超低氧齿轮钢精炼渣的工艺优化及镁铝尖晶石夹杂控制研究
发布时间：2022-09-27 21:05
齿轮在工作状态时要承受循环应力和较大的冲击力，很容易产生疲劳裂纹，会严重影响齿轮的疲劳寿命。28MnCr5齿轮钢是我国引进的高标准轿车齿轮用钢，国内厂家生产该钢种的质量与国际水平尚存在一定的差距，其中钢的洁净度控制水平是影响其实物质量的重要因素。本文对精炼过程中渣对28MnCr5洁净度的影响进行了研究并提出改进手段。 齿轮钢性能的好坏主要由化学成分决定，对性能的要求最终均体现在对化学成分要求上，化学成分波动直接影响齿轮钢材的淬透性。而精炼渣和钢液直接接触，通过渣钢反应影响钢液成分，本文通过FactSage软件对钢渣反应平衡进行计算，对渣成分和钢液中[O]、[Al]、[Ca]、[Mg]、[S]的平衡关系进行作图分析。 提高齿轮钢洁净度的主要任务是降低钢液中的氧含量，本文采用软件计算渣系中SiO2、CaO/Al2O3比值等因素对钢液溶解氧和全氧的影响。随后在高温硅钼电阻炉中进行钢渣反应热态实验，实验中借助氧浓差电池法，利用氧化锆固体电解质为核心的氧半电池在6~10s内测量钢渣平衡时钢液中的溶解氧；同时，平衡时的全氧含量亦通过取样后经氧氮联合分析仪测得。通过比较不同精炼渣成分所对...
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 齿轮钢的生产现状
1.1.1 国内齿轮钢的发展历史
1.1.2 国外齿轮钢的生产现状
1.1.3 未来齿轮钢的发展趋势
1.2 齿轮钢生产过程中的技术特点
1.2.1 齿轮钢的质量要求
1.2.2 齿轮钢的生产工艺
1.3 精炼过程中渣的脱氧作用
1.3.1 精炼渣的深脱氧性能
1.3.2 齿轮钢中精炼渣成分对钢中氧含量的影响
1.4 齿轮钢中夹杂物的控制现状
1.4.1 钢中夹杂物的来源
1.4.2 齿轮钢中夹杂物的研究现状
1.5 本文研究的内容和意义
第二章 齿轮钢精炼渣系的优化计算
2.1 LF 精炼渣的组成及设计
2.2 CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO 渣系液相区的计算
2.2.1 CaO 对精炼渣液相区影响
2.2.2 SiO_2对精炼渣液相区的影响
2.2.3 Al_2O_3对精炼渣液相区的影响
2.2.4 MgO 对精炼渣液相区的影响
第三章 28MnCr5 精炼过程中渣-钢液-夹杂物平衡的热力学模拟计算
3.1 热力学计算条件
3.2 渣-钢液平衡的热力学计算
3.2.1 等氧线
3.2.2 等铝线
3.2.3 等钙线
3.2.4 等镁线
3.2.5 等硫线
3.3 钢液-夹杂物平衡的热力学分析
3.3.1 镁铝尖晶石形成机制的分析
3.3.2 镁铝尖晶石形成的计算分析
3.3.3 超低氧含量的 Fe-Al-Mg-O 及 Fe-Al-Mg-O-Ca 钢液体系中夹杂物转变过程的分析
3.4 渣对镁铝尖晶石夹杂物成分的影响
3.4.1 渣中 SiO_2的含量对镁铝尖晶石夹杂物的影响
3.4.2 精炼渣对镁铝尖晶石夹杂物的影响
第四章 精炼渣对氧含量及镁铝尖晶石夹杂物的影响
4.1 实验设备及材料
4.1.1 实验用钢的配置
4.1.2 精炼渣系的设计
4.1.3 钢渣平衡预备实验
4.2 实验所用固体电解质的工作原理
4.3 实验方法
4.3.1 高温试验步骤
4.3.2 试样处理
4.4 结果分析
4.4.1 渣成分对钢液中氧含量的影响
4.4.2 渣成分对钢液中夹杂物的影响
第五章 全文总结
致谢
参考文献
附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化[J]. 程子建,郭靖,程树森. 钢铁. 2012(10)
[2]SNCM220H高性能齿轮钢冶金质量控制[J]. 鞠艳美. 冶金丛刊. 2012(04)
[3]28MnCr5齿轮钢中关键元素的控制研究[J]. 段飞虎,申景霞,朱荣,林腾昌,周鑫. 工业加热. 2012(03)
[4]高品质齿轮钢28MnCr5的开发[J]. 段飞虎,申景霞,林腾昌,朱荣,李猛,孙永喜. 炼钢. 2012(02)
[5]帘线钢夹杂物熔化温度与变形状态的研究[J]. 赵昊乾,陈伟庆. 上海金属. 2012(02)
[6]60t BOF-LF-VD-CC流程生产齿轮钢20CrMnTiH的工艺实践[J]. 刘宗辉,秦凤婷,王红伟. 特殊钢. 2011(04)
[7]超低氧齿轮钢非金属夹杂物控制热力学计算及应用[J]. 陈天明. 钢铁. 2011(04)
[8]不同温度下60Si2MnA弹簧钢中低熔点夹杂物生成热力学[J]. 张博,王福明,李长荣,吴华林. 北京科技大学学报. 2011(03)
[9]SiO2-Al2O3-CaO-MgO系夹杂物低熔点区域优化及控制的热力学计算[J]. 张博,王福明,李长荣. 钢铁. 2011(01)
[10]409L不锈钢中镁铝尖晶石夹杂物的生成研究[J]. 李双江,李阳,姜周华,梁连科. 东北大学学报(自然科学版). 2010(06)
本文编号：3681623
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 齿轮钢的生产现状
1.1.1 国内齿轮钢的发展历史
1.1.2 国外齿轮钢的生产现状
1.1.3 未来齿轮钢的发展趋势
1.2 齿轮钢生产过程中的技术特点
1.2.1 齿轮钢的质量要求
1.2.2 齿轮钢的生产工艺
1.3 精炼过程中渣的脱氧作用
1.3.1 精炼渣的深脱氧性能
1.3.2 齿轮钢中精炼渣成分对钢中氧含量的影响
1.4 齿轮钢中夹杂物的控制现状
1.4.1 钢中夹杂物的来源
1.4.2 齿轮钢中夹杂物的研究现状
1.5 本文研究的内容和意义
第二章 齿轮钢精炼渣系的优化计算
2.1 LF 精炼渣的组成及设计
2.2 CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO 渣系液相区的计算
2.2.1 CaO 对精炼渣液相区影响
2.2.2 SiO_2对精炼渣液相区的影响
2.2.3 Al_2O_3对精炼渣液相区的影响
2.2.4 MgO 对精炼渣液相区的影响
第三章 28MnCr5 精炼过程中渣-钢液-夹杂物平衡的热力学模拟计算
3.1 热力学计算条件
3.2 渣-钢液平衡的热力学计算
3.2.1 等氧线
3.2.2 等铝线
3.2.3 等钙线
3.2.4 等镁线
3.2.5 等硫线
3.3 钢液-夹杂物平衡的热力学分析
3.3.1 镁铝尖晶石形成机制的分析
3.3.2 镁铝尖晶石形成的计算分析
3.3.3 超低氧含量的 Fe-Al-Mg-O 及 Fe-Al-Mg-O-Ca 钢液体系中夹杂物转变过程的分析
3.4 渣对镁铝尖晶石夹杂物成分的影响
3.4.1 渣中 SiO_2的含量对镁铝尖晶石夹杂物的影响
3.4.2 精炼渣对镁铝尖晶石夹杂物的影响
第四章 精炼渣对氧含量及镁铝尖晶石夹杂物的影响
4.1 实验设备及材料
4.1.1 实验用钢的配置
4.1.2 精炼渣系的设计
4.1.3 钢渣平衡预备实验
4.2 实验所用固体电解质的工作原理
4.3 实验方法
4.3.1 高温试验步骤
4.3.2 试样处理
4.4 结果分析
4.4.1 渣成分对钢液中氧含量的影响
4.4.2 渣成分对钢液中夹杂物的影响
第五章 全文总结
致谢
参考文献
附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化[J]. 程子建,郭靖,程树森. 钢铁. 2012(10)
[2]SNCM220H高性能齿轮钢冶金质量控制[J]. 鞠艳美. 冶金丛刊. 2012(04)
[3]28MnCr5齿轮钢中关键元素的控制研究[J]. 段飞虎,申景霞,朱荣,林腾昌,周鑫. 工业加热. 2012(03)
[4]高品质齿轮钢28MnCr5的开发[J]. 段飞虎,申景霞,林腾昌,朱荣,李猛,孙永喜. 炼钢. 2012(02)
[5]帘线钢夹杂物熔化温度与变形状态的研究[J]. 赵昊乾,陈伟庆. 上海金属. 2012(02)
[6]60t BOF-LF-VD-CC流程生产齿轮钢20CrMnTiH的工艺实践[J]. 刘宗辉,秦凤婷,王红伟. 特殊钢. 2011(04)
[7]超低氧齿轮钢非金属夹杂物控制热力学计算及应用[J]. 陈天明. 钢铁. 2011(04)
[8]不同温度下60Si2MnA弹簧钢中低熔点夹杂物生成热力学[J]. 张博,王福明,李长荣,吴华林. 北京科技大学学报. 2011(03)
[9]SiO2-Al2O3-CaO-MgO系夹杂物低熔点区域优化及控制的热力学计算[J]. 张博,王福明,李长荣. 钢铁. 2011(01)
[10]409L不锈钢中镁铝尖晶石夹杂物的生成研究[J]. 李双江,李阳,姜周华,梁连科. 东北大学学报(自然科学版). 2010(06)
本文编号：3681623
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3681623.html
