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稀土铈对含铅钢力学性能影响的研究

作　者: 孙会魁
导　师: 张金柱
学　校: 贵州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铈铅抗拉强度冲击韧性
分类号: TG142.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 46次
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内容摘要

随着钢材需求量的不断加大,以废钢为主要原料的短流程炼钢被普遍看好。但在废钢的循环使用过程中,不可避免地将铅等低熔点金属带入到炼钢炉中。由于这些金属的氧化位比铁低,在常规的炼钢工艺中不能有效去除,且易在晶界富集,恶化钢的质量,使钢材发生表面裂纹、热处理回火脆性、高温持久强度和抗应力腐蚀强度明显下降等问题。因此,对钢中低熔点金属元素含量的控制及去除问题成为新的研究热点。稀土元素几乎是唯一能与钢中Pb、Sn等有害元素化合的元素,这是因为稀土元素电子结构特殊而具有极强的化学活性。稀土元素是钢液极强的净化剂和洁净钢夹杂物的有效变质剂。本文采用熔炼实验和力学性能试验两种实验方法研究稀土铈对含有低熔点金属铅的H08钢力学性能的影响。熔炼实验中,在H08钢中配加一定量的稀土铈和低熔点金属铅,在中频真空感应熔炼炉中进行冶炼。冶炼出的钢锭经过轧制,并进行热处理,加工成力学性能标准试样。通过对力学性能标准试样进行力学性能测试和扫描电镜分析,研究稀土铈对含铅H08钢抗拉强度、塑性和冲击韧性等力学性能的影响。实验结果表明:往含铅H08钢中加入一定量的稀土铈,在一定的热处理条件下,稀土元素铈可以减轻H08钢中低熔点金属元素铅对钢材力学性能的危害。

全文目录

目录  3-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-32
  1.1 低熔点金属元素在钢中的行为  7-12
    1.1.1 低熔点金属元素的来源  7-8
    1.1.2 低熔点金属元素的性质  8-9
    1.1.3 低熔点金属元素在钢中的偏析  9-10
    1.1.4 低熔点金属元素对钢材性能的危害  10-12
  1.2 稀土元素及其性质  12-15
    1.2.1 稀土元素简介  12-13
    1.2.2 稀土元素的电子结构  13-14
    1.2.3 稀土元素的性质  14-15
  1.3 稀土元素在钢中的作用  15-23
    1.3.1 净化作用  15-18
    1.3.2 变质作用  18-19
    1.3.3 合金化作用  19-23
  1.4 稀土元素对钢材性能的影响  23-26
    1.4.1 拉伸性能  23-24
    1.4.2 耐磨耐腐蚀性能  24-25
    1.4.3 疲劳性能  25-26
    1.4.4 冲击性能  26
  1.5 稀土元素铈与铅的相互作用  26-27
  1.6 钢中稀土加入方法  27-28
  1.7 稀土在钢中的应用概况及发展前景  28-31
    1.7.1 国外应用情况  28-29
    1.7.2 国内应用情况  29-30
    1.7.3 稀土在钢中的应用前景  30-31
  1.8 本研究的内容和意义  31-32
第二章实验  32-43
  2.1 熔炼实验  32-37
    2.1.1 实验原料  32-34
    2.1.2 实验设备及其原理  34-36
    2.1.3 熔炼实验流程  36-37
    2.1.4 试样制备及分析  37
  2.2 热处理实验  37-39
    2.2.1 实验材料  37
    2.2.2 实验设备  37-38
    2.2.3 热处理实验流程  38-39
  2.3 成分检测试验  39-42
    2.3.1 试样制备  39
    2.3.2 试验主要设备  39-41
    2.3.3 试验方法  41-42
  2.4 力学试验  42-43
    2.4.1 拉伸试验  42
    2.4.2 冲击试验  42-43
第三章实验结果与分析  43-51
  3.1 成分检测结果  43-45
    3.1.1 标准曲线  43-44
    3.1.2 工作曲线线性范围  44
    3.1.3 酸浓度  44
    3.1.4 显色剂用量  44
    3.1.5 掩蔽剂用量  44
    3.1.6 显色时间及稳定性  44
    3.1.7 稀土铈的含量  44-45
    3.1.8 样品中铈的回收率计算  45
  3.2 晶粒度分析  45
  3.3 力学性能试验结果及分析  45-51
    3.3.1 拉伸试验数据及分析  45-49
    3.3.2 宏观断口形貌分析  49
    3.3.3 稀土元素铈对含铅H08钢塑性的影响  49
    3.3.4 冲击试验数据及分析  49-51
第四章结论  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-57
附录  57-58

稀土铈对含铅钢力学性能影响的研究

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