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汽车钢板的氧化热力学及动力学分析

作　者: 纪显彬
导　师: 袁泽喜
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 氧化铁皮 热力学 动力学 酸洗
分类号: U465.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着汽车工业的发展,汽车钢板用量越来越大,对钢板的表面质量要求越来越高。影响钢板表面质量的重要因素是生产过程中产生的氧化铁皮。因此,对氧化铁皮进行热力学及动力学分析显得尤为重要。采用加热炉进行氧化实验,应用电子分析天平测量了试样表面氧化铁皮的增重,借助扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察和测量了氧化铁皮表面及截面的形貌、氧化层厚度和成分。对不同阶段产生的氧化铁皮进行了系统的氧化热力学及动力学分析。铸坯高温均热氧化热力学分析结果表明,钢坯加热时适当降低氧分压可以减少氧化铁皮的产生.氧化动力学的结果表明,高温氧化符合抛物线规律,铸坯高温氧化方程为W2.21=1.48×105e-Ea/RT t.初轧坯高温氧化热力学分析结果表明,氧化程度随时间的增加而增加。氧化动力学的结果表明,初轧氧化铁皮氧化符合线性规律,低碳钢高温氧化方程为W=4.53e-Ea/RT t精轧卷取钢板氧化实验研究表明,快速冷却,形成3层结构,即Fe2O3→Fe2O3、Fe3O4→Fe3O→Fe。缓慢长冷却,形成2层结构,即Fe2O3→Fe3O4→Fe。热轧卷取板的最佳酸洗工艺为:酸洗浓度200g/L,酸洗温度70℃,酸洗时间45。酸洗动力学方程为W1.2=4.61×10-3e-Ea/RT t。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 文献综述  9-21
  1.1 研究背景  9
  1.2 氧化铁皮的形成  9-10
  1.3 影响带钢氧化皮的因素  10-11
  1.4 氧化铁皮的分类  11-12
  1.5 氧化铁皮的性质  12-13
  1.6 氧化铁皮的影响因素  13-15
  1.7 氧化铁皮的去除方法  15-16
    1.7.1 高压水除鳞  15
    1.7.2 轧制法  15-16
    1.7.3 机械法  16
    1.7.4 气体法  16
    1.7.5 化学法  16
  1.8 钢材的酸洗  16-19
    1.8.1 氧化皮与酸作用的过程以及可酸洗性  17
    1.8.2 硫酸酸洗  17
    1.8.3 盐酸酸洗  17-18
    1.8.4 影响盐酸酸洗的因素  18
    1.8.5 盐酸酸洗与硫酸酸洗的比较  18
    1.8.6 酸液分析及配比  18-19
    1.8.7 过酸洗与欠酸洗  19
  1.9 氧化皮研究现状  19-20
  1.10 本课题的研究意义  20-21
第二章 高温氧化热力学及动力学分析  21-33
  2.1 实验材料  21
  2.2 实验方法  21
    2.2.1 铸坯的取样和氧化  21
    2.2.2 初轧的取样和氧化  21
    2.2.3 氧化层分析  21
  2.3 实验结果与分析  21-23
    2.3.1 铸坯的氧化曲线  21-22
    2.3.2 初轧的氧化曲线  22-23
  2.4 热力学分析  23-24
  2.5 动力学分析  24-29
    2.5.1 铸坯氧化动力学分析  24-26
    2.5.2 初轧氧化动力学分析  26-29
  2.6 氧化铁皮表面形貌及成分分析  29-32
    2.6.1 铸坯氧化铁皮形貌及成分分析  29-30
    2.6.2 初轧氧化铁皮形貌及成分分析  30-32
  2.7 结论  32-33
第三章 热轧卷取板的氧化层结构及热力学分析  33-44
  3.1 实验材料与方法  33-35
    3.1.1 实验材料  33
    3.1.2 实验方法  33-34
    3.1.3 氧化增重测量  34-35
    3.1.4 氧化铁皮形貌及厚度测量  35
  3.2 实验结果及讨论  35-36
    3.2.1 试样的增重  35-36
  3.3 氧化铁皮表面形貌及成分分析  36-41
    3.3.1 氧化铁皮表面形貌  37-38
    3.3.2 氧化铁皮的截面厚度  38-40
    3.3.3 X 射线检测  40-41
  3.4 热力学分析  41-43
  3.5 结论  43-44
第四章 热轧卷取板的酸洗工艺  44-50
  4.1 实验材料  44
  4.2 实验方法  44-45
    4.2.1 热轧卷取过程模拟  44
    4.2.2 酸洗工艺  44
    4.2.3 实验结果正交表  44-45
  4.3 实验结果分析  45-46
    4.3.1 酸洗前试样表面氧化皮分析  45-46
  4.4 酸洗结果及工艺确定  46-49
    4.4.1 电镜分析  46-48
    4.4.2 X 射线检测  48-49
  4.5 结论  49-50
第五章 热轧卷取板酸洗动力学分析  50-54
  5.1 实验材料和方法  50
    5.1.1 实验材料  50
    5.1.2 试验方法  50
  5.2 实验结果与分析  50-53
    5.2.1 动力学分析  51-53
  5.3 结论  53-54
第六章 结论  54-55
参考文献  55-58
硕士研究生在读期间发表的论文  58-59
致谢  59

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车材料 > 黑色金属 > 钢、合金钢
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