本文關(guān)鍵詞：鈮對(duì)中高碳鋼組織及性能的影響

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【摘要】：鈮是鋼鐵工業(yè)中重要的合金元素之一，其在鋼中的作用強(qiáng)于Cr、V，且儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，有著很大的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于鈮在低碳鋼中的作用機(jī)理研究的相當(dāng)透徹，但對(duì)其在中高碳鋼中作用機(jī)理研究甚少。我國(guó)鈮資源儲(chǔ)量少且品位低，因此直接合金化冶煉鈮微合金鋼可以減少對(duì)鈮資源的浪費(fèi)，提高鈮資源利用率。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得中高碳鋼需求劇增，尤其是作為中高碳鋼消費(fèi)大戶的鐵路方面。為研究鈮在中高碳鋼中，特別是重軌鋼中的作用，因此本文選用合金元素較低的U74鋼作為研究對(duì)象，研究鈮對(duì)中高碳鋼組織和性能的影響。 本實(shí)驗(yàn)以包鋼含鈮鐵水為原料，利用中頻爐和20kg多功能頂?shù)讖?fù)吹真空感應(yīng)爐，通過選擇性氧化和直接合金化來冶煉含鈮試驗(yàn)鋼。之后對(duì)試驗(yàn)鋼中元素進(jìn)行測(cè)定，利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜（EDS）分析Nb對(duì)試驗(yàn)鋼組織和夾雜物的影響，通過力學(xué)性能測(cè)試、磨損試驗(yàn)和全浸以及電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)測(cè)定添加Nb后對(duì)試驗(yàn)鋼綜合性能的影響。 U74鋼試樣經(jīng)軋制后得到鐵素體和珠光體組織。隨Nb含量的增加，鋼中晶粒得以細(xì)化，并且改善了拉伸和沖擊斷口的形貌，使韌窩分布更加均勻，通過合理的冶煉和精煉工藝，使鋼水得到了凈化，鋼中夾雜物尺寸和數(shù)目很少。 Nb加入中高碳鋼中，，對(duì)綜合力學(xué)性能產(chǎn)生影響。隨著鋼中鈮含量增加到0.012%~0.02%，U74鋼的硬度得到明顯提升，顯微硬度得到明顯改善，抗拉強(qiáng)度提高了15%~20%，沖擊韌性有所提高，但不是很明顯。 Nb加入中高碳鋼中，提高了鋼的耐磨性，加入0.012%的Nb提高耐磨度18.75%，加入0.02%的Nb耐磨度提高32.75%。 U74Nb鋼腐蝕速率小于普通U74鋼。從銹層宏觀形貌可以看出，U74鋼主要以點(diǎn)腐蝕為主，U74Nb以均勻腐蝕為主，點(diǎn)腐蝕較少。U74Nb更容易形成黑色不易脫落的內(nèi)銹層。XRD分析得出腐蝕產(chǎn)物主要為羥基鐵以及鐵氧化物。 通過全浸腐蝕和電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)得出，U74Nb腐蝕率隨腐蝕時(shí)間增加而逐漸減小。通過對(duì)比得到，U74Nb鋼腐蝕產(chǎn)物更加致密均勻，起坑腐蝕電位高，起坑腐蝕電流小，電流密度增加緩慢，添加Nb后提高了U74鋼的耐蝕性。
【關(guān)鍵詞】：中高碳鋼 Nb 組織 力學(xué)性能 腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 引言9-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-20
• 1.1 選題背景10
• 1.2 鈮在低碳鋼中的作用及應(yīng)用10-15
• 1.2.1 鈮微合金化的發(fā)展10-11
• 1.2.2 鈮在鋼中的存在形式11-12
• 1.2.3 鈮在低碳鋼中的作用12-13
• 1.2.4 我國(guó)鈮資源及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 直接合金化利用鈮技術(shù)15
• 1.4 微合金化在中高碳鋼中的應(yīng)用15
• 1.5 鐵路的發(fā)展和意義以及對(duì)鋼軌鋼的質(zhì)量要求15-17
• 1.5.1 鐵路的發(fā)展及意義15-16
• 1.5.2 鐵路發(fā)展對(duì)重軌鋼的要求16-17
• 1.6 鋼軌鋼的大氣腐蝕與防護(hù)17-18
• 1.6.1 鋼軌的大氣腐蝕過程17-18
• 1.6.2 模擬大氣腐蝕方法18
• 1.7 磷在鋼中的危害18-19
• 1.8 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容及目的19-20
• 2 實(shí)驗(yàn)試樣的制備和主要研究方法20-33
• 2.1 試驗(yàn)技術(shù)路線20-23
• 2.1.1 鋼種選擇20-21
• 2.1.2 原料和設(shè)備21-22
• 2.1.3 冶煉22-23
• 2.1.4 軋制工藝23
• 2.2 組織和夾雜物觀察23-24
• 2.2.1 金相組織觀察23-24
• 2.2.2 掃描電鏡觀察24
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試24-25
• 2.3.1 硬度試驗(yàn)24
• 2.3.2 常溫拉伸試驗(yàn)24-25
• 2.3.3 常溫沖擊試驗(yàn)25
• 2.4 耐磨性能測(cè)試25-26
• 2.5 腐蝕試驗(yàn)26-27
• 2.5.1 失重試驗(yàn)26
• 2.5.2 極化曲線的測(cè)定26-27
• 2.6 還原脫磷27-33
• 2.6.1 還原脫磷熱力學(xué)計(jì)算28-33
• 3 Nb 對(duì)組織和非金屬夾雜物33-38
• 3.1 顯微組織分析33-36
• 3.2 鋼中夾雜物分析36-37
• 3.3 小結(jié)37-38
• 4 Nb 對(duì)力學(xué)性能的影響38-45
• 4.1 對(duì)顯微硬度的影響38-39
• 4.2 Nb 對(duì)試驗(yàn)鋼常溫拉伸性能的影響39-42
• 4.2.1 常溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果39
• 4.2.2 斷口宏觀形貌分析39-40
• 4.2.3 斷口微觀形貌分析40-41
• 4.2.4 斷口底部夾雜物分析41-42
• 4.3 Nb 對(duì)試驗(yàn)鋼常溫沖擊韌性的影響42-44
• 4.3.1 沖擊試驗(yàn)結(jié)果42-43
• 4.3.2 沖擊斷口形貌分析43-44
• 4.3.3 沖擊斷口底部夾雜物分析44
• 4.4 小結(jié)44-45
• 5 Nb 對(duì)耐磨性能的影響45-49
• 5.1 磨損概述45-47
• 5.1.1 磨料磨損的分類45
• 5.1.2 磨料磨損評(píng)定方法45-46
• 5.1.3 磨料磨損機(jī)理46
• 5.1.4 影響磨料磨損的因素46-47
• 5.2 磨損試驗(yàn)結(jié)果分析47-48
• 5.2.1 試驗(yàn)鋼耐磨性47
• 5.2.2 磨損形貌觀察47-48
• 5.3 小結(jié)48-49
• 6 Nb 對(duì)耐蝕性的影響49-59
• 6.1 失重試驗(yàn)腐蝕速率測(cè)定49-52
• 6.1.1 腐蝕速率分析49-52
• 6.2 銹層表層形貌52-56
• 6.2.1 銹層宏觀形貌52-53
• 6.2.2 除銹后表層微觀形貌觀察53-54
• 6.2.3 銹層斷面分析54-56
• 6.4 電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)56-57
• 6.4.1 極化曲線分析56-57
• 6.5 腐蝕產(chǎn)物 XRD 分析57
• 6.6 小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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5 福l⒄

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