钢铁精炼中晶粒细化一步法的初步研究

钢铁精炼中晶粒细化一步法的初步研究

一、钢铁精炼晶粒细化一步法初探(论文文献综述)

孟晓越[1](2021)在《热轧+淬火配分工艺对Q235钢的影响研究》文中认为目前,我国钢铁产量世界第一,但从钢铁产品结构上来看,与发达国家相比还存在一定的差距。在不断追求高强度高塑性的背景下,采用淬火配分工艺(Q&P)来提高钢的强度和塑性技术快速发展,但大多数学者将重点集中于向钢中添加合金元素来改变性能,对于如何将低成本钢与现有工业化生产相结合涉及较少。本文从实际生产出发,将钢铁企业的热轧工序与淬火配分工艺相结合,旨在获得综合性能优异、价格低廉和能源消耗低的淬火配分钢。在实验过程中采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)来观察组织形貌。采用电子万能试验机和显微硬度仪测试强度、伸长率以及硬度变化,探讨组织变化对性能的影响。本文主要研究内容如下:(1)在单相γ区进行910℃保温后经淬火配分处理,结果表明:晶粒尺寸随配分温度升高逐渐增大。屈服强度与伸长率变化趋势相反。在350℃下进行10s的配分后综合性能最优,抗拉强度为580MPa,屈服强度为412MPa,伸长率为31.5%,强塑积为18270MPa·%。随配分温度的升高,抗拉强度和屈服强度出现明显下降时的配分时间将随之缩短。(2)在双相α+γ区800℃保温后经淬火配分处理,结果表明:引入软相铁素体后,实验钢的伸长率明显提高,在400℃配分10s后伸长率为42.2%,此时强度也达到最大值。低温短时配分,高温长时配分,对实验钢的硬度具有明显影响。断口的韧窝形貌能够反映出马氏体的大小以及数量,马氏体断裂所产生的韧窝在10μm左右,极小的韧窝是铁素体拉伸断裂后产生。(3)单相区910℃保温后进行热轧淬火配分工艺,结果表明:引入热轧工艺后晶粒明显细化。在350℃配分下,屈服强度和抗拉强度都达到最大值,分别为481MPa和596MPa,伸长率超过30%。在400℃进行10s配分后拉伸断口有明显的撕裂棱,且伴随着大量的细小韧窝存在,这种断口形貌会明显降低材料的强度和塑性。马氏体和贝氏体成60°或平行分布形成了二次裂纹,且二次裂纹是逐渐扩展的过程。(4)双相区800℃保温后进行热轧淬火配分工艺,结果表明:引入适量的铁素体后,应力应变曲线弹性变形范围扩大,伸长率明显提高。350℃下配分10s后屈服强度提升近一倍,综合性能最优。所有工艺条件中最小的抗拉强度为548MPa,最小的屈服强度为450MPa,并且伸长率均表现出先增大后减小的趋势。

潘超[2](2021)在《321不锈钢中含钛夹杂物的析出行为及控制研究》文中提出321不锈钢属于铬镍奥氏体不锈钢,是一种常见且经济的结构材料,其主要应用于化工、石化和核工业等领域。321不锈钢中由于有Ti元素的加入,在高温条件下有效抑制了晶界处碳化铬的析出,减少了贫铬区的产生,从而使得321不锈钢在高温下具有了较强的耐晶间腐蚀能力。但是,由于加入的Ti对钢中的O和N都具有很强的亲和力,极易形成TiN和TiOx等含钛夹杂物,这些夹杂物容易导致321不锈钢在生产过程中出现水口结瘤和连铸坯质量缺陷等问题,尤其是对于321不锈钢小方坯的连铸生产。因此,研究321不锈钢小方坯生产过程中含钛夹杂物的析出机理及控制措施,对于提高321不锈钢小方坯生产的连续性及产品质量都具有重要意义。在本课题的研究中,首先通过对某生产企业的中间包水口结瘤物、存在缺陷小方坯以及生产过程中Al、Ti和N元素含量的变化进行了分析,发现导致321不锈钢小方坯连铸生产过程中出现水口结瘤和连铸坯质量缺陷的主要原因是钢中存在着数量较多且尺寸较大的TiN和各类含钛氧化物,然后采用了工业生产现场取样与实验室高温实验相结合的研究方法,通过合理的实验方案设计,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、氧氮氢分析仪、电感耦合等离子体光谱仪、夹杂物自动分析系统、Factsage热力学计算软件、Matlab计算软件等实验设备及软件,对321不锈钢中TiN以及各类含钛氧化物的析出机理、影响因素及控制措施进行了分析研究。主要研究内容及成果如下:结合实验室实验和夹杂物自动分析系统检测数据,对钢液中TiN夹杂物的析出行为进行了量化评估。研究发现,对于Ti和N含量分别为0.23 wt%和0.0170 wt%的321不锈钢,在1600℃的温度条件下,钢液中TiN夹杂物数量随时间的变化趋势并不明显,其平均尺寸维持在2 μm左右,尺寸在3μm以下的TiN夹杂物数量占了总数的90%以上;在钢液温度从1600℃降低至1500℃的过程中,钢中TiN夹杂物的数量出现下降,而平均尺寸增加了3 μm,达到了 5 μm左右,同时,尺寸在5 μm以上TiN夹杂物数量比例从原来的不足1%增加到了 50%;相较于水淬冷却方式,空冷方式使得钢中TiN夹杂物的尺寸有所增加,但平均尺寸的增幅不超过1μm,而在随炉冷(5℃/min)条件下,钢中TiN夹杂物尺寸的增幅非常明显,其平均尺寸的增幅达到了 7 μm,此外,尺寸在5 μm以上的TiN夹杂物数量比例从1600℃条件下水淬样品中的不足1%增加到了 80%以上。探讨了 321不锈钢的钢液体系条件下Al、Ti含量及添加顺序对夹杂物演变的影响,研究发现在Al或Ti加入之前,钢液中主要的夹杂物为呈液相的CrOy-MnO-SiO2复合氧化物,热力学计算表明当钢液中的Al含量超过0.0085 wt%或Ti含量超过0.0360 wt%时,钢液中原有的液相夹杂物能够被完全还原为固相的Al2O3或TiOx夹杂物。由于Ti和N的浓度较高,钢液中原有氧化物的表面能够析出TiN夹杂物,在氧化物被TiN完全包裹后,氧化物表面的TiN层阻止了氧化物进一步被Al或Ti还原。结合机理分析结果,在Ti合金化之前加入Al能够有效提高Ti的收得率。研究了 Ca和Ce对321不锈钢中含钛夹杂物改性的影响,对于Ca处理,发现Ca含量变化对钢中氧化物的组成和形貌有重要影响,热力学计算结果表明在钢中Ti含量为0.20 wt%的前提条件下,Al和Ca的含量分别小于0.100 wt%和0.0005 wt%时,对于钢液中产生液相氧化物更为有利;对于Ce处理,发现Ce加入后能够非常有效的将Al2O3夹杂物改性为含Ce氧化物,在Ce含量为0.0012 wt%时,钢中的氧化物能够被完全改性为含Ce氧化物。随着钢液中Ce含量的不断增加,钢液中的氧化物逐渐转化为富含Ce的氧化物,氧化物的演变顺序依次为:Al2O3→CeAl11O18→CeAlO3→Ce2O3,但是在氧化物的外层被TiN完全包裹后,添加Ce对氧化物的影响不大,因为氧化物外层的TiN能够阻止钢液中Ce对氧化物的改性作用。分析了钢液从钢包进入到中间包发生二次氧化后对含钛夹杂物的影响,研究发现在二次氧化过程中,钢液中T.O含量的平均增幅在0.0020 wt%左右,T.N含量的平均增幅在0.0015 wt%左右,对于进入到钢液中的[O],由于[Al]含量较高,其并不会与钢液中的Ti反应,而是与钢液中[Ca]和[Al]等发生反应,导致出现了大量富含CaO和Al2O3的(Ca-Al)rich-Ti-Mg-O类夹杂物。对于进入到钢液中[N],由于其浓度已经达到了与钢液中的Ti形成TiN的热力学条件,同时由于中间包中具有良好的动力学条件,所以新析出的TiN夹杂物可以自形核形成均质相的TiN夹杂物,也能够以原有的氧化物为形核核心析出,形成含有氧化物核心的非均质相TiN夹杂物。

宋阳[3](2020)在《低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究》文中研究表明本文以低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo为研究对象,利用高温激光共聚焦显微镜对30℃至1040℃范围内ZG0Cr13Ni4Mo的组织变化过程进行原位观察。通过改变ZG0Cr13Ni4Mo的正火热处理工艺参数研究正火热处理对ZG0Cr13Ni4Mo组织性能的影响。进而基于正火工艺参数的研究结果优化热处理工艺,找出了适用于ZG0Cr13Ni4Mo的强化热处理工艺以及调控ZG0Cr13Ni4Mo屈强比的热处理工艺。ZG0Cr13Ni4Mo加热过程的原位观察显示,570℃奥氏体开始形成,815℃马氏体组织消失。在570~815℃两相区温度范围内,开始阶段奥氏体以针条状形式存在,并存在与马氏体的位向关系;随温度提高,针条状奥氏体逐渐长大融合形成等轴状奥氏体依然保持一定的浮凸形貌即马氏体位向。从900℃开始,奥氏体出现再结晶现象,浮凸现象及马氏体位相逐渐消失;950℃再结晶效果最明显,逆奥氏体相变形成的粗大等轴奥氏体内出现新生成的尺寸更加细小的奥氏体。随着温度继续提高,细小奥氏体间的晶界逐渐消失,变为粗大的等轴奥氏体,再结晶的细化效果消失。正火工艺参数调整是在ZG0Cr13Ni4Mo水轮机铸件常规的“一正二回”(1040℃+620℃+600℃)基础上改变正火次数、正火保温时间和正火温度。首先进行温度1040℃重复次数1至5次的正火热处理,结果表明多次正火时,ZG0Cr13Ni4Mo的塑韧性略微下降但强度明显提升。其中,二次正火组织组织最细、屈服强度最高(787MPa),随着正火次数继续增加,马氏体板条最大长度缓慢变大,强度略微下降,但均高于一次正火对应强度。随后采用1040℃下保温2h、4h、7h、10h和13h的正火工艺,结果表明保温时间延长对ZG0Cr13Ni4Mo的性能无明显恶化,强度均明显提升,但塑性略有下降。其中保温4h样品的强度最高(836MPa),随着保温时间的继续延长,强度缓慢下降。这是由于保温时间延长有利于合金化元素的充分固溶,提升固溶强化效果,但同时促进晶粒的长大,弱化细晶强化的作用。最后采用1040℃、950℃、900℃三个不同温度的正火处理,其中950℃样品屈服强度最高(703MPa),该温度为再结晶效果最佳温度,因此细晶强化效果最明显。水轮机铸件的屈强比常被限制在0.90以下保证工件服役安全性,但实验结果表明多次正火和延长保温时间均使屈强比高于0.90,而950℃正火强度提升有限,并且该温度下大尺寸铸件中合金元素的充分固溶所需时间较长,不利于生产。结合实际生产需求对热处理工艺进行了优化,找出了 1040℃+950℃+620℃+600℃和1040℃+950℃+650℃+620℃两种“二正二回”热处理工艺。前者通过降低二次正火温度成功的在保持塑韧性提高强度的同时将屈强比降至0.89;后者通过提高回火温度将屈强比降至0.80,上述两种工艺可实现对ZG0Cr13Ni4Mo材料屈强比与强度的灵活调整。

贾瑞东[4](2020)在《铬铁渣玻璃陶瓷的熔体结构及析晶行为研究》文中研究表明随着工业进程的发展,大宗工业固废的处理问题亟待解决。铬铁渣是在铬铁合金冶炼过程中产生的一类工业固废。其主要成分与玻璃陶瓷类似,因此成为制备固废基玻璃陶瓷的理想原料,通过配方调整和工艺优化,开发出应用于化工、冶金、建筑等行业的结构玻璃陶瓷材料,实现铬铁渣的高值化和无害化利用。为完善固废基玻璃陶瓷的研究体系,本课题采用传统熔融法工艺,分别研究铬铁渣引入量和SiO2/CaO对熔体物性和玻璃陶瓷的析晶特性和理化性能的影响,揭示组分-结构-材料性能之间的联系,并利用改性后的原料制得性能优良的玻璃陶瓷,实现固废资源的二次利用和有价金属回收。在本研究中,铬铁渣引入量分别为40wt.%、45wt.%、50wt.%、60wt.%和65wt.%(样品编号为CrFe-40、CrFe-45、CrFe-50、CrFe-60、CrFe-65)。结果表明,不同铬铁渣引入量引起玻璃结构单元的种类和浓度的变化,导致熔体聚合程度先增大后降低,组分中碱金属氧化物含量增多,大量Si-O键被破坏,熔体的聚合程度下降,因此熔体的粘滞活化能从314.18kJ/mol降低至217.83kJ/mol;对于CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系玻璃熔体而言,电导率的对数和粘度值的对数满足斜率为-1.02的线性关系;在本研究中,熔体的表面张力温度系数与玻璃网络聚合程度呈正相关关系;由于铬铁渣引入量不断增多,熔体中的碱金属离子参与Si4+和Al3+配位,导致部分网络结构的摩尔体积增大,熔体密度降低。铬铁渣引入量从40wt.%增多至65wt.%,基础玻璃组分中形核剂含量也逐渐增多,样品的析活化能整体从398.24kJ/mol降低至265.88kJ/mol,说明形核剂含量增多能有效降低析晶活化能,促进析晶。SEM表明当形核剂含量较低时,由于粘度较大,样品的结晶度低,随着熔体粘度降低,透辉石以棒状结构析出,霞石相以辉石相为基底呈团簇状析出,样品的抗折强度和维氏硬度分别为170.09MPa和8.67GPa。SiO2/CaO值减小能够降低玻璃玻璃网络的聚合程度,样品的析晶活化能从357.27kJ/mol降低至332.77kJ/mol,促玻璃陶瓷中长石类晶体析出,由于样品中有辉石相析出,耐腐蚀得到显着提升,但随着CaO增多,钙长石和镁黄长石逐渐取代辉石,使得样品的耐酸性从98.84%降低至91.55%。通过一步法热处理研究尖晶石诱导辉石相析出的过程,两种晶粒生长取向关系为:晶面{200}Diopside//晶面{111}Spinel,晶向<001>Diopside//晶向<112>Spinel。利用碳粉还原改性后的铬铁渣制得的玻璃陶瓷析晶活化能逐渐增大,样品的主晶相是透辉石,且晶粒细小,抗折强度高达180.40MPa,耐酸性为99.43%,证明利用4wt.%碳粉还原改性铬铁渣制得玻璃陶瓷样品理化性能得到显着提升。

杨勇[5](2018)在《高效低成本钒氮合金制备关键工艺技术研究》文中研究说明钒氮合金在钢中具有细晶/沉淀强化作用,可提升钢材综合性能,并降低生产成本。采用低品位含钒页岩提取的V2O5经碳热还原和氮化一步法制备氮化钒,既能提高钒资源的利用率,也为钢铁行业提供优质低廉的钒氮合金,对提升我国钒微合金化钢的市场竞争力具有重要的意义。因此,开发高效低成本氮化钒制备技术是钢铁行业面临的重要研究课题之一。分析研究了采用竖式感应炉两步法生产钒氮合金工艺,分析结果表明:生产的钒氮合金成分为V%=7476%、N%=1213%、C%=45%,质量较差,且生产成本较高。初步小试验结果表明,在实际反应温度约1400℃、原料粒度-100目、质量配比V2O5:C=100:30,一次性连续反应时间大于8小时,可得到V%≥77%、N%≥16%、C%=3%的钒氮合金产品。这证明采用碳热还原氮化一步法制备钒氮合金存在可行性。研究了V2O5碳热还原一步法制备钒氮合金热力学行为。钒氧化物碳热还原还原顺序为V2O5<V2O4(VO2)<V2O3<VO;C过量,可以直接生成VC,不会直接生成V;在氮气环境下,V2O5碳热还原氮化直接生成VN的开始反应温度为762K,VO2碳热还原氮化直接生成VN的开始反应温度为684K;V2O5碳热还原氮化过程首先转换成V2O4,而后可由VO2碳热还原氮化一步法直接生成钒氮合金;由于V2O5极易被碳还原生成VO2,可以认为在氮气环境下,V2O5能碳热还原氮化一步法直接生成钒氮合金。通过热重分析研究,认为一步法制备VN整个过程分为三个阶段,即V2O5热分解生成低价VO2阶段、VC(VN)生成阶段和氮化反应氮化阶段;低温阶段(20900℃)主要发生碳热还原反应,V2O5热分解生成低价VO2阶段,活化能为2094.2kJ/mol;高温阶段(9001300℃)碳热还原氮化反应程度加强,活化能为339.9kJ/mol;两阶段反应级数分别为1.27和0.78,可近似认为是表观一级反应。采用特定温度曲线,配碳量为29%或30%时,可获得钒含量76%,氮含量18%的钒氮合金。在热力学和热重分析的基础上,在100KW感应炉上开展一步法中试试验研究。结果表明:较高的试验温度、较长的试验时间、合适的配碳量、较细的原料粒度及合适的Fe2O3配入量,均有利于实现钒氮合金钒含量和氮含量达到要求的目标值(V%>77%、N%>16%);在钒氮合金终点成分中,N、C含量有明显的耦合关系,(N+C)总含量介于2021%;试验过程加入2%的Fe2O3可以提高产品的密度。针对原有竖式感应炉的特点,制定了V2O5碳热氮化一步法制备钒氮合金生产工艺方案。并对原有竖式感应炉进行改造升级,在V2O5/C/Fe2O3质量配比为100/29/2、原料粒度为-100目时,得到的钒氮合金终点V含量基本能在77%以上,90%产品终点N含量>14%,平均为14.76%,满足GB/T20567-2006对钒氮合金产品的要求。本研究成功打通了采用竖式感应炉V2O5碳热还原氮化一步法制备钒氮合金的工艺路线。每座竖式感应炉生产效率提高一倍以上;吨钒氮合金感应电耗约6400KWh,远低于两步法生产的19000KWh,生产成本大幅降低。

时彦林[6](2015)在《316L奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究》文中研究说明氮是不锈钢中重要的合金元素,对不锈钢的性能有重要影响,氮在不锈钢钢液中的行为及其在冶炼过程中的控制技术是目前不锈钢研究领域的前沿热点。本文采用冶金热力学、动力学的理论和研究方法,结合宝钢股份不锈钢事业部典型316L奥氏体不锈钢氮含量的控制要求和冶炼工艺路线,在充分研究不锈钢事业部VOD精炼工艺的基础上,对不同工艺条件下,氮在不锈钢熔体中的溶解行为进行了理论和实验研究;建立了316L奥氏体不锈钢VOD精炼过程中氮溶解行为的热力学和动力学模型,对氮在不锈钢VOD精炼过程中的溶解行为进行了理论计算;研究还引入了FactSage热力学软件对316L不锈钢VOD钢水氮的溶解量进行了研究。本文进行了316L不锈钢控氮的实验室的热模拟实验和现场的工业试验。最后,在上述模拟计算和试验研究的基础上,开发了VOD精炼控氮软件,并将软件应用于宝钢工业生产,为316L奥氏体不锈钢VOD精炼过程氮含量的精确控制提供依据。本文对氮在不锈钢熔体中的溶解行为进行了理论计算,开发出了316L奥氏体不锈钢冶炼过程中钢水增氮、控氮的计算模型。热力学模型结果表明,不锈钢钢水中氮的溶解度、初始氮含量以及终点氮含量的函数与钢水的吹氮时间呈线性关系。316L奥氏体不锈钢喷吹氮气的分压力是影响不锈钢钢水氮溶解度的主要因素,随氮分压的提高,钢水中氮的溶解度逐渐增大,不同温度条件下,氮溶解度的变化趋势相同。1600℃及氮分压在100kPa条件下,316L不锈钢钢水中氮的溶解度在0.208%左右。热力学平衡条件下,对于控氮型(w(N)为0.05%~0.1%)和部分中氮型(w(N)为0.1%-0.4%)的316L奥氏体不锈钢,可以在VOD生产过程进行,而对于氮含量较高的高氮型(w(N)>0.4%)316L不锈钢,采用VOD工艺基本不能满足生产要求,必须采用加压生产工艺进行冶炼。氮溶解行为的动力学计算表明,确定不锈钢钢水增氮、控氮反应速率常数是精确研究不锈钢冶炼过程中氮溶解行为的基本要求。316L奥氏体不锈钢钢水采用不同的底吹氩气量,其脱氮速率各不相同,吹氩气流量越大,脱除钢水中氮的速率越大;吹氩时间越长,钢水中氮的含量越低,直至趋于平衡。采用大流量吹氩气量,有利于前期快速降低钢水中的氮含量,即采用大流量吹氩气,可以缩短吹氩时间。实验室喷吹氮气增氮的结果表明,316L不锈钢钢水喷吹气体(包括全氮气和氮氩混吹两种方式)的总量宜控制在0.3NL·min-1左右,且氮气的分压应控制在66.7kPa以上,可以达到理想的钢水底吹氮气增氮效果。真空条件不利于316L不锈钢钢水的吹氮气增氮。适当低的钢水温度有利于钢水喷吹氮气增氮,VOD钢水吹氮气增氮,钢水的温度宜控制在1500℃C左右。通过热力学软件FactSage计算得到,316L奥氏体不锈钢中氮的溶解度随着钢液碳含量的增加而减少,随钢液温度的增加而减小,随着氮分压的增大而增大。氮分压对钢液氮溶解度的影响最大,温度次之,钢液碳含量的影响最小。生产控氮型(w(N)=0.05%-0.10%)316L不锈钢可以在吹氧脱碳阶段实现,生产氮含量大于0.10%的中氮型(w(N)=0.10%~0.40%)316L不锈钢时,只能在真空室压力大于30kPa的吹氧脱碳阶段、加料阶段以及破真空后大气微调阶段。不同吹氮条件下氮溶解度实测值与FactSage热力学软件计算值较吻合。316L奥氏体不锈钢采用吹氩气控氮的实验表明,钢水终点的氮含量与吹氩时间存在着显着的函数关系。当吹氩气量控制在0.1NL·min-1时,钢水终点氮含量与吹氩时间成线性关系,而当氩气量控制在0.2NL·min-1或者0.3NL·min-1时,钢水终点氮含量与吹氩时间成二次函数关系。宝钢现场控氮分压增氮的工业试验表明,316L奥氏体不锈钢控氮分压增氮的吹氮时间宜控制在7min左右。本文研究开发的VOD精炼控制软件应用于宝钢工业生产,结果表明,316L不锈钢吹氮气增氮工业应用选取的绝大部分炉次的实测值w(N)基本围绕着计算值波动,实测值与软件计算值的相对误差在10%以下,研究开发的软件可靠,软件的现场应用效果显着。

许鹤君[7](2013)在《电磁场作用下亚共晶铝硅合金半固态初生α相形貌演变规律的研究》文中研究说明半固态加工技术作为一种新型的金属成形工艺,在有色金属加工领域应用广泛,而半固态浆料的制备是该技术的关键环节,如何在节能减耗的前提条件下高效地制备出合格的半固态浆料,对于半固态加工技术的发展和应用具有重要的现实意义。因此,本文在此背景下,以A356牌号铝合金作为研究对象,研究了保温工艺参数、电磁搅拌处理技术以及混合稀土细化剂在制备亚共晶铝硅合金半固态浆料过程中的作用,并详细探讨了合金显微组织特别是初生α相在上述条件下的形貌演变、分布规律,由此得到亚共晶铝硅合金的新型半固态制备工艺及其相应的理论依据。为获取细小、圆整且分布均匀的半固态A356合金初生α相,首先通过对低过热度浇注的合金熔体采用不同的保温工艺,对比试验结果确定出最佳的保温工艺参数。分析了不同的保温温度、保温时间对合金中初生α-Al相形貌及分布的影响机制。发现A356合金熔体经620℃近液相线浇注后,在615℃保温10min后的室温凝固组织形貌较好。合理的保温工艺可以促使枝晶熔断提高形核率,改善溶质分布并使初生仅晶粒所受界面张力在各方向上趋于一致,从而促进其圆整化。应用变频控制的电磁搅拌装置对经低过热度浇注的A356合金熔体作短时弱电磁搅拌处理,并在上述确定的保温工艺参数下进行保温,分析了电磁搅拌时间、搅拌频率对合金凝固组织中初生α-Al相和Al-Si共晶相形貌与分布规律的影响,从而得到最佳的电磁搅拌工艺参数。试验结果表明,最佳电磁搅拌工艺参数为:电磁搅拌频率30Hz,电磁搅拌时间15s。初生α-Al相受电磁场的作用作高速旋转并破碎枝晶,“冲刷”过程中促使晶粒被打磨圆整、尺寸减小,熔断破碎的细小枝晶通过熔体对流均匀分布于熔体中,并可作为之后液相凝固的形核核心,提高了形核率。过高或过低的电磁搅拌频率都不利于磁场在熔体中的渗透。在上述得到的最佳电磁搅拌工艺条件下,通过添加不同成分比例的混合稀土La与Ce,研究了初生α-Al相在电磁搅拌和稀土细化剂的双重条件下其组织形貌演变规律及分布情况。发现在熔炼过程中添加0.7%La与0.4%Ce后,经620℃浇注,并在30Hz电流频率下作电磁搅拌15s,在610℃保温10min后试样的室温凝固组织形貌最好。La跟Ce在电磁搅拌条件下易于均匀分布在初生α-Al相周围,Al跟RE元素反应前的先共晶相可作为Al-Si共晶反应前初生α相的形核质心,Al11Ce3可为基体提供更多的异质核心,混合RE的细化效果具有区域不均匀性。本文的特色之处在于:借助电磁搅拌工艺,研究了不同成分比例的混合RE元素对合金基体的改善效果,详细探讨了在该双重工艺条件下A356铝合金室温凝固组织特别是初生α-Al相的形貌演变过程和机制,并最后将混合稀土与传统的Al-Ti-B细化剂在高效性和经济性方面作了较为深入的对比,理论分析的同时也考虑到了生产实践。

杨沐鑫[8](2013)在《多级纳米结构钢的制备及力学性能研究》文中认为制备纳米晶(晶粒尺寸<100 nm)和超细晶(晶粒尺寸介于100 nm和1 μm之间)材料的根本出发点是希望在这类新材料中同时获得高强度和高塑性。然而,这类材料的强度与塑性之间通常成倒置关系。具有单一结构层次的纳米晶或超细晶材料往往具有相当低的拉伸塑性,尤其是其均匀延伸率一般只有1%-3%,这严重制约了该类材料的实际应用。如何改善或提高纳米晶和超细晶材料的塑性,进而提高其综合力学性能,已经成为纳米材料学的核心科学问题。目前,最有希望解决这一问题的方法是将纳米晶或超细晶材料单一的结构层次转变成多级、多相、多尺度微观结构,以同时获得高强度和充足的塑性。这一策略正逐渐引起越来越多研究者的关注。然而,由于多数钢铁材料的纳米晶和超细晶结构制备难度较大,因而迄今为止该理念尚未应用于钢铁材料。受这一理念的启发,本文针对两种典型多级、多尺度纳米晶和超细晶钢进行了制备和研究。本文根据不同组织特征,分别选用一种可时效硬化的马氏体时效钢(C250钢)和一种单相铁素体不锈钢(OCr13钢)作为研究对象。首先,采用等通道转角挤压(ECAP)技术将上述两种钢的组织分别细化至纳米和亚微米尺度。随后,通过适当的后续热处理分别对这两种钢进行了多级纳米结构和多尺度超细晶结构制备。在此基础上,本文对所得多级纳米晶马氏体时效钢和多尺度超细晶铁素体不锈钢的形成和演化机制、结构控制因素、对应的力学性能和强韧化机制进行了细致分析和系统讨论。基于此,本文主要结论如下:(1)经8道次以上ECAP挤压加工后,马氏体时效钢总体上可获得较为均匀的片层型纳米结构。结构观察表明,在1-16道次ECAP变形过程中,马氏体时效钢的微观结构形态始终保持片层状微观结构特征;随挤压道次增加,马氏体片层间距逐渐减小,而具有大角度取向差的马氏体片层界(即大角片层界)体积分数逐步提高。经8道次以上挤压加工后,马氏体时效钢内部形成了完全意义上的、相对均匀的纳米片层结构,其片层间距小于100 nm的同时,大角片层界体积分数达70%以上。分析表明,板条马氏体在ECAP过程中的片层细化过程受特定方向位错分割机制支配,即在<111>a’/{110}a’滑移系统主导下马氏体片层内滑移位错沿剪切方向累积形成片层状边界。此外,马氏体时效钢的屈服强度(YS)与片层间距(d)之间满足YS= 507 + 230·d-1/2形式的Hall-Petch关系。因此,马氏体片层间距(即广义的马氏体板条宽度)是马氏体时效钢强度的结构控制单元。(2)经随后时效处理后,高密度纳米级棒状沉淀相镶嵌于纳米马氏体片层中的多级纳米结构在高道次(8道次及以上)马氏体时效钢样品中形成。TEM观察和电子衍射分析表明,经挤压和后续时效形成的这种时效结构事实上是由纳米级棒状δ-Ni3Mo沉淀相在马氏体片层内部沿不同方向析出而构成。进一步观察表明,大应变储能的引入,促进时效初期马氏体时效钢内高度弥散且呈空间桁架状时效结构快速形成,使相同温度下的峰值时效时间缩短,峰值时效强度提高;同时促使时效后期马氏体时效钢中主要强化相(δ-Ni3Mo沉淀相)在过时效时加速分解,从而降低主要强化相的体积分数,增加软相(逆转变奥氏体)的析出,使得过时效阶段强度迅速衰减。此外,经12道次ECAP挤压和440-500 ℃时效处理后,具有多级纳米结构的马氏体时效钢屈服强度可达2400-2700MPa,与常规使用态(1933 MPa)相比,提高两个强度级别(345 MPa(即50 Ksi)为超高强度钢的一个强度级别)左右。细晶强化和沉淀硬化是其达到这一超高强度级别的主要原因。(3)本实验开发了一种可用于制备多尺度超细晶结构铁素体不锈钢的新型的热机械加工方法,涉及预先ECAP大变形和后续适当退火处理两个步骤。固溶态铁素体不锈钢经室温四道次ECAP挤压后,可获得平均晶粒尺寸约349 nm的超细晶铁素体组织;再经部分再结晶退火处理后,可在超细晶基体中引入一定比例的再结晶晶粒,从而在其内部形成两种尺度晶粒(微米级再结晶晶粒+超细晶晶粒)混合构成微观结构形态,即多尺度超细晶结构。统计表明,随退火温度提高,再结晶晶粒的平均尺寸和体积分数均增大,而超细晶晶粒尺寸增大但比例减小;随挤压道次增加,再结晶晶粒平均尺寸减小但体积分数增大,而超细晶晶粒的尺寸略有增加但比例减小。因此,铁素体不锈钢的多尺度超细晶结构可通过加工参数的控制实现进一步优化。(4)ECAP挤压处理可使0Cr13铁素体不锈钢大幅度强化,适当的后续退火处理可提高其应变硬化能力,并保留部分细晶强化效果,因而能获得较高的综合力学性能。通过退火前引入应变量和退火温度的控制可以进一步优化多尺度超细晶结构0Cr13铁素体不锈钢的强度-塑性-韧性匹配。微观结构的显着细化和后续退火导致的加工硬化能力的提高是多尺度超细晶结构铁素体不锈钢获得较高综合力学性能的主要原因。

裴启飞[9](2012)在《AlCl3-BMIC离子液体电解精炼铝中杂质行为研究》文中研究说明随着铝需求量的不断攀升和铝矿产资源的日益枯竭,铝的再生问题越来越受到人们的重视,尤其是再生铝的提纯问题已成为发展再生铝工业的研究热点。再生铝原料绝大部分是铝合金,通过目前的熔炼方法很难完全除去其中的金属杂质,主要通过再生处理生产铸造铝合金,大大限制了再生铝的应用范围。而采用离子液体电解精炼再生铝提纯得到金属铝可以扩大再生铝的应用范围。本文以x(AlC13)=0.667的AlCl3-BMIC室温离子液体作为电解质应用于再生铝的电解精炼,系统研究了再生铝中主要杂质金属及水在离子液体电解精炼铝过程中的行为。铝电极在AlCl3-BMIC离子液体中的阳极极化研究表明,铝电极电化学溶解会产生阳极钝化,阐明了AlCl4-浓度降低和Al2Cl7-浓度升高导致固体AlCl3在电极表面析出阻碍铝溶解的钝化机理,增加搅拌、升高温度、降低x(AlCl3)均有利于增加阳极极限氧化电流密度。恒电位库伦分析结果表明,再生铝中杂质金属Mn、Zn、Fe、Ni、Pb、Cu在AlCl3-BMIC离子液体中阳极氧化时,Mn、Zn、Fe、Ni、Pb以二价离子的形式,而Cu以一价离子进入离子液体。进一步测定了Zn(Ⅱ)/Zn、Pb(Ⅱ)/Pb、Fe(Ⅱ)/Fe、Cu(Ⅰ)/Cu、Ni(Ⅱ)/Ni相对与Al(Ⅲ)/Al参比的平衡电极电势,分别为0.02、0.21、0.32、0.63、0.64和0.86V;且发现它们的电化学活性顺序也与水溶液的Mn>Zn>Fe>Ni>Pb>Cu不同,为:Mn>Zn>Pb>Fe>Cu>Ni。测定了不同温度下Mn、Cu、Zn、Fe、Pb、Ni在AlCl3-BMIC离子液体中的腐蚀速率。在323-363K温度范围内,金属的腐蚀速率由大到小的顺序为Mn>Cu>Zn>Fe>Pb>Ni;而超过363K时,Ni的腐蚀速率超过了Pb。Mn、Cu、Zn、Fe、Pb、Ni在离子液体中的腐蚀活化能分别为52.23、66.42、53.02、50.42、41.11、60.55kJ/mol。电化学分析表明,进入离子液体中Cu(Ⅰ)、Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对阴极Al(Ⅲ)的电还原具有去极化作用;Fe(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)表现为极化作用;Mn(Ⅱ)浓度低于50mg/L时,表现为去极化作用,浓度为100mg/L时,呈现极化作用;Li(Ⅰ)、Na(Ⅰ)、K(Ⅰ)、Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)对Al(Ⅲ)的电还原影响不显着。采用恒电流电解精炼Al-Cu、Al-Zn、Al-Fe、Al-Mn、Al-Ni和Al-Pb合金,阴极铝纯度超过99.9%;离子液体中Li(Ⅰ)、Na(Ⅰ)、K(Ⅰ)、Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)浓度即使达到2000mg/L,电沉积铝时也不会在阴极析出;另外,电解精炼再生铝合金(铝含量为75.33wt%),在铜基体上得到了纯度超过99.8%的金属铝,电流效率超过93.8%,直流电单耗在1.59-1.82kW·h/kg-Al之间,再生铝中各主要金属杂质均可通过电解精炼除去。因此,离子液体电解精炼铝是可行的。随着含水量的增加,AlCl3-BMIC离子液体的黏度增加、电导率降低。恒电流电沉积实验表明,离子液体中含水量不超过1.39mol/L时,水的存在可以细化沉积层铝颗粒,改善铝的沉积层质量,使沉积层变的致密均匀,当含水量较高达至1.67mol/L时,沉积层变得疏松、易脱落。

王世栋,高晓雷,李权,吴志坚[10](2012)在《金属钙、钙合金的制备与应用研究进展》文中研究指明综述了金属钙和钙合金(Al-Ca、Si-Ca、Mg-Ca、Pb-Ca合金)的制备及其在镁合金、钢铁、能源等工业领域的应用研究现状,探讨了其应用过程中的作用机制。熔盐电解法作为制备钙及钙合金的主要工艺,提高电流效率是电解工程技术中的关键问题。开发含钙多元应用镁合金具有良好的前景,钙作为合金化元素改善镁合金组织和性能的研究尚需加强。

二、钢铁精炼晶粒细化一步法初探(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、钢铁精炼晶粒细化一步法初探(论文提纲范文)

(1)热轧+淬火配分工艺对Q235钢的影响研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 热处理的作用及研究现状
        1.2.1 热处理对材料性能的影响
        1.2.2 热处理工艺的研究现状
    1.3 Q&P钢的研究进展
        1.3.1 加热温度对Q&P钢的影响
        1.3.2 合金元素对Q&P钢的影响
        1.3.3 淬火温度、配分温度及配分时间对Q&P钢的影响
        1.3.4 Q&P热处理工艺的发展
    1.4 本文主要研究内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 淬火配分钢的选材
    2.2 热处理工艺的制定
        2.2.1 相变温度的确定
        2.2.2 热处理工艺路线的制定
    2.3 Q&P钢的显微组织分析
        2.3.1 光学显微分析
        2.3.2 SEM组织观察
    2.4 Q&P钢的力学性能测试
        2.4.1 室温拉伸性能测试
        2.4.2 显微硬度测试
第3章 单相区保温对淬火配分工艺的影响
    3.1 引言
    3.2 配分温度对钢组织及性能的影响
        3.2.1 配分温度对钢组织的影响
        3.2.2 配分温度对钢力学性能的影响
    3.3 配分时间对钢组织及性能的影响
        3.3.1 配分时间对钢组织的影响
        3.3.2 配分时间对钢力学性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 双相区保温对淬火配分工艺的影响
    4.1 引言
    4.2 配分温度对实验钢组织及性能的影响
        4.2.1 配分温度对实验钢组织的影响
        4.2.2 配分温度对实验钢力学性能的影响
    4.3 配分时间对实验钢组织及性能的影响
        4.3.1 配分时间对实验钢组织的影响
        4.3.2 配分时间对实验钢力学性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 热轧对淬火配分工艺的影响
    5.1 引言
    5.2 单相区热轧淬火配分工艺
        5.2.1 配分温度对实验钢组织的影响
        5.2.2 配分温度对实验钢力学性能的影响
        5.2.3 配分时间对实验钢组织的影响
        5.2.4 配分时间对实验钢力学性能的影响
    5.3 双相区热轧淬火配分工艺
        5.3.1 配分温度对实验钢组织的影响
        5.3.2 配分温度对实验钢力学性能的影响
        5.3.3 配分时间对实验钢组织的影响
        5.3.4 配分时间对实验钢力学性能的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(2)321不锈钢中含钛夹杂物的析出行为及控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 不锈钢简介
        2.1.1 不锈钢的定义及发展
        2.1.2 不锈钢的分类及特点
        2.1.3 321不锈钢简介
    2.2 钛元素在钢中的作用及影响
        2.2.1 钛元素在钢中的存在形式
        2.2.2 321不锈钢中钛的作用机理
        2.2.3 含钛夹杂物对钢组织性能的影响
        2.2.4 含钛夹杂物对连铸生产过程的影响
    2.3 TiN夹杂物的析出机理及控制研究现状
        2.3.1 钢中TiN夹杂物的析出机理研究
        2.3.2 钢中TiN夹杂物的析出及尺寸控制研究
    2.4 含钛氧化物的析出机理及控制研究现状
        2.4.1 钢中钛氧化物的析出研究
        2.4.2 Al-Ti氧化物的析出机理及控制研究
        2.4.3 含钛氧化物的改性研究
    2.5 二次氧化对含钛夹杂物演变行为的影响研究
    2.6 课题的研究背景及内容
        2.6.1 课题的研究背景
        2.6.2 研究的思路及内容
3 TiN夹杂物的析出机理及影响因素探究
    3.1 本章前言
    3.2 实验原料及方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 TiN析出的热力学计算分析
        3.3.2 典型TiN夹杂物的形貌
        3.3.3 TiN夹杂物随时间的演变行为
        3.3.4 温度对TiN析出的影响
        3.3.5 冷却方式对TiN析出的影响
    3.4 本章小结
4 Al-Ti夹杂物的析出及演变机理探究
    4.1 本章前言
    4.2 实验原料及方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 成分分析结果
        4.3.2 Ti含量增加对钢液中夹杂物演变的影响
        4.3.3 Al含量增加对钢液中夹杂物演变的影响
        4.3.4 夹杂物析出的热力学计算分析及机理讨论
    4.4 本章小结
5 含钛夹杂物的改性研究
    5.1 本章前言
    5.2 实验原料及方法
        5.2.1 加Ca改性含钛夹杂物实验的研究步骤及方法
        5.2.2 加Ce改性含钛夹杂物的实验原料及方法
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 Ca处理前样品中典型夹杂物的形貌分析
        5.3.2 Ca处理后样品中典型夹杂物的形貌分析
        5.3.3 Al/Ce/Ti加入后样品中典型夹杂物的形貌与成分分析
        5.3.4 Al/Ti/Ce加入后样品中典型夹杂物的形貌与成分分析
        5.3.5 夹杂物演变的热力学计算分析
        5.3.6 夹杂物的演变机制探究
    5.4 本章小结
6 二次氧化过程对钢液中含钛夹杂物的影响
    6.1 本章前言
    6.2 实验原料与方法
    6.3 实验结果与分析
        6.3.1 LF炉样品中夹杂物分析
        6.3.2 中间包样品中的夹杂物分析
        6.3.3 夹杂物演变的热力学计算分析
        6.3.4 二次氧化过程中的夹杂物演变机理解释
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(3)低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 马氏体不锈钢
        1.2.1 马氏体不锈钢简介
        1.2.2 马氏体铬镍系不锈钢中主要合金元素
    1.3 低碳马氏体不锈钢强化方式
        1.3.1 钢铁常见强化方式与机制
        1.3.2 低碳马氏体钢的强化
    1.4 低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo及其生产工艺
        1.4.1 低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo
        1.4.2 低碳马氏体不锈钢的生产工艺
    1.5 奥氏体重结晶和组织遗传性
        1.5.1 奥氏体重结晶
        1.5.2 组织遗传性
    1.6 研究目的、内容以及意义
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 热处理实验
    2.3 力学性能测试
    2.4 组织观察与分析
        2.4.1 金相观察
        2.4.2 扫描电镜(SEM)观察分析
        2.4.3 X射线衍射(XRD)分析
        2.4.4 高温激光共聚焦显微镜
第3章 正火工艺参数对ZG0 Cr13Ni4Mo组织性能的影响
    3.1 ZG0Cr13Ni4Mo加热过程原位观察
        3.1.1 原位观察实验准备
        3.1.2 原位观察结果与分析
    3.2 正火次数对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.2.1 正火次数实验方案
        3.2.2 正火次数实验结果分析
    3.3 正火保温时间对ZGOCr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.3.1 正火保温时间实验方案
        3.3.2 正火保温时间实验结果与分析
    3.4 正火温度对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.4.1 正火温度实验方案
        3.4.2 正火温度实验结果与分析
    3.5 小结
第4章 ZG0Cr13Ni4Mo热处理工艺优化
    4.1 二次正火温度对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        4.1.1 二次正火温度实验实方案
        4.1.2 结果讨论与分析
    4.2 调控ZG0Cr13Ni4Mo屈强比的热处理工艺
        4.2.1 高温回火调控屈强比实验方案
        4.2.2 高温回火调控屈强比实验结果与分析
        4.2.3 低温回火调控屈强比实验方案
        4.2.4 低温回火调控屈强比结果与分析
    4.3 小结
第5章 结论
参考文献
致谢

(4)铬铁渣玻璃陶瓷的熔体结构及析晶行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 铬铁渣概述及综合利用现状
        1.1.1 铬铁渣概述
        1.1.2 铬铁渣综合利用现状
    1.2 玻璃陶瓷概述
        1.2.1 玻璃陶瓷
        1.2.2 玻璃陶瓷析晶行为
        1.2.3 形核剂作用机理
        1.2.4 玻璃陶瓷析晶动力学研究
    1.3 熔体物性与熔体结构的关系
        1.3.1 熔体物性概述
        1.3.2 熔体结构的光谱学分析
    1.4 渣的还原改性过程概述
    1.5 研究内容
    1.6 研究意义
2 实验过程及研究方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验方案设计
    2.3 熔体物性检测
    2.4 玻璃陶瓷结构表征与物化性能测试
        2.4.1 差热分析
        2.4.2 物相分析
        2.4.3 显微形貌及能谱分析
        2.4.4 电子背散射衍射表征
        2.4.5 光谱分析
        2.4.6 物化性能检测
3 铬铁渣含量及SiO_2/CaO比对玻璃熔体物性及结构的影响
    3.1 铬铁渣含量对玻璃熔体物性及结构的影响
        3.1.1 基础玻璃配方设计
        3.1.2 铬铁渣含量对玻璃熔体粘度的影响
        3.1.3 铬铁渣含量对玻璃熔体电导率的影响
        3.1.4 铬铁渣含量对玻璃熔体表面张力和密度的影响
    3.2 SiO_2/CaO比值对玻璃陶瓷熔体物性及结构的影响
        3.2.1 不同SiO_2/CaO比值对玻璃熔体粘度的影响
        3.2.2 不同SiO_2/CaO比值对玻璃熔体电导率的影响
        3.2.3 不同SiO_2/CaO比值对玻璃熔体表面张力和密度的影响
    3.3 本章小结
4 铬铁渣玻璃陶瓷析晶行为研究
    4.1 铬铁渣引入量对玻璃陶瓷析晶行为的影响
    4.2 SiO_2/CaO对玻璃陶瓷析晶过程的影响
    4.3 含铬尖晶石诱导透辉石析晶机理研究
    4.4 铬铁渣玻璃陶瓷结构表征及物化性能评价
        4.4.1 铬铁渣玻璃陶瓷结构分析
        4.4.2 铬铁渣玻璃陶瓷力学性能检测与分析
    4.5 本章小结
5 碳热还原改性铬铁渣制备玻璃陶瓷
    5.1 改性铬铁渣玻璃陶瓷样品制备
    5.2 析晶动力学研究
    5.3 玻璃陶瓷样品结构与物性分析
    5.4 本章小结
结论
研究展望
参考文献
在学研究成果
致谢

(5)高效低成本钒氮合金制备关键工艺技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
前言
1 文献综述
    1.1 钒资源及钒氮合金的性质
        1.1.1 钒资源分布情况
        1.1.2 钒氮合金的性质
    1.2 钒及钒氮合金的应用
        1.2.1 钒资源的应用
        1.2.2 钒氮合金在钢中的应用
    1.3 碳热法制备钒氮合金生产方法
        1.3.1 高温真空法
        1.3.2 高温非真空法
        1.3.3 其他制备工艺方法
        1.3.4 国内外钒氮合金工业化发展水平
    1.4 课题研究背景及内容
        1.4.1 课题研究背景与意义
        1.4.2 课题研究内容
        1.4.3 论文创新点
2 碳热还原氮化两步法制备钒氮合金工艺研究
    2.1 生产装备
    2.2 两步法制备钒氮合金工艺
        2.2.1 预还原生产工艺现状
        2.2.2 终还原生产工艺现状
    2.3 两步法制备钒氮合金效果探讨
        2.3.1 两步法工艺产品质量
        2.3.2 两步法工艺生产效率
        2.3.3 两步法工艺生产成本
    2.4 碳热还原氮化制备钒氮合金初步试验分析
        2.4.1 试验装置
        2.4.2 试验方法
        2.4.3 试验结果分析
    2.5 本章小结
3 碳热还原氮化一步法制备钒氮合金热力学研究
    3.1 钒的氧化物
    3.2 钒氧化物的热力学特征
    3.3 碳热法还原热力学分析
        3.3.1 V_2O_5碳还原反应热力学分析
        3.3.2 V_2O_4碳还原反应热力学分析
        3.3.3 V_2O_3碳还原反应热力学分析
        3.3.4 VO碳还原反应热力学分析
        3.3.5 VC氮化过程分析
    3.4 本章小结
4 碳热还原氮化法一步法制备钒氮合金动力学研究
    4.1 研究方法
        4.1.1 实验设备及方法
        4.1.2 实验方案
    4.2 差热和热重分析
        4.2.1 差热分析
        4.2.2 热重分析
    4.3 碳热法制备钒氮合金动力学分析
        4.3.1 V_2O_5热分解生成低价VO_2阶段动力学(20~900℃)
        4.3.2 VN生成阶段动力学(900~1300℃)
        4.3.3 氮化反应氮化阶段动力学
        4.3.4 碳热法制备钒氮合金过程动力学分析
    4.4 工艺参数对样品失重和化学成分的影响
        4.4.1 不同温度曲线对样品TG变化和化学成分的影响
        4.4.2 不同配碳量对样品TG变化和化学成分的影响
    4.5 V_2O_5还原率的影响因素
    4.6 本章小结
5 碳热还原氮化一步法制备钒氮合金中试试验研究
    5.1 试验设备及研究方法
        5.1.1 试验设备
        5.1.2 试验原料及制备
        5.1.3 试验方法
        5.1.4 试样检测分析
    5.2 碳热还原氮化一步法制备钒氮合金质量分析
        5.2.1 产品终点钒含量分析及控制技术
        5.2.2 产品终点氮含量分析及控制技术
        5.2.3 产品终点碳含量分析及控制技术
        5.2.4 产品目标成分分析
    5.3 工艺参数对钒氮合金质量的影响
        5.3.1 温度对钒氮合金终点成分的影响
        5.3.2 配碳量对钒氮合金终点成分的影响
        5.3.3 Fe_2O_3配入量对钒氮合金终点成分的影响
        5.3.4 成球方式对钒氮合金终点成分的影响
    5.4 本章小结
6 碳热还原氮化一步法制备钒氮合金工业试验研究
    6.1 原始感应炉制备钒氮合金工业试验研究
        6.1.1 工业试验特点
        6.1.2 工业试验方案
        6.1.3 工艺参数对钒氮合金质量的影响研究
        6.1.4 小结
    6.2 优化后感应炉制备钒氮合金工业试验研究
        6.2.1 设备设计优化与原料改进
        6.2.2 工业试验方案
        6.2.3 一步法生产钒氮合金技术方案
        6.2.4 工艺参数对钒氮合金质量的影响研究
        6.2.5 小结
    6.3 一步法生产钒氮合金经济效益分析
    6.4 本章小结
7 结论
参考文献
在学科研工作及发表论文
致谢
附表

(6)316L奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
插图和附表清单
1 引言
2 文献综述
    2.1 含氮不锈钢的发展
    2.2 不锈钢熔体渗氮合金化方法
    2.3 氮的存在形式及其冶金作用
    2.4 氮对奥氏体不锈钢性能的影响
        2.4.1 氮对奥氏体不锈钢力学性能的影响
        2.4.2 氮对不锈钢耐腐蚀性能的影响
    2.5 氮在不锈钢中的物理化学行为
        2.5.1 钢液中氮的溶解行为
        2.5.2 钢液渗氮和脱氮的动力学研究
        2.5.3 国内外对含氮和控氮不锈钢的研究情况
    2.6 不锈钢VOD冶炼氮行为的数学模型
        2.6.1 脱氮反应的微观动力学
        2.6.2 脱氮反应速率计算
        2.6.3 Facesage热力学模型计算
    2.7 铁液中氮溶解度的测定方法
        2.7.1 直接法
        2.7.2 间接法
        2.7.3 Levitation法
    2.8 文献总结及研究内容
3 不锈钢中氮含量控制模型的建立
    3.1 不锈钢氮溶解行为计算模型的基本假设
    3.2 不锈钢氮溶解度热力学模型的建立
        3.2.1 基本数据及计算方法
        3.2.2 热力学模型的建立
        3.2.3 316L奥氏体不锈钢氮溶解度热力学计算
    3.3 不锈钢VOD过程氮溶解行为动力学模型的建立
        3.3.1 钢液吸氮过程的动力学
        3.3.2 钢液脱氮过程的动力学
    3.4 基于FactSage软件的不锈钢氮溶解度计算
        3.4.1 FactSage热力学软件启动
        3.4.2 FactSage软件的316L不锈钢氮溶解度计算
    3.5 本章小结
4 316L不锈钢VOD精炼增氮溶解行为
    4.1 真空下增氮的热模拟实验
        4.1.1 真空条件下的热模拟实验
        4.1.2 小结
    4.2 非真空下的增氮溶解行为
        4.2.1 非真空条件下的热模拟实验
        4.2.2 增氮控制行为研究
        4.2.3 小结
    4.3 钢水中氮的吸收率
    4.4 基于FactSage软件计算的热模拟实验
        4.4.1 实验装置
        4.4.2 实验步骤
        4.4.3 实验结果与分析
        4.4.4 氮溶解度实测值与软件计算值的比较
    4.5 本章小结
5 316L不锈钢VOD精炼氮含量的稳定控制
    5.1 钢水的吹氩控氮实验
        5.1.1 实验目的
        5.1.2 实验材料和方法
        5.1.3 实验装置
        5.1.4 实验步骤
        5.1.5 实验结果与分析
        5.1.6 小结
    5.2 钢水吹氩控氮行为的研究
        5.2.1 吹氩控氮方程
        5.2.2 小结
    5.3 本章小结
6 316L不锈钢VOD精炼控氮工业试验
    6.1 宝钢VOD现场生产实绩与分析
        6.1.1 VOD现场生产实绩
        6.1.2 实验与现场的数据分析与比较
    6.2 宝钢VOD现场工业试验
        6.2.1 试验目的
        6.2.2 试验方法
        6.2.3 试验结果分析
        6.2.4 小结
    6.3 本章小结
7 316L不锈钢VOD精炼控氮软件的工业应用
    7.1 软件的工业流程启用
        7.1.1 用户登录与权限设置
        7.1.2 常数与参数设置
    7.2 氮溶解度计算界面
        7.2.1 指定钢种、温度和氮分压的热力学计算
        7.2.2 氮分压-溶解度计算
        7.2.3 温度-溶解度计算
        7.2.4 等溶解度区域计算
    7.3 数据处理与知识库的建立
        7.3.1 使用方法
        7.3.2 温度的差值计算方法
    7.4 工业应用操作
        7.4.1 无负压控制氮溶解度的线性计算法
        7.4.2 有负压控制的目标负压控制法
    7.5 工业应用效果
    7.6 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(7)电磁场作用下亚共晶铝硅合金半固态初生α相形貌演变规律的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 半固态金属加工技术概述
        1.2.1 半固态金属加工技术简介
        1.2.2 半固态金属浆料的制备工艺简介
        1.2.3 半固态金属加工技术的优缺点
    1.3 半固态加工技术的应用现状与发展趋势
        1.3.1 半固态加工技术在铸造铝合金中的研究与应用
        1.3.2 半固态加工技术在钢铁材料制备中的研究现状
        1.3.3 电磁搅拌技术在铸造铝合金半固态成形中的应用
        1.3.4 稀土变质剂在铸造铝合金半固态成形中的应用
    1.4 本课题主要研究内容
第二章 试验材料、研究方案及设备选择
    2.1 试验材料
        2.1.1 试验合金的选择与配制
        2.1.2 稀土细化剂的选择
        2.1.3 Al-Ti-B细化剂的选择
    2.2 试验设备的选择
    2.3 研究方案设计
        2.3.1 熔体浇注温度的选择
        2.3.2 半固态合金熔体保温温度的确定
        2.3.3 半固态合金熔体保温时间的确定
        2.3.4 对熔体电磁搅拌时间的确定
        2.3.5 对熔体电磁搅拌频率的确定
        2.3.6 混合稀土研究方案确定
        2.3.7 Al-Ti-B研究方案确定
        2.3.8 试验工艺过程
    2.4 试样分析处理
        2.4.1 DTA差热分析
        2.4.2 金相试样的制取
        2.4.3 试样金相处理
        2.4.4 扫描电镜微观组织观察与分析
第三章 熔体保温工艺对半固态A356合金初生相的影响
    3.1 引言
    3.2 实验工艺及过程
    3.3 保温温度对半固态A356合金初生α相影响机制的研究
        3.3.1 试验结果与处理
        3.3.2 保温温度对初生α相的影响机制
    3.4 保温时间对半固态A356合金初生仅相影响机制的研究
        3.4.1 试验结果与处理
        3.4.2 保温时间对初生α相的影响机制
    3.5 本章小结
第四章 电磁搅拌工艺对半固态A356合金凝固组织的影响
    4.1 引言
    4.2 试验工艺及过程
    4.3 电磁搅拌时间对半固态A356合金凝固组织影响机制的研究
        4.3.1 电磁搅拌时间对半固态A356合金初生α相的影响机制
        4.3.2 电磁搅拌时间对半固态A356合金共晶组织的影响机制
    4.4 电磁搅拌频率对半固态A356合金初生α相影响机制的研究
        4.4.1 试验结果与处理
        4.4.2 电磁搅拌频率对初生α相组织形貌的影响机制
    4.5 电磁搅拌技术未来的发展趋势和展望
    4.6 本章小结
第五章 电磁搅拌条件下混合稀土对半固态A356合金初生相的影响
    5.1 引言
    5.2 实验工艺及过程
    5.3 电磁搅拌条件下混合稀土对半固态A356合金初生α相的影响
        5.3.1 试验结果与处理
        5.3.2 混合稀土在电磁搅拌条件下对初生α相的影响机制
    5.4 电磁搅拌条件下混合稀土对初生α相影响效果的区域不均匀性
        5.4.1 试验结果与处理
        5.4.2 区域不均匀性的机制分析
    5.5 本章小结
第六章 电磁搅拌工艺下混合稀土细化剂的高效性和经济性研究
    6.1 引言
    6.2 实验工艺及过程
    6.3 电磁搅拌条件下Al-Ti-B对半固态A356合金初生α-Al相的影响
        6.3.1 试验结果与处理
        6.3.2 Al-Ti-B合金在电磁搅拌条件下对初生α相的影响机制
    6.4 混合稀土细化剂与Al-Ti-B合金和在高效性和经济性方面的对比
        6.4.1 混合稀土和Al-Ti-B变质能力的高效性对比
        6.4.2 Al-Ti-B和混合稀土元素细化剂在经济性方面的对比研究
    6.5 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

(8)多级纳米结构钢的制备及力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 块体纳米晶材料概述
        1.1.1 兴起的历史脉络
        1.1.2 定义和分类
        1.1.3 制备方法
    1.2 ECAP的研究现状和发展趋势
        1.2.1 ECAP技术的描述
        1.2.2 ECAP的剪切特征
        1.2.3 ECAP材料的微观结构
        1.2.4 ECAP材料的力学性能
    1.3 ECAP技术与钢铁材料的结合
        1.3.1 ECAP钢铁材料的强化机制
        1.3.2 ECAP钢铁材料的韧化机制
    1.4 本文的研究目的、内容和意义
第二章 研究方法
    2.1 技术路线
    2.2 实验材料的选择
        2.2.1 C250马氏体时效钢
        2.2.2 0Cr13铁素体不锈钢
    2.3 实验材料及制备
        2.3.1 实验材料
        2.3.2 组织制备
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 引伸计的改型
        2.4.2 力学性能测试
        2.4.3 微观组织观察
第三章 马氏体时效钢中纳米片层结构的形成和演化规律及对应的结构-性能关系
    3.1 引言
    3.2 纳米片层结构马氏体时效钢的形成和演化规律
        3.2.1 板条马氏体微观形态的演变特征
        3.2.2 马氏体片层界的演化规律
    3.3 纳米片层结构马氏体时效钢的力学性能
    3.4 讨论
        3.4.1 微观结构演化机制
        3.4.2 马氏体强度的结构控制单元
    3.5 本章小结
第四章 马氏体时效钢的多级纳米结构制备及其力学性能
    4.1 引言
    4.2 常规使用态马氏体时效钢的微观结构和力学性能
        4.2.1 力学性能
        4.2.2 微观结构
    4.3 ECAP及时效后马氏体时效钢的力学性能
        4.3.1 不同挤压道次下的力学性能
        4.3.2 不同时效时间下的力学性能
        4.3.3 不同时效温度下的力学性能
    4.4 ECAP及时效后马氏体时效钢的微观结构
        4.4.1 1道次样品不同时效时间下的微观结构
        4.4.2 12道次样品不同时效温度下的微观结构
    4.5 讨论
        4.5.1 马氏体时效钢中多级纳米结构的形成机制
        4.5.2 多级纳米结构马氏体时效钢力学性能
    4.6 本章小结
第五章 铁素体不锈钢中多尺度超细晶结构的形成机制和力学性能
    5.1 引言
    5.2 铁素体不锈钢中多尺度超细晶结构的制备
        5.2.1 超细晶基体的制备
        5.2.2 多尺度超细晶结构的制备
    5.3 多尺度超细晶结构铁素体不锈钢的力学性能
        5.3.1 单一尺度超细晶结构下的力学性能
        5.3.2 多尺度超细晶结构下的力学性能
    5.4 讨论
        5.4.1 单一尺度超细晶基体的力学性能
        5.4.2 退火温度对多尺度超细晶结构和力学性能的影响
        5.4.3 挤压道次对多尺度超细晶结构和力学性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论
本文主要的创新点
参考文献
攻读博士期间发表的论文和专利
致谢

(9)AlCl3-BMIC离子液体电解精炼铝中杂质行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铝的循环与再生
        1.2.1 再生铝生产的历史与现状
        1.2.2 再生铝原料的来源及利用途径
        1.2.3 再生铝生产中的铝合金精炼
        1.2.4 铝的精炼工艺
    1.3 离子液体电解精炼铝
        1.3.1 离子液体的定义
        1.3.2 离子液体的性质
        1.3.3 离子液体在金属电沉积中的应用
        1.3.4 离子液体电沉积铝的应用
    1.4 课题的提出、研究内容和创新
        1.4.1 课题的提出
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 创新点
第二章 实验材料与研究方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 离子液体的制备
    2.4 电化学测试
    2.5 电解精炼实验
        2.5.1 实验装置
        2.5.2 实验方法
        2.5.3 基本工艺参数
        2.5.4 电解精炼效果分析
第三章 杂质的阳极行为研究
    3.1 AlCl_3-BMIC离子液体电解精炼铝原理
    3.2 铝阳极电化学溶解过程研究
        3.2.1 铝阳极电化学溶解行为
        3.2.2 搅拌对铝阳极极化的影响
        3.2.3 温度对铝阳极极化的影响
        3.2.4 离子液体成分对铝阳极极化的影响
    3.3 铝合金中杂质Mn、Zn、Pb、Fe、Cu、Ni阳极电化学溶解过程分析
        3.3.1 平衡电极电势测定
        3.3.2 离子液体中金属离子的氧化数测定
        3.3.3 铝合金中杂质金属的阳极极化行为
        3.3.4 化学腐蚀对杂质金属溶解的影响
    3.4 铝合金的阳极极化行为
    3.5 本章小结
第四章 杂质的阴极行为研究
    4.1 部分电位比铝正的杂质金属离子对铝阴极电化学还原的影响
        4.1.1 循环伏安曲线
        4.1.2 线性扫描伏安曲线
    4.2 部分电位比铝负的杂质金属离子对铝阴极电化学还原的影响
        4.2.1 电导率测定
        4.2.2 电化学测试
    4.3 水对铝电还原的影响
        4.3.1 水对离子液体黏度的影响
        4.3.2 水对离子液体电导率的影响
        4.3.3 水对离子液体电化学性质的影响
        4.3.4 水对铝在铜电极上电结晶的影响
    4.4 本章小结
第五章 杂质对AlCl_3-BMIC离子液体电解精炼铝的影响
    5.1 杂质对离子液体电解精炼铝槽电压的影响
    5.2 杂质对离子液体电解精炼铝电流效率及直流电单耗的影响
    5.3 阴极铝的成分分析
    5.4 杂质对铝沉积层形貌的影响
        5.4.1 阳极杂质对铝沉积层形貌的影响
        5.4.2 部分电位比铝正的金属离子对铝沉积层形貌的影响
        5.4.3 部分电位比铝负的金属离子对铝沉积层形貌的影响
        5.4.4 水对阴极铝沉积层形貌的影响
    5.5 离子液体电解精炼工业铝合金的研究
        5.5.1 阴极铝的成分分析
        5.5.2 阴极铝的形貌分析
    5.6 长周期电解实验
        5.6.1 沉积时间对沉积层形貌影响
        5.6.2 离子液体使用时间对沉积层形貌影响
        5.6.3 离子液体使用时间对循环伏安曲线影响
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(10)金属钙、钙合金的制备与应用研究进展(论文提纲范文)

1 金属钙的制备
    1.1 热还原法
    1.2 熔盐电解法
2 钙合金的制备
    2.1 对掺法
    2.2 热还原法
    2.3 熔盐电解法
3 金属钙及其合金的应用
    3.1 镁合金的阻燃剂和变质剂
    3.2 钢铁工业的添加剂
    3.3 免维护铅酸蓄电池板栅材料
    3.4 其它应用
4 结语

四、钢铁精炼晶粒细化一步法初探(论文参考文献)

  • [1]热轧+淬火配分工艺对Q235钢的影响研究[D]. 孟晓越. 太原理工大学, 2021(01)
  • [2]321不锈钢中含钛夹杂物的析出行为及控制研究[D]. 潘超. 北京科技大学, 2021(02)
  • [3]低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究[D]. 宋阳. 机械科学研究总院, 2020(01)
  • [4]铬铁渣玻璃陶瓷的熔体结构及析晶行为研究[D]. 贾瑞东. 内蒙古科技大学, 2020(01)
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钢铁精炼中晶粒细化一步法的初步研究
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