發(fā)布時間：2021-01-23 12:09

　　重軌鋼是高鐵發(fā)展的重要支柱,其質(zhì)量水平關(guān)乎到我國高鐵的健康快速發(fā)展。提高重軌鋼連鑄坯的凝固組織和成分均勻性可有效穩(wěn)定鋼軌的各項力學(xué)性能。針對國內(nèi)某鋼廠重軌鋼連鑄坯凝固組織和成分均勻性控制較差的問題,本文采用實驗室實驗、數(shù)值模擬和現(xiàn)場工業(yè)試驗相結(jié)合的方法,系統(tǒng)開展了重軌鋼U75V連鑄坯凝固組織檢測、凝固組織數(shù)值模擬、溶質(zhì)微觀偏析數(shù)值模擬、MnS夾雜物析出行為,以及重軌鋼S控制試驗、結(jié)晶器冷卻工藝試驗、電磁攪拌工藝和二冷工藝優(yōu)化試驗的研究,揭示了重軌鋼連鑄坯凝固組織和MnS夾雜析出規(guī)律,明確了重軌鋼A類夾雜物控制的核心技術(shù)。采用連鑄坯凝固枝晶組織腐蝕技術(shù)檢測了重軌鋼U75V連鑄坯凝固組織的形貌,建立了重軌鋼凝固組織數(shù)學(xué)模型,分析了不同過熱度、拉速、二冷比水量條件下凝固組織的變化規(guī)律,獲得了不同條件下鑄坯的溫度場、二次枝晶臂間距以及CET轉(zhuǎn)變點。建立了重軌鋼中MnS夾雜物析出模型,并獲得了不同S含量、凝固組織以及冷卻速度對重軌鋼凝固過程MnS夾雜物析出尺寸的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)當S含量低于0.003wt%時,重軌鋼U75V連鑄坯表面以下40mm內(nèi)不會有MnS夾雜物的析出;當S含量從0.003wt%... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１過熱度對高碳鋼連鑄坯中心偏析和等軸晶率的影響［２］??

??一些研究表明，采用輕壓下工藝后鑄坯中心疏松級別降低到１．０級以下，??碳元素的偏析指數(shù)由原來的１．０８下降到１．０３。圖２－２為輕壓下工藝對鑄坯中??心疏松級別的影響。可見采用輕壓下工藝后，鑄坯中心疏松減輕，致密度增??加，２．０級疏松的比例由１０．５３％減至０，１．５級疏松的比例由６３．１６％減至２０．００％，??１．０級疏松的比例由１０．５３％增至５６．００％，?０．５級疏松比例由１５．７９％增至??２４．００％。??７０?６３．１６??６０?□卩采用輕壓下?５６?：：：；??ｓｏ?□采用輕壓Ｆ?胃??｜?４〇?Ｉ??５?３０?２４?參??吸Ｉ?參?２０??２０?１５．７９＾?Ｗ?：：網(wǎng)??＾?１０．５４＾；?：：：：?＾?１０．５３??：ｌｉＭ?ｉｌ?１１?ｉ??０．５?１．０?１．５?２．０??中心疏松評級／級??圖２－２輕壓下工藝對鑄坯中心疏松評級影響??２．３鋼中ＭｎＳ夾雜物研究現(xiàn)狀??夾雜物通常對鋼的性能有害，夾雜物形態(tài)控制己經(jīng)越來越受到重視，不??同鋼種對夾雜物的形態(tài)有不同的要求。ＭｎＳ是鋼中最常見的非金屬塑性夾雜??物之一，它的尺寸、形狀和分布嚴重影響鋼的性能。ＭｎＳ夾雜物常用于改善??易切削鋼的切削性能，同時還能夠抑制晶粒長大及促進晶內(nèi)鐵素體的析出，??此外通過提高ｗ（Ｍｎ）／ｗ（Ｓ）以使ＭｎＳ固定硫，可以減少在奧氏體晶界ＦｅＳ等??低熔點化合物的生成

在２０世紀８０年代Ｉｔｏ?Ｙｏｉｃｈｉ等人對低碳鋼中硫化物的形貌進行了分類：??第Ｉ類（球形）、第ＩＩ類（扇形或者鏈狀）、第ＩＩＩ類（多面體形）、第Ｘ類（不??規(guī)則形狀），如圖２－３所示＾１。同時發(fā)現(xiàn)第Ｉ丨類大多在枝晶間觀察到并隨著硫??含量和冷卻速度的增加而增加，而其它幾類主要出現(xiàn)在樹枝晶周圍并隨著冷??速的增加而減小，同時受硫含量的影響較小。??（ａ）?（ｂ）?Ｐ?（ｃ）?（ｄ）??ｖ；７，Ｈ?Ｃ?ｗ??Ｃ?．丨?ｊ??⑷第丨類；（ｂ）第ＩＩ類；（ｃ）第ＩＩＩ類；（ｄ）第Ｘ類??圖２－３硫化物形貌分類??Ｏｉｋａｗａ等人對鋼中ｗ（Ｓ）分另丨Ｊ為０．３％和１?＿３％時ＭｎＳ的形貌進行了研究，??按形貌將ＭｎＳ分為３類：第Ｉ類，偏晶／球狀ＭｎＳ；第ＩＩ類，共晶／樹枝狀??ＭｎＳ；第ＩＩＩ類不規(guī)則共晶／多面體狀ＭｎＳ，如圖２－４和圖２－５所示，并認為第??Ｉ類硫化物是由亞穩(wěn)態(tài)偏晶反應(yīng)形成，第ＩＩ類硫化物是由穩(wěn)定的共晶反應(yīng)生??成

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼中MnS夾雜物控制綜述[J]. 楊文,楊小剛,張立峰,劉雪峰.  煉鋼. 2013(06)
[2]枝晶生長的三維元胞自動機模擬[J]. 江鴻翔,趙九洲.  金屬學(xué)報. 2011(09)
[3]百米高速重軌鋼中大型MnS夾雜的形成原因[J]. 齊江華,吳杰,索進平,陳鋼,田青,吉玉.  鋼鐵研究. 2011(03)
[4]等溫熱處理對YF45MnV鋼中硫化物的影響[J]. 邵肖靜,王新華,王萬軍,楊成威,黃福祥,姜敏,鄧小旋.  材料熱處理學(xué)報. 2010(10)
[5]氧含量對易切削鋼中硫化物生成行為的影響[J]. 夏云進,王福明,王金龍,趙晶.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2010(10)
[6]鋼中硫化物的形成及作用研究進展[J]. 盧獻忠,吳潤,吳海濤,黃雷.  材料導(dǎo)報. 2010(13)
[7]基于元胞自動機法的等軸枝晶生長數(shù)值模擬[J]. 黃建峰,楊屹,李羽晨,姚進.  熱加工工藝. 2010(10)
[8]溶質(zhì)偏析對連鑄坯凝固前沿裂紋敏感性影響的研究[J]. 蔡兆鎮(zhèn),朱苗勇.  鑄造技術(shù). 2009(11)
[9]鋼凝固兩相區(qū)溶質(zhì)元素的微觀偏析及其對連鑄坯表面縱裂紋的影響[J]. 蔡兆鎮(zhèn),朱苗勇.  金屬學(xué)報. 2009(08)
[10]三維溶質(zhì)枝晶生長數(shù)值模擬[J]. 潘詩琰,朱鳴芳.  物理學(xué)報. 2009(S1)

博士論文
[1]金屬凝固過程微觀模擬研究[D]. 王同敏.大連理工大學(xué) 2000

碩士論文
[1]連鑄坯凝固組織的模擬[D]. 李杰.東北大學(xué) 2010
[2]含硫易切削鋼冶煉技術(shù)實驗室研究[D]. 蔣光輝.昆明理工大學(xué) 2007



本文編號：2995184