通過降低鋼中碳氮含量和添加穩(wěn)定化元素鈦,超純鐵素體不銹鋼獲得了比傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼更好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。超純鐵素體不銹鋼精煉過程中易生成復(fù)雜的鋁鈦系氧化物夾雜,影響鈦的收得率和鋼水可澆性。為了提高鈦的收得率和減少水口結(jié)瘤問題,本論文以20wt%Cr超純鐵素體不銹鋼中鋁鈦系氧化物為研究對象,圍繞精煉工序夾雜物的行為演變機(jī)理和連鑄工序水口結(jié)瘤機(jī)理兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究和理論分析,主要工作和成果概括如下:借助ASPEX掃描電鏡分析技術(shù)和無水有機(jī)溶液電解技術(shù),研究了超純鐵素體不銹鋼鋁鈦復(fù)合脫氧過程夾雜物的行為演變機(jī)制。結(jié)果表明,鈦線加入鋼液后的短時(shí)間內(nèi),TiOx在Al2O3夾雜物的表面生成,并隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸消失。瞬態(tài)產(chǎn)物TiOx并非鋼液成分體系中的平衡產(chǎn)物,而是鋼液與Al2O3夾雜物之間界面行為的結(jié)果。溶質(zhì)元素鈦的不均勻性、鋼液與Al2O3夾雜物間的界面反應(yīng)、含鈦鋼液在Al2O3夾雜物表面的潤濕性則是引發(fā)該界面行為的主要因素。鋼中既有夾雜物的形態(tài)對瞬態(tài)產(chǎn)物TiOx的形成作用明顯。為了降低因TiOx的形成而造成的鈦的損失,在加鈦之前應(yīng)當(dāng)盡量去除聚合狀、簇狀以及花瓣?duì)畹却蟪叽鐘A雜物。分...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 超純鐵素體不銹鋼概述
        2.1.1 現(xiàn)代鐵素體不銹鋼簡介
        2.1.2 合金元素對不銹鋼組織和性能的影響
        2.1.3 超純鐵素體不銹鋼生產(chǎn)工藝流程的選擇
        2.1.4 含鈦不銹鋼常見缺陷與原因
    2.2 鋼中鋁鈦氧化物夾雜的形成及其行為
        2.2.1 鋁鈦復(fù)合脫氧平衡熱力學(xué)研究
        2.2.2 鋼中鋁鈦夾雜物行為研究
    2.3 鈣處理改性氧化物夾雜的效果研究
        2.3.1 鈣處理改性Al₂O₃夾雜物的效果研究
        2.3.2 鈣處理改性MgO·Al₂O₃尖晶石夾雜物的效果研究
    2.4 連鑄過程水口結(jié)瘤行為研究
        2.4.1 一般鋼種水口結(jié)瘤行為研究
        2.4.2 含鈦不銹鋼水口結(jié)瘤行為研究
    2.5 選題背景及研究內(nèi)容
        2.5.1 選題背景
        2.5.2 研究內(nèi)容
3 超純鐵素體不銹鋼鋁鈦復(fù)合脫氧過程夾雜物行為演變機(jī)制
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.1.1 冶煉與取樣方案
        3.1.2 試樣加工和元素檢測方法
        3.1.3 夾雜物特征分析檢測方法
    3.2 鋁鈦復(fù)合脫氧過程夾雜物行為的演變
        3.2.1 鋁鈦復(fù)合脫氧過程夾雜物統(tǒng)計(jì)特征的變化
        3.2.2 鋁鈦復(fù)合脫氧過程典型夾雜物形態(tài)特征的變化
    3.3 鋁鈦復(fù)合脫氧過程瞬態(tài)產(chǎn)物的形成機(jī)制
        3.3.1 鋁鈦復(fù)合脫氧過程鋼液-夾雜物平衡熱力學(xué)
        3.3.2 鈦氧化物的形成
        3.3.3 TiN夾雜物的形成
    3.4 本章小結(jié)
4 超純鐵素體不銹鋼鈣處理過程夾雜物演變與改性機(jī)理
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.1.1 冶煉與取樣方案
        4.1.2 試樣加工與元素檢測方法
        4.1.3夾雜物特征分析檢測方法
        4.1.4 媽處理過程夾雜物中液相含量的判定
    4.2 含鈦不銹鋼鈣處理過程夾雜物行為的演變
        4.2.1 鈣處理過程夾雜物統(tǒng)計(jì)特征的變化
        4.2.2 鈣處理過程典型夾雜物形態(tài)特征的變化
        4.2.3 含鈦不銹鋼鈣處理效果的評價(jià)
    4.3 含鈦不銹鋼中Al₂O₃夾雜物的改性機(jī)理
        4.3.1 含鈦不銹鋼鈣處理改性Al₂O₃夾雜物的熱力學(xué)
        4.3.2 含鈦不銹鋼中Al₂O₃夾雜物的改性機(jī)理
    4.4 含鈦不銹鋼中MgO·Al₂O₃夾雜物的改性機(jī)理
        4.4.1 含鈦不銹鋼鈣處理改性MgO·Al₂O₃夾雜物的熱力學(xué)
        4.4.2 含鈦不銹鋼中MgO·Al₂O₃夾雜物的改性機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
5 超純鐵素體不銹鋼浸入式水口結(jié)瘤物特征與來源
    5.1 冶煉條件與實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.1 冶煉條件
        5.1.2 水口結(jié)瘤物的分析方法
    5.2 水口結(jié)瘤物特征分析
        5.2.1 宏觀形貌
        5.2.2 微觀特征
    5.3 水口結(jié)瘤物來源分析
        5.3.1 初始附著層中夾雜物的來源
        5.3.2 結(jié)瘤層中夾雜物的來源
    5.4 本章小結(jié)
6 超純鐵素體不銹鋼鋼液-水口界面處夾雜物的黏附機(jī)制
    6.1 鋼液-水口界面處夾雜物所受黏附力的分析
        6.1.1 黏附力計(jì)算模型
        6.1.2 黏附力的影響因素
        6.1.3 與范德華力的比較
    6.2 鋼液-水口界面處夾雜物所受分離力的分析
        6.2.1 分離力計(jì)算模型
        6.2.2 水口內(nèi)壁附近鋼液的流動(dòng)狀態(tài)
        6.2.3 分離力的影響因素
    6.3 鋼液-水口界面處夾雜物的黏附機(jī)制
        6.3.1 黏附力與分離力的綜合效果
        6.3.2 水口結(jié)瘤的形成機(jī)理與應(yīng)對策略
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3870415