Cr12N鋼高壓凝固過程中氣泡析出行為研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 07:40
高氮鋼作為一種新型工程材料,具有非常優(yōu)良的機(jī)械性能、抗腐蝕性等。但實(shí)現(xiàn)高氮鋼的工業(yè)化生產(chǎn),還有許多需要解決的問題,如在熔煉過程中怎么將大量的氮滲入到鋼液中,在凝固過程中怎么將氮保留在固相中不析出來(lái)成為氣泡。目前的條件下,生產(chǎn)氮含量較高的不銹鋼在凝固過程中氮很容易偏析和析出,嚴(yán)重影響鑄錠的質(zhì)量和性能,因而對(duì)高氮鋼凝固過程中的氣泡析出行為研究具有非常重要的意義。河北聯(lián)合大學(xué)對(duì)高氮鋼的研究已經(jīng)十多年,目前可以生產(chǎn)出氮含量高于1%的奧氏體高氮鋼和高于0.3%的鐵素體高氮鋼。在高壓冶煉條件下冶煉鐵素體高氮鋼時(shí),由于沒有采用分階段控制壓力方法,鑄錠偏析和氣泡析出現(xiàn)象嚴(yán)重。從理論分析和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面,對(duì)Cr12N高氮鋼在高壓凝固過程中的氣泡析出行為進(jìn)行分析。通過分析鑄錠凝固過程中氮的偏析,得出氮元素很容易在凝固前沿富集,尤其是在樹枝晶間富集,造成氣泡容易在這些地方生成。在高壓條件下,樹枝晶間的氣泡被擠壓出來(lái),減少了氣泡駐留機(jī)會(huì)。凝固終了時(shí),氮平衡凝固分壓最大,當(dāng)凝固時(shí)的最小壓力大于凝固終了時(shí)的平衡氮分壓時(shí),可以保證凝固過程中不析出氣泡。結(jié)合凝固過程需要更高氮分壓理論,開展了熔煉壓力為0.3MPa,...
【文章來(lái)源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 鐵素體高氮鋼概述
1.1.1 鐵素體高氮鋼的定義及發(fā)展
1.1.2 鐵素體高氮鋼的應(yīng)用
1.2 高壓冶金概述
1.2.1 高壓冶金的發(fā)展及現(xiàn)狀
1.2.2 高壓凝固的基本理論
1.2.3 高壓冶金生產(chǎn)高氮鋼
1.3 氮在固相中的溶解度及作用
1.3.1 氮在固相中的溶解度
1.3.2 氮在鐵素體高氮鋼中的作用
1.4 凝固過程中氣泡行為研究
1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 高氮鋼高壓凝固過程中氣泡析出行為
2.1 高壓凝固過程分析
2.2 高壓凝固過程中氮的偏析
2.3 高壓凝固過程中氣泡析出機(jī)理
2.3.1 氣泡的形核
2.3.2 氣泡的上浮
2.4 Cr12N鋼凝固壓力模型
2.5 小結(jié)
第3章 Cr12N鋼高壓凝固實(shí)驗(yàn)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工藝流程
3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.2 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.3 實(shí)驗(yàn)過程
3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方案
3.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.3.2 實(shí)驗(yàn)方案
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 小結(jié)
第4章 Cr12N鋼高壓鑄錠分析
4.1 Cr12N鋼高壓鑄錠中氮?dú)馀莘治?br> 4.2 Cr12N鋼高壓鑄錠中氣泡分布規(guī)律
4.2.1 單個(gè)高壓鑄錠內(nèi)不同位置氣泡分布規(guī)律
4.2.2 高壓條件下的鑄錠內(nèi)部氣泡分布規(guī)律
4.3 Cr12N鋼高壓鑄錠中氣泡含量與氮含量比較
4.4 基于氣泡理論的高壓凝固氮含量模型
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型的驗(yàn)證與預(yù)測(cè)
4.5 Cr12N鋼凝固壓力模型的驗(yàn)證
4.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Al-7%Si合金顯微氣孔形成的模擬研究[J]. 李正揚(yáng),朱鳴芳,戴挺. 金屬學(xué)報(bào). 2013(09)
[2]超純鐵素體不銹鋼中TiN夾雜析出的熱力學(xué)分析[J]. 張帆,李光強(qiáng),李永軍,劉赫莉,陳兆平. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[3]底吹氮?dú)庖睙捀叩讳P鋼的應(yīng)用研究[J]. 趙定國(guó),王書桓. 特殊鋼. 2012(05)
[4]高強(qiáng)β鈦合金研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張平平,王慶娟,高頎,王快社. 熱加工工藝. 2012(14)
[5]BOF-LF-VD冶煉非調(diào)質(zhì)N80鋼工藝[J]. 高金濤,李士琦,關(guān)勇,劉潤(rùn)藻,王玉剛. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(S1)
[6]立式離心鑄造液態(tài)金屬中氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J]. 劉愛輝,隋艷偉,李邦盛,郭景杰,傅恒志. 特種鑄造及有色合金. 2010(12)
[7]RE對(duì)耐候鋼溶質(zhì)再分配的影響[J]. 郭宏海,宋波,侯立松,毛璟紅,趙沛. 中國(guó)稀土學(xué)報(bào). 2010(03)
[8]國(guó)內(nèi)外熱作模具鋼的研究進(jìn)展[J]. 李勇,左秀榮,陳蘊(yùn)博,王淼輝,趙新. 特殊鋼. 2010(03)
[9]液體中氣泡上浮與傳質(zhì)過程的耦合模型[J]. 田恒斗,金良安,丁兆紅,謝田華. 化工學(xué)報(bào). 2010(01)
[10]鐵素體不銹鋼的開發(fā)研究[J]. 丁茹,王伯健,王成,白鶴. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2009(10)
博士論文
[1]擠壓鑄造Mg-Nd(-Zr)合金工藝及凝固行為研究[D]. 楊艷玲.上海交通大學(xué) 2010
[2]Al-Mg合金高壓凝固組織與相演變研究[D]. 王振玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]高氮奧氏體不銹鋼的冶煉理論基礎(chǔ)及其材料性能研究[D]. 李花兵.東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁團(tuán)簇?fù)?d雜質(zhì)原子和鋸齒型氮團(tuán)簇?fù)教茧s質(zhì)原子的物理特性研究[D]. 馬志偉.杭州師范大學(xué) 2013
[2]高機(jī)械壓力和Ti對(duì)鋅鋁二元合金凝固的影響[D]. 張得宇.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2012
[3]擠壓鑄造對(duì)過共晶Al-Si合金組織和性能的影響[D]. 荀詩(shī)文.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2012
[4]6063鋁合金薄板成型液態(tài)模鍛工藝研究[D]. 羅貽正.南昌航空大學(xué) 2011
[5]高氮鋼凝固過程中氮的偏析和析出行為研究[D]. 李萬(wàn)明.東北大學(xué) 2009
[6]400系鐵素體不銹鋼熱軋板材力學(xué)性能及焊接性能的研究[D]. 孟威.蘭州理工大學(xué) 2009
[7]不銹鋼薄壁沖焊件力學(xué)行為研究[D]. 黃逸峰.上海交通大學(xué) 2009
[8]凝固過程枝晶生長(zhǎng)與微觀偏析的相場(chǎng)法模擬[D]. 崔海霞.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2009
[9]鎂合金薄壁件壓鑄制程及相關(guān)金屬學(xué)問題研究[D]. 焦少陽(yáng).太原理工大學(xué) 2006
[10]高氮鋼制備過程中氮的行為[D]. 張峰.武漢科技大學(xué) 2005
本文編號(hào):3515529
【文章來(lái)源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 鐵素體高氮鋼概述
1.1.1 鐵素體高氮鋼的定義及發(fā)展
1.1.2 鐵素體高氮鋼的應(yīng)用
1.2 高壓冶金概述
1.2.1 高壓冶金的發(fā)展及現(xiàn)狀
1.2.2 高壓凝固的基本理論
1.2.3 高壓冶金生產(chǎn)高氮鋼
1.3 氮在固相中的溶解度及作用
1.3.1 氮在固相中的溶解度
1.3.2 氮在鐵素體高氮鋼中的作用
1.4 凝固過程中氣泡行為研究
1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 高氮鋼高壓凝固過程中氣泡析出行為
2.1 高壓凝固過程分析
2.2 高壓凝固過程中氮的偏析
2.3 高壓凝固過程中氣泡析出機(jī)理
2.3.1 氣泡的形核
2.3.2 氣泡的上浮
2.4 Cr12N鋼凝固壓力模型
2.5 小結(jié)
第3章 Cr12N鋼高壓凝固實(shí)驗(yàn)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br> 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工藝流程
3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.2 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.3 實(shí)驗(yàn)過程
3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方案
3.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.3.2 實(shí)驗(yàn)方案
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 小結(jié)
第4章 Cr12N鋼高壓鑄錠分析
4.1 Cr12N鋼高壓鑄錠中氮?dú)馀莘治?br> 4.2 Cr12N鋼高壓鑄錠中氣泡分布規(guī)律
4.2.1 單個(gè)高壓鑄錠內(nèi)不同位置氣泡分布規(guī)律
4.2.2 高壓條件下的鑄錠內(nèi)部氣泡分布規(guī)律
4.3 Cr12N鋼高壓鑄錠中氣泡含量與氮含量比較
4.4 基于氣泡理論的高壓凝固氮含量模型
4.4.1 模型建立
4.4.2 模型的驗(yàn)證與預(yù)測(cè)
4.5 Cr12N鋼凝固壓力模型的驗(yàn)證
4.6 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Al-7%Si合金顯微氣孔形成的模擬研究[J]. 李正揚(yáng),朱鳴芳,戴挺. 金屬學(xué)報(bào). 2013(09)
[2]超純鐵素體不銹鋼中TiN夾雜析出的熱力學(xué)分析[J]. 張帆,李光強(qiáng),李永軍,劉赫莉,陳兆平. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[3]底吹氮?dú)庖睙捀叩讳P鋼的應(yīng)用研究[J]. 趙定國(guó),王書桓. 特殊鋼. 2012(05)
[4]高強(qiáng)β鈦合金研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張平平,王慶娟,高頎,王快社. 熱加工工藝. 2012(14)
[5]BOF-LF-VD冶煉非調(diào)質(zhì)N80鋼工藝[J]. 高金濤,李士琦,關(guān)勇,劉潤(rùn)藻,王玉剛. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(S1)
[6]立式離心鑄造液態(tài)金屬中氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J]. 劉愛輝,隋艷偉,李邦盛,郭景杰,傅恒志. 特種鑄造及有色合金. 2010(12)
[7]RE對(duì)耐候鋼溶質(zhì)再分配的影響[J]. 郭宏海,宋波,侯立松,毛璟紅,趙沛. 中國(guó)稀土學(xué)報(bào). 2010(03)
[8]國(guó)內(nèi)外熱作模具鋼的研究進(jìn)展[J]. 李勇,左秀榮,陳蘊(yùn)博,王淼輝,趙新. 特殊鋼. 2010(03)
[9]液體中氣泡上浮與傳質(zhì)過程的耦合模型[J]. 田恒斗,金良安,丁兆紅,謝田華. 化工學(xué)報(bào). 2010(01)
[10]鐵素體不銹鋼的開發(fā)研究[J]. 丁茹,王伯健,王成,白鶴. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2009(10)
博士論文
[1]擠壓鑄造Mg-Nd(-Zr)合金工藝及凝固行為研究[D]. 楊艷玲.上海交通大學(xué) 2010
[2]Al-Mg合金高壓凝固組織與相演變研究[D]. 王振玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]高氮奧氏體不銹鋼的冶煉理論基礎(chǔ)及其材料性能研究[D]. 李花兵.東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁團(tuán)簇?fù)?d雜質(zhì)原子和鋸齒型氮團(tuán)簇?fù)教茧s質(zhì)原子的物理特性研究[D]. 馬志偉.杭州師范大學(xué) 2013
[2]高機(jī)械壓力和Ti對(duì)鋅鋁二元合金凝固的影響[D]. 張得宇.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2012
[3]擠壓鑄造對(duì)過共晶Al-Si合金組織和性能的影響[D]. 荀詩(shī)文.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2012
[4]6063鋁合金薄板成型液態(tài)模鍛工藝研究[D]. 羅貽正.南昌航空大學(xué) 2011
[5]高氮鋼凝固過程中氮的偏析和析出行為研究[D]. 李萬(wàn)明.東北大學(xué) 2009
[6]400系鐵素體不銹鋼熱軋板材力學(xué)性能及焊接性能的研究[D]. 孟威.蘭州理工大學(xué) 2009
[7]不銹鋼薄壁沖焊件力學(xué)行為研究[D]. 黃逸峰.上海交通大學(xué) 2009
[8]凝固過程枝晶生長(zhǎng)與微觀偏析的相場(chǎng)法模擬[D]. 崔海霞.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2009
[9]鎂合金薄壁件壓鑄制程及相關(guān)金屬學(xué)問題研究[D]. 焦少陽(yáng).太原理工大學(xué) 2006
[10]高氮鋼制備過程中氮的行為[D]. 張峰.武漢科技大學(xué) 2005
本文編號(hào):3515529
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