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低成本生产热轧螺纹钢工艺的组织及性能影响规律研究

作　者: 杨昌乐
导　师: 刘翔；唐广波
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 热轧螺纹钢氮化硅氮钒比低成本
分类号: TG335.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文系统研究了氮含量对HRB335及HRB400热轧螺纹钢力学性能的影响,并利用透射电子显微分析、X射线衍射分析等测试工具研究了力学性能与珠光体含量、氮／钒比、析出相形态等微观组织的相关性,探索了如何在HRB335及HRB400热轧螺纹钢的生产中,降低合金元素的加入量,减少钢厂生产成本,并得到下述主要研究结论：氮元素可以扩大奥氏体相区,在HRB335钢筋生产中,适当增加氮元素含量,可以增加室温组织中珠光体含量,在减少锰元素加入量的同时也能生产出符合国标规定的HRB335热轧螺纹钢。通过实验室冶炼中添加氮化硅使实验钢中的氮含量增加,当钒钢中N/V(百分含量)比接近1时,析出物尺寸约为10nm。钢中增氮提高了微合金元素的析出强化和细晶强化作用,加上氮元素本身的固溶强化作用,从而减少Mn及微合金元素的加入量。工业试制结果表明,通过添加氮化硅增氮,可采用较低Mn、V含量不经穿水生产低成本、组织和力学性能合格的HRB400热轧螺纹钢筋。通过对几组不同的合金元素添加氮化硅增氮,根据实验结果并结合当前合金元素的价格,提出钒铁+氮化硅是最好的低成本生产组合。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-18
  1.1 螺纹钢的分类  9-12
    1.1.1 螺纹钢规格和型号  10
    1.1.2 微合金化钢筋  10-11
    1.1.3 余热处理钢筋  11
    1.1.4 超细晶热轧钢筋  11-12
  1.2 螺纹钢生产现状和价格影响因素  12-13
  1.3 螺纹钢生产方式  13-15
    1.3.1 生产方式  13-14
    1.3.2 螺纹钢成本计算  14-15
  1.4 HRB400级螺纹钢国内外应用现状及前景  15-16
    1.4.1 国内外应用现状  15
    1.4.2 发展前景  15-16
  1.5 课题背景及意义  16
  1.6 本论文的研究方向  16-17
  1.7 主要研究内容  17-18
第二章文献综述  18-33
  2.1 螺纹钢的强化方式  18-22
    2.1.1 固溶强化  18-19
    2.1.2 位错强化  19-20
    2.1.3 沉淀强化  20-21
    2.1.4 细晶强化  21
    2.1.5 相变强化  21-22
  2.2 螺纹钢的微合金化  22-23
  2.3 微合金化强化方式  23-30
    2.3.1 微合金细晶强化  23-26
    2.3.2 微合金元素的析出强化  26-29
    2.3.3 微合金相变强化  29-30
  2.4 氮元素在钢中的作用  30-32
    2.4.1 氮对过冷度的影响  30
    2.4.2 氮在霍尔佩奇公式中的作用  30-31
    2.4.3 氮对微合金元素的作用  31-32
  2.5 本章小结  32-33
第三章氮化硅增氮生产HRB335螺纹钢的组织及性能影响研究  33-46
  3.1 实验材料及方案  33-34
  3.2 实验数据  34-41
    3.2.1 微观组织观察  34-39
    3.2.2 电子显微镜断口扫描显微组织照片  39-40
    3.2.3 软件模拟氮含量对A_3温度及A_1线影响  40
    3.2.4 实验钢珠光体含量及力学性能统计  40-41
  3.3 实验结果分析  41-43
  3.4 低成本生产讨论  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章氮化硅增氮生产V微合金HRB400螺纹钢的组织及性能影响研究  46-62
  4.1 钒钢中增氮的强化理论  46-47
  4.2 实验材料及方案  47-49
  4.3 实验结果与分析  49-57
    4.3.1 增氮对显微组织的影响  49-51
    4.3.2 扫描电镜下夹杂物和析出物的形貌和种类  51-56
    4.3.3 金相显微镜下夹杂物观察  56-57
  4.4 室温组织析出物  57-60
  4.5 低成本生产探讨  60-61
  4.6 本章小结  61-62
第五章氮化硅增氮对铝、硼、钛及钒钛铝复合微合金的组织及性能影响研究  62-72
  5.1 氮化硅增氮效果分析  62-63
  5.2 实验钢力学性能测量及相变点测试  63-65
    5.2.1 室温显微组织照片  64-65
  5.3 微合金元素的强化分析  65-71
    5.3.1 铝元素强化分析  66-67
    5.3.2 钛元素强化分析  67-68
    5.3.3 硼元素强化分析  68-69
    5.3.4 铝、钒、钛复合微合金化强化  69-71
  5.4 低成本生产探讨  71
  5.5 本章小结  71-72
第六章论文结论及展望  72-74
  6.1 结论  72
  6.2 展望  72-74
致谢  74-76
参考文献  76-80
附录攻读学位期间所发表的论文  80

低成本生产热轧螺纹钢工艺的组织及性能影响规律研究

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