低温Hi-B钢渗氮工艺研究

发布时间：2017-08-03 04:00

  本文关键词：低温Hi-B钢渗氮工艺研究

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【摘要】：针对CSP工艺生产Hi-B钢过程中抑制剂的重要性,有必要对生产Hi-B钢的渗氮工艺进行研究。本文基于实验室条件下模拟CSP工艺低温生产Hi-B钢,采用实验和数值模拟,通过氧氮分析、辉光分析和透射电子显微镜分析等手段,研究了渗氮退火过程中渗氮工艺对氮的转变、扩散和渗氮量的影响。其结论如下:(1)随着渗氮时间的增加,渗氮量增加;随着渗氮温度的升高,渗氮量减少;随着渗氮气氛中NH3浓度的增加,渗氮量增加。(2)700℃渗氮时,渗氮后析出相尺寸较小,退火后析出相尺寸变大、数量减少,而且随着退火温度的升高,析出相尺寸增大、数量随着减少。900℃渗氮时,渗氮后析出相相对不均匀,析出相数量也相对700℃渗氮时较少,尺寸较大;高温退火后,析出相会进一步相互合并长的更大,同时析出相数量会减少、分布密度变小,而且退火温度为1100℃时,析出相数量密度很小,而且存在比较大的尺寸。(3)700℃渗氮后,基体内还存在部分原有析出物AlN,700℃高温退火后,基体内存在转化后的AlN析出物,900℃高温退火后,基体内弥散分布的析出相大部分转化成(Al,Si)N化合物,且析出物开始长大并合并周围小析出物。(4)影响氮的扩散因素有渗氮时间、渗氮温度、原始氮含量、氮的固溶度和合金元素等。其中,渗氮时间和渗氮温度最为重要,氮的扩散深度与渗氮时间呈抛物线关系:随着渗氮时间的增加,理论扩散厚度增加,并且速率变小;渗氮扩散厚度与温度之间呈指数关系:随着渗氮温度的升高,渗氮扩散理论厚度值越来越大。
【关键词】：Hi-B钢 渗氮 模拟 扩散 AlN
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG156.82
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 文献综述9-28
• 1.1 取向硅钢9-13
• 1.1.1 取向硅钢制造工艺9-10
• 1.1.2 取向硅钢抑制剂10-13
• 1.2 F-N相图及其特征13-19
• 1.3 气体渗氮方式及其工艺19-23
• 1.3.1 脱碳后渗氮方式及其工艺19-22
• 1.3.2 同步脱碳与渗氮方式及其工艺22
• 1.3.3 渗氮后脱碳方式及其工艺22
• 1.3.4 常化渗氮方式及其工艺22-23
• 1.4 渗氮工艺之间的关系以及氮含量的影响23-24
• 1.5 渗氮后N的扩散方式24-26
• 1.6 渗氮后N的转化形式26-27
• 1.7 研究背景与研究内容27-28
• 第2章 取向硅钢渗氮工艺研究28-32
• 2.1 试验材料及方法28-29
• 2.1.1 试验材料及工艺28
• 2.1.2 试验方法28-29
• 2.2 试验结果与分析29-31
• 2.2.1 渗氮时间对渗氮的影响29-30
• 2.2.2 渗氮温度对渗氮的影响30
• 2.2.3 渗氮气氛对渗氮的影响30-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 渗氮高温退火过程中氮的转化形式32-42
• 3.1 试验工艺与方法32-33
• 3.2 试验结果与分析33-40
• 3.2.1 渗氮高温退火过程钢中元素的分布情况33-34
• 3.2.2 取向硅钢渗氮前后析出相的形貌34-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 取向硅钢气体渗氮模型的建立与分析42-56
• 4.1 气体渗氮模型建立42-48
• 4.1.1 菲克定律42-46
• 4.1.2 扩散过程中钢表面氮的固溶度Cs的计算46-47
• 4.1.3 氮元素扩散系数D的计算47-48
• 4.2 渗氮扩散计算和分析48-53
• 4.2.1 渗氮时间对取向硅钢厚度方向氮浓度分布的影响48-50
• 4.2.2 渗氮温度对取向硅钢厚度方向氮浓度分布的影响50-52
• 4.2.3 渗氮温度和渗氮时间对模拟扩散厚度的影响52-53
• 4.3 影响渗氮扩散厚度和氮含量的其他因素53-55
• 4.3.1 原始氮含量对渗氮扩散的影响53-54
• 4.3.2 钢中氮固溶度对渗氮扩散的影响54-55
• 4.3.3 合金元素对渗氮扩散的影响55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 结论56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文62-63
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目63

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1 李继良,毛U，

本文编号：612493