【摘要】：爐殼經(jīng)常在高溫、高壓、具有腐蝕性的環(huán)境下工作,一旦發(fā)生事故,后果不堪設(shè)想。因此,確保冶煉設(shè)備的安全使用,必須得充分考慮爐殼在服役過(guò)程中的變形行為。國(guó)內(nèi)對(duì)材料疲勞過(guò)程中的宏觀力學(xué)方向研究較多,卻很少?gòu)奈⒂^領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行研究。實(shí)際上,材料在變形過(guò)程中產(chǎn)生的微觀組織演變及其最終的微觀組織結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上直接決定了產(chǎn)品的力學(xué)性能。本課題以Q235鋼作為研究對(duì)象,考慮到金屬材料的力學(xué)性能受溫度影響較大,再結(jié)合爐殼的實(shí)際工作環(huán)境,本論文即從材料的微觀組織和損傷力學(xué)兩個(gè)方向展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)利用金相電鏡(OM)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)及其所附帶能譜儀(EDS)等電子設(shè)備對(duì)爐殼各個(gè)工況部位顯微結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行分析;通過(guò)利用LITM5305型拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)定了爐殼各個(gè)工況部位的力學(xué)性能指標(biāo),并且通過(guò)高周疲勞實(shí)驗(yàn),獲取了Q235鋼的S-N曲線;而通過(guò)利用掃描電鏡觀察疲勞斷口,最終探討了環(huán)境溫度對(duì)Q235爐殼鋼疲勞斷裂機(jī)理的影響。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著工作溫度的提升:爐殼鋼基本表現(xiàn)出強(qiáng)度降低,塑性升高的趨勢(shì),但是在150~300℃范圍內(nèi),由于“藍(lán)脆”的作用導(dǎo)致塑性會(huì)階段性地降低;鐵素體晶粒由多邊形變成扁平形或者長(zhǎng)條形,晶界變得較為模糊,并且取自爐殼鐵口和渣口等承受高溫的部位出現(xiàn)了鐵素體-珠光體帶狀組織,同時(shí)也形成了一定數(shù)量的近似方形的第二相粒子,種種現(xiàn)象都增加了裂紋源的分布密度,對(duì)基體韌性的損害較大;珠光體量略微增多,珠光體片層間距明顯增大,位錯(cuò)密度降低,導(dǎo)致基體的強(qiáng)度降低;繪制S-N曲線,測(cè)定爐殼觀察口處的疲勞極限是180MPa,爐殼鐵口處的疲勞極限是170MPa;鐵口處很容易發(fā)生循環(huán)蠕變,且Al2O3含量明顯增多,種種現(xiàn)象都加大了此處率先發(fā)生疲勞斷裂的概率。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF351

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2716314