本文關鍵詞：含銅鋼氧化過程中銅的富集行為研究

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【摘要】：廢鋼再利用過程中,銅因難以去除而幾乎100%地累積在鋼中,因此銅在鋼中的作用在近幾十年來被廣泛研究。銅無論在鋼經(jīng)高溫加熱后還是在室溫下經(jīng)一定程度的腐蝕后,都會偏聚在鋼的表面,這種偏聚一方面會造成銅脆損害鋼的性能,另一方面又會形成保護層(如耐候鋼),防止鋼的繼續(xù)腐蝕。含銅鋼在1150℃加熱2小時的條件下,在鋼基體的表面和鐵銹之間形成了連續(xù)的銅富集層,但在1150℃會形成銅脆,影響鋼的性能,因此本實驗制備了2種銅含量不同的含銅鋼,先后在1000℃,800℃以及在變溫度條件下進行了保溫時間不同的高溫氧化實驗,以探尋含銅鋼氧化過程中鋼基體表面銅的富集行為規(guī)律。經(jīng)過1000℃及以下的高溫氧化并保溫一定時間后,在含銅鋼表面均發(fā)現(xiàn)有一定量的銅在鋼表面富集,銅多數(shù)富集在靠近鋼基體的氧化鐵皮中,因此并未實現(xiàn)與基體的直接結(jié)合,并且富集的銅未連續(xù)分布。含銅鋼在氧化過程中,基體表面銅的富集行為受到加熱溫度、保溫時間、含銅量等多種因素影響。隨著氧化溫度升高,銅的富集量有所增加;隨著保溫時間增加銅的富集量有所增加;鋼中銅含量增加,銅的富集量也有所增加,但在實驗條件范圍內(nèi),加熱溫度、保溫時間和銅含量變化都未改變銅富集區(qū)彌散、斷續(xù)分布的特點。由于銅未連續(xù)析出,因此并未起到保護基體的作用,隨著保溫時間的延長,氧化鐵皮層的厚度不斷增加,連續(xù)保溫下氧化鐵皮的厚度也比分散保溫下的厚度增加。銅的富集現(xiàn)象并非單純發(fā)生在氧化鐵皮中或是基體表面,基體內(nèi)部也產(chǎn)生了相應變化,且二者的形成原因經(jīng)分析并不相同。氧化鐵皮中的銅富集區(qū)是由于鐵在氧化的過程中對銅產(chǎn)生擠壓的力使其偏聚,而基體中的銅富集區(qū)主要是由于在高溫加熱以及后續(xù)的冷卻過程中,鋼中的銅析出并沿著鐵的奧氏體晶界擴散并匯聚而成。含銅鋼在高溫氧化過程中,隨著保溫時間的增加,氧化鐵皮中銅富集處氧含量有所增加,推斷部分銅發(fā)生了氧化。
【關鍵詞】：含銅鋼 銅 高溫 氧化過程 富集行為
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.文獻綜述10-22
• 1.1 銅在鋼中的作用10-15
• 1.1.1 銅脆現(xiàn)象及其解決方法10-12
• 1.1.2 銅在鋼中的有益作用12-15
• 1.2 鋼中的氧化鐵皮15-20
• 1.2.1 氧化鐵皮的產(chǎn)生15
• 1.2.2 初級氧化鐵皮15
• 1.2.3 二次氧化鐵皮15-16
• 1.2.4 三次氧化鐵皮16
• 1.2.5 紅色氧化鐵皮16-17
• 1.2.6 氧化鐵皮的去除17-20
• 1.3 銅在鋼中的偏聚20-21
• 1.4 本論文的目的和意義21-22
• 2. 實驗材料及實驗過程22-30
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.2 實驗方法23-29
• 2.2.1 實驗用鋼制備23-24
• 2.2.2 試樣加熱（對比操作）24-26
• 2.2.3 XRD物相分析26-27
• 2.2.4 金相樣品制備27-28
• 2.2.5 組織觀察28-29
• 2.3 實驗設備29-30
• 3 實驗結(jié)果及分析30-54
• 3.1 低銅鋼（2.38%樣品）在 800℃加熱保溫30-38
• 3.1.1 保溫6小時30-33
• 3.1.2 保溫12小時33-35
• 3.1.3 保溫“6 小時+6 小時”35-38
• 3.2 高銅鋼（6.80%樣品）在 800℃加熱保溫38-48
• 3.2.1 保溫6小時38-41
• 3.2.2 保溫12小時樣品41-44
• 3.2.3 保溫“6 小時+6 小時”44-48
• 3.3 含銅鋼（2.38%和 6.80%）在變溫度條件下加熱保溫48-54
• 3.3.1 金相觀察49-50
• 3.3.2 低銅鋼SEM觀察及成分分析50-51
• 3.3.3 高銅鋼SEM觀察及成分分析51-54
• 4 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-57
• 致謝57-58
• 作者簡介58-59

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本文編號：991892