10CrNiCu连铸方坯和球扁钢的偏析及其对性能的影响

论文摘要

钢铁生产中的连铸技术具有显著的高生产率、高成材率、高质量和低成本的优点。但钢坯在凝固过程中产生的偏析和疏松等缺陷,无法像模铸钢那样通过“斩头切尾”的手段进行消除或改善,并且钢坯的偏析将影响到后续加工和最终的产品性能,严重的偏析会引起钢板或构件加工时产生裂纹甚至断裂。目前,舰船专用球扁钢铸坯开始采用连铸工艺,因此查明连铸工艺条件下产品的偏析分布、偏析程度及其对力学性能的影响是有意义的。本论文主要针对舰船专用球扁钢,研究了连铸方坯凝固过程中的宏观偏析及热轧后球扁钢的偏析分布,讨论了球扁钢中的溶质元素偏析对其力学性能的影响。研究得到:1.球扁钢连铸方坯存在成分偏析,其中S、P、Mo、Al偏析最为严重,其次为Ni、Cr、V、Ti、C等元素,Cu和Mn元素分布最为均匀,几乎不存在偏析。2.球扁钢中S、P、Ti、Al元素偏析相对比较严重,C、Si、Mn、Cu等元素偏析程度较小,分布较为均匀,这和连铸方坯中的溶质元素分布基本上是一致的,说明连铸方坯中的成分偏析在轧制过程中遗传给了球扁钢,但由于球扁钢的异型轧制工艺使得溶质元索偏析部位主要集中在了球扁钢的球头处。3.球扁钢中的成分偏析(S、Al、Ti、Ni、C、Cu等)使球扁钢拉伸强度和屈服强度分别提高了5.26%、6.67%,塑性降低了6.25%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 连续铸钢技术的现状
• 1.3 连铸凝固组织结构
• 1.4 宏观偏析
• 1.4.1 宏观偏析的主要形式
• 1.4.2 宏观偏析的形成机理
• 1.4.3 宏观偏析的控制
• 1.4.4 连铸坯中夹杂物
• 1.5 课题研究的内容
• 第2章 试验研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 连铸方坯
• 2.1.2 球扁钢
• 2.2 试验设备及方法
• 2.2.1 原位统计分布分析方法
• 2.2.2 微型剪切试验
• 2.2.3 其它试验方法
• 第3章 连铸方坯偏析研究
• 3.1 引言
• 3.2 主要试验结果
• 3.2.1 低倍观察结果
• 3.2.2 连铸坯组织
• 3.2.3 原位统计分布分析结果
• 3.3 讨论
• 3.3.1 连铸坯偏析的形成原因
• 3.3.2 元素价电子结构对偏析的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 球扁钢的偏析
• 4.1 引言
• 4.2 试验结果
• 4.2.1 低倍观察结果
• 4.2.2 金相组织
• 4.2.3 原位统计分布分析结果
• 4.3 球扁钢中夹杂物分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 成分偏析对力学性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 试样及试验方法
• 5.3 试验结果及分析
• 5.3.1 微型剪切试验结果
• 5.3.2 偏析对力学性能的影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录Ⅰ