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铸造不锈钢精炼技术及机理研究

作　者: 段汉桥
导　师: 林汉同；魏伯康
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铸造不锈钢精炼微量合金元素包芯线力学性能腐蚀性能聚渣覆盖剂
分类号: TF769
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

随着我国经济社会的发展,我国不锈钢的应用已越来越广泛。不锈钢铸件的产量也迅速上升。感应电炉不氧化法熔炼是我国铸造不锈钢生产采用的主要熔炼方法。虽然该方法具有工艺简单、生产成本低等很多优点,但由于缺乏降碳能力和钢液精炼过程,普遍存在钢液非金属夹杂物多、不锈钢力学性能和耐腐蚀性能差等许多缺点。因此,研究在不氧化法工艺条件下通过微量元素的精炼和变质作用以提高不锈钢的性能具有重要的理论和现实意义。另一方面,作为应用最广泛的一类不锈钢——18-8 型奥氏体不锈钢,在大多数情况下,必须经过固溶热处理后才具备良好的力学性能和耐腐蚀性能。而奥氏体不锈钢的固溶处理温度高、能耗大,特别是高温处理会使工件产生严重变形,这在某些铸件,如船用螺旋桨上是不允许的。因此,研究控制铸态不锈钢晶间碳化物的形成,提高奥氏体不锈钢铸态性能,对扩大不锈钢在这些领域的应用有特别的意义。此外,及时、有效地清除不锈钢熔炼后期钢液表面的熔渣,对钢液进行良好的覆盖以减少钢液的氧化也是降低不锈钢中夹杂物,提高不锈钢的力学性能和耐蚀性能的重要措施。因此,探讨聚渣覆盖剂的聚渣、覆盖作用机理,研究提高聚渣覆盖剂使用性能的加工处理方法,对提高铸造不锈钢的质量有着重要的现实意义。本文以感应电炉熔炼条件下的18-8 型奥氏体铸造不锈钢为对象,对不锈钢的精炼、变质、除渣等提高铸造不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能相关的问题进行了实验研究。主要的研究内容包括: 1.实验研究了复合精炼剂中稀土、钙、钡、镁等合金元素对铸造不锈钢力学性能和耐腐蚀性能的影响及其机理。2.通过正交试验方法系统地研究了微量锆、钒、铌等强碳化物形成元素对不锈钢的铸态力学性能和耐腐蚀性能的影响及其机理。3.在生产条件下,研究了包芯线喂线工艺对不锈钢精炼作用的影响及其机理。4.深入地研究了作为聚渣覆盖剂的珍珠岩的含水量与膨化特性之间的关系及控制珍珠岩含水量的处理工艺,以及珍珠岩可控微膨化处理技术。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-13
1 绪论  13-37
  1．1 不锈钢的分类  13-14
  1．2 国内铸造不锈钢熔炼技术现状  14-16
  1．3 喂线精炼工艺  16-21
  1．4 不锈钢中的夹杂物  21-22
  1．5 不锈钢的腐蚀  22-26
  1．6 合金元素在不锈钢中的作用  26-33
  1．7 聚渣覆盖剂的应用现状  33-35
  1．8 本课题的意义和研究内容  35-37
2 稀土、钙、钡、镁对不锈钢的精炼作用  37-53
  2．1 引言  37-38
  2．2 研究条件及方法  38-42
  2．3 试验结果及分析  42-52
  2．4 本章结论  52-53
3 微量合金元素对不锈钢力学性能的影响  53-72
  3．1 微量合金元素的选择  53-54
  3．2 实验条件及方法  54-55
  3．3 微量元素对铸造不锈钢力学性能的影响的分析与讨论  55-70
  3．4 本章结论  70-72
4 微量合金元素对不锈钢耐蚀性能的影响  72-84
  4．1 引言  72
  4．2 实验条件及方法  72-74
  4．3 微量元素对铸造不锈钢腐蚀性能的影响的分析与讨论  74-83
  4．4 本章结论  83-84
5 喂线工艺对不锈钢精炼效果的影响  84-97
  5．1 喂线处理的目的  84
  5．2 研究条件和方法  84-87
  5．3 喂线精炼处理效果  87-93
  5．4 分析与讨论  93-96
  5．5 本章结论  96-97
6 钢液聚渣覆盖剂的作用机理与新型聚渣覆盖剂的研究  97-112
  6．1 引言  97
  6．2 研究条件和方法  97-98
  6．3 聚渣覆盖剂的作用机理  98-106
  6．4 聚渣覆盖剂的加工处理工艺与新型聚渣覆盖剂的开发  106-110
  6．5 本章结论  110-112
7 结论  112-114
致谢  114-115
参考文献  115-122
附录一攻读学位期间发表的论文  122-123
附录二攻读学位期间的成果和专利  123

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