP連鑄浸入式水口結(jié)瘤案例研究[J];鋼鐵;2005年11期

8 韓志軍;林平;劉瀏;崔京玉;周德光;;20CrMnTiH1齒輪鋼鈣處理熱力學(xué)[J];鋼鐵;2007年09期

9 李海波;李宏;王新華;陳天明;楊素波;;20CrMoH鋼精煉過程中T[O]和夾雜物的研究[J];鋼鐵;2007年10期

10 王新華;陳斌;姜敏;王萬軍;;渣-鋼反應(yīng)對高強度合金結(jié)構(gòu)鋼中生成較低熔點非金屬夾雜物的影響[J];鋼鐵;2008年12期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 申永剛;陳偉慶;馬新建;;超聲與吹氬處理對鋼液中夾雜物去除效果的對比研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2010年07期

2 李靜媛,魏成富,孫維禮,張忠心;42CrMo鋼中夾雜物對性能的影響[J];兵器材料科學(xué)與工程;1992年01期

3 趙生計;減少連鑄鋼水夾雜物的措施[J];山西機械;2002年S1期

4 王輝;賈云海;;中低合金鋼中鋁夾雜物的原位統(tǒng)計分布分析[J];冶金分析;2007年08期

5 雷銳戈;;316L不銹鋼夾雜物水平的改善[J];世界鋼鐵;2010年03期

6 閆衛(wèi)兵;劉占玲;趙彩霞;;65#鋼過程鋼樣氧氮含量和夾雜物分析[J];河北冶金;2012年01期

7 常金寶;田微;朱立光;田鵬;張子健;;渣洗對45~#鋼中夾雜物的影響[J];河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年03期

8 張德堂 ,李淑媛 ,夏慧琴;鋼中非金屬夾雜物對疲勞性能的影響[J];航空材料;1982年S2期

9 ;鋼包噴粉鋼的夾雜物研究[J];金屬材料與熱加工工藝;1983年02期

10 李靜媛;夾雜物與斷裂韌性[J];兵器材料科學(xué)與工程;1990年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 佟亞男;;本鋼薄板鑄坯夾雜物分析與控制措施[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會論文集（上）[C];2009年

2 斯考特 R.斯特瑞;托馬斯 J.皮肯;理查德 J.弗羅漢;董光軍;李殿明;;澆注過程夾雜物的預(yù)測分析[A];山東金屬學(xué)會2005煉鋼學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

3 閆衛(wèi)兵;任毅;席玉軍;郝忠;王劍峰;;20g鋼中夾雜物研究分析[A];2012年微合金鋼連鑄裂紋控制技術(shù)研討會論文集[C];2012年

4 雷洪;赫冀成;;鋼液中夾雜物動力學(xué)行為的數(shù)學(xué)模型[A];第十三屆（2009年）冶金反應(yīng)工程學(xué)會議論文集[C];2009年

5 郭艷永;蔡開科;;冷軋無取向硅鋼中微細夾雜物的研究[A];2004年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會議專輯[C];2004年

6 及占林;;鈣處理工藝對鋼中夾雜物變性的影響[A];2006中國金屬學(xué)會青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

7 李金波;唐恒國;李建文;郭輝;;不同精煉路線夾雜物行為對比研究及工藝控制[A];2012河北省煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

8 李大忠;田鳳紀(jì);程大海;;降低鑄坯夾雜物含量 減少大規(guī)格角鋼廢品[A];連鑄品種和鑄坯質(zhì)量技術(shù)研討會論文匯編[C];2004年

9 龔宜勇;韓春梅;;圓坯Al系夾雜物原位統(tǒng)計分布分析[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會大會論文集(中)[C];2009年

10 唐復(fù)平;李鎮(zhèn);王曉峰;費鵬;孫群;林洋;辛國強;姜振生;;反應(yīng)誘發(fā)微小異相與IF鋼中細小夾雜物去除[A];第十六屆全國煉鋼學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 廖建國;[N];世界金屬導(dǎo)報;2007年

2 于留春;[N];中國冶金報;2004年

3 李清民;[N];中國冶金報;2006年

4 郭廷杰;[N];中國冶金報;2014年

5 劉莉 趙海洋;[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

6 全國煉鋼—連鑄知識競賽組委會專家組;[N];中國冶金報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王明星;機械振動及稀土鍶復(fù)合對鎂合金組織性能及夾雜物的影響[D];吉林大學(xué);2008年

2 龔偉;連鑄軸承鋼氧含量和夾雜物控制研究[D];東北大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙維;鋁合金中夾雜物研究[D];廣西大學(xué);2008年

2 石伯承;鋁合金連續(xù)凈化過程中夾雜物變化規(guī)律的研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

3 楊國娟;鋁合金液夾雜物在線檢測技術(shù)[D];沈陽理工大學(xué);2012年

4 張進紅;國豐沖壓用鋼夾雜物行為研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2012年

5 周玉華;51CrV4彈簧鋼中的夾雜物對其性能的影響[D];南京理工大學(xué);2010年

6 郭文濤;球墨鑄鐵中夾雜物的研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2012年

7 張旭;高品質(zhì)彈簧鋼中夾雜物低熔點控制研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

8 賈銀翠;鋁熔體中氫與夾雜物的研究[D];東北大學(xué);2010年

9 安振亮;唐鋼板坯夾雜物研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2012年

10 周耀;超低碳鋁硅鎮(zhèn)靜鋼精煉過程中夾雜物的行為及其對鋼組織的影響[D];武漢科技大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：不同精煉條件彈簧鋼中夾雜物及其析出熱力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：187442