護(hù)環(huán)是火力發(fā)電機組承受應(yīng)力最大的部件,為了保證機組安全可靠的運行,要求其具有足夠高的強度、良好的塑性和韌性,較好的抗腐蝕性能和最小的殘余應(yīng)力。AF-3鋼因具有優(yōu)異的力學(xué)和抗腐蝕性能,是一種能夠滿足大型發(fā)電機組護(hù)環(huán)綜合性能的單相奧氏體護(hù)環(huán)鋼,然而AF-3鋼在熱鍛過程中極易出現(xiàn)熱鍛裂紋,難以批量生產(chǎn)。由于適量的稀土元素能夠顯著提高鋼的綜合力學(xué)性能。因此,本研究嘗試采用電渣重熔還原法向AF-3鋼中添加稀土并探討稀土渣對電渣重熔AF-3鋼夾雜物和力學(xué)性能的影響。通過氮氧分析儀、直讀光譜儀、金相顯微鏡、掃描電鏡、拉伸實驗等研究方法對以稀土渣進(jìn)行電渣重熔冶煉終點樣進(jìn)行稀土含量、夾雜物及常溫與高溫力學(xué)性能進(jìn)行表征和分析。研究結(jié)果表明:(1)稀土 Ce無法通過稀土氧化物自身還原分解進(jìn)入鋼中,而向稀土渣系中添加Al與Ca-Si的終點樣中Ce含量分別達(dá)到了 98×10~6和110×10-6。不同渣系冶煉的AF-3鋼中夾雜物的類型發(fā)生了變化,原始電極中夾雜物以SiO_2-MnO為主,采用預(yù)熔渣冶煉的鋼中以MgO-Al_2O_3為主,而未添加還原劑的稀土渣冶煉的鋼中則以MgO-Al_2O_3和MgO-SiO_2為主,添加Al和Ca-Si作為還原劑的稀土渣冶煉的鋼中分別以Al_2O_3、MgO-Al_2O_3和MgO-Al_2O_3、Si02-Al_2O_3為主,并含有少量不規(guī)則形態(tài)的Ce_2O_3-Al_2O_3存在。(2)電渣重熔后鋼錠的表面質(zhì)量和補縮效果良好,但是采用預(yù)熔渣進(jìn)行電渣重熔后的鋼錠底部存在少量氣孔和細(xì)小裂紋。在電渣重熔過程中分批次、等含量加入還原劑Ca-Si可以使稀土均勻的分布于電渣錠中。隨著AF-3鋼中稀土含量的增加,夾雜物面積百分比呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。采用預(yù)熔渣電渣重熔AF-3鋼中存在TiN、MgO-Al_2O_3、Al_2O_3及TiN復(fù)合夾雜物,而采用Ca-Si還原稀土渣電渣重熔AF-3鋼中主要存在TiN、MgO-Al_2O_3和Ce_2O_3-Al_2O_3夾雜物。電渣錠中除了 Ce_2O_3-Al_2O_3,沒有發(fā)現(xiàn)其他類型的稀土夾雜物。(3)AF-3鋼的常溫抗拉強度和屈服強度隨著鋼中稀土含量的增加,呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢。當(dāng)鋼中稀土含量為0.0174%時,AF-3鋼的拉伸強度和屈服強度降至最小值,分別為890 MPa和520 MPa,與預(yù)熔渣電渣重熔AF-3鋼相比,分別降低了 2.73%和10.34%。向AF-3鋼中添加稀土可以使其常溫延伸率和斷面收縮率增加并且隨著稀土含量的增加而增加。在800℃和900℃高溫條件下,隨著AF-3鋼中稀土含量的增加AF-3鋼的屈服強度和抗拉強度呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢。同時其高溫延伸率和斷面收縮率隨著鋼中稀土含量的增加而增加,這與AF-3鋼常溫拉伸結(jié)果相一致。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF14
【部分圖文】：

我國的電渣冶金工作者發(fā)明并創(chuàng)造了許多具有獨如：１９６０年發(fā)明了采用耐火材料包裹的有襯電渣爐，并且在２０多地區(qū)進(jìn)行了推廣和應(yīng)用。而到了邋１９８０年前蘇聯(lián)才第一次出過程中的理論研宄，例如冶煉工藝參數(shù)的優(yōu)化與匹配、熱平衡發(fā)和鋼中夾雜物的去除機理等都有許多獨創(chuàng)性的研究�？傊�，上處于世界先進(jìn)的水平。東北大學(xué)聯(lián)合其他相關(guān)單位正在制定研究制定》項目中關(guān)于電渣重熔爐的兩個國際標(biāo)準(zhǔn)。逡逑的基本原理和特點逡逑通過讓電流由自耗電極流過渣池，自耗電極在渣池的加熱下逐成金屬小液滴滴落，經(jīng)過渣池最終進(jìn)入金屬熔池的過程。電渣屬及合金的方法，其基本原理［７］如圖２．１所示。逡逑

為＜Ｊ＞９０ｍｍｘｌ００ｍｍ＞＜９００邋ｍｍ。爐子控溫系統(tǒng)米用可控娃自動控溫儀，測溫用雙銷銘熱逡逑電偶，型號為ＰｔＲＨ３0／ＰｔＲＨ６Ｓ，控溫精度為±３邋°Ｃ，以＜Ｄ６０邋ｍｍｘ８０ｍｍ電熔鎂坩堝盛裝鋼逡逑料。實驗裝置如圖３．１所示。逡逑Ｉ邋ＩＩ邋－Ｉ邐邋小蓋逡逑Ｖ逡逑：逡逑丯：：邐Ｍ邐爐蓋逡逑ＭｏＳｋ發(fā)熱體邐邋邋爐U跺義襄文突鹱╁義舷錇靛危歟紓戾五義鮮；ほ巔鰣五甯炙義弦唬停蹋蓿蛻懼義希海�，：．二二二４逦法兰辶x纖校簦遙樅鵲緡煎危穡殄濉五澹危插義賢跡常卞澹停錚櫻椋駁繾杪爸檬疽饌煎義希疲椋紓澹常卞澹櫻悖瑁澹恚幔簦椋沐澹洌椋幔紓潁幔礤澹錚駑澹澹歟澹悖簦潁椋沐澹潁澹螅椋螅簦幔睿悖邋澹媯酰潁睿幔悖邋義賢ǖ爸茫喊ǖ狀檔爸煤投ゴ惦財爸謾ｅ義顯謔笛楣討�，辅揖墵顧n勻鵲緡技笆嶧鱸詬呶孿陸斜；�，以窐沸M溲蹂義匣�。栽嵵绕c螅酶嘰康ü贅沼窆芏勻鄢亟卸ゴ檔漣�。辶x弦蟣臼笛檠芯康腦抵饕�，因此，栽嵾温道`杪諢墓袒岫裕停

本文編號：2810774