| 题名 | 大型合金钢锭内部质量控制 |
| 作者 | 刘宏伟 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李殿中 |
| 关键词 | 大型钢锭 纯净化 缩孔疏松 宏观偏析 huge ingot purifying shrinkage cavity and porosity macrosegregation |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | "大型锻件的生产能力与技术水平是衡量一个国家重大工业发展水平与重大装备自给能力的重要标志之一，直接影响国家重型装备制造业的发展。高质量的大型锻件需要优质的大型钢锭作为坯料。然而，钢锭的质量越大，钢锭内部的缩孔疏松缺陷、宏观偏析缺陷以及钢锭的纯净度越难控制，常常引起大型锻件直接报废。为了解决以上钢锭制备难题，本文以优质大型钢锭为研究目标，研究了钢水纯净化冶炼及浇注、钢锭凝固过程中形成的心部缩孔疏松以及宏观偏析，形成大型优质钢锭的制备技术。论文的主要研究内容和结论包括： 1) 基于高纯净大型钢锭的制备，开展了钢水深脱磷、深脱硫以及真空碳脱氧系列研究。100t 30Cr2Ni4MoV钢锭的试验结果如下：[S]≤0.002%，[P]=0.005%，锭身大部分[H]<1ppm，T[O]≈10ppm, [N]<70ppm，满足了超纯净30Cr2Ni4MoV大型钢锭成分要求。此钢锭材料的回火脆性敏感系数J=3.4，优于目前对超纯净30Cr2Ni4MoV大型钢锭材料的要求(J<10)。 2) 研究了12Cr2Mo1大型钢锭沉积锥处大型夹杂物问题。研究发现钢锭顶部包裹浮渣的凝固薄层熔化以及下落，是形成沉积锥处大型夹杂物的主要原因；通过改善钢锭顶部热条件以及控制包中残留钢水高度，可以解决沉积锥处大型夹杂物问题。 3) 基于高致密大型钢锭的制备，采用大型钢锭热切及大平面冷酸侵蚀技术，对原锭型100t 30Cr2Ni4MoV大型钢锭进行低倍检验。结果表明：钢锭心部存在严重的缩孔疏松缺陷。据此开发了多梯度稳态热冒口，并利用本课题组开发的有效判据G/R0.5＜2.5 ℃· s0.5·mm-1.5，研究不同冒口保温设计对心部缩孔疏松的影响，最终实现了新锭型100t 30Cr2Ni4MoV高致密钢锭的制备。其中，第三支钢锭经超声检测，锭身未发现超过Φ3mm当量孔洞缺陷。 4) 基于低偏析大型钢锭的制备，测定了三支100t 30Cr2Ni4MoV试验钢锭的成分分布，系统研究纯净化对钢锭宏观偏析的影响。通过纯净化控制，可以获得低偏析大型钢锭，钢锭锭身碳成分波动范围为±0.02wt%，没有发现A、V型偏析。 5) 运用连续介质模型，用Fe-C-Si-Mo四元系进行30Cr2Ni4MoV成分偏析模拟，研究了元素Si、Mo以及冒口保温对宏观偏析的影响。Si增加正偏析、Mo减轻正偏析；当冒口保温不会大幅度增加二次枝晶间距时，冒口保温有利于析出的溶质进入冒口，降低锭身正偏析；当冒口保温使锭身二次枝晶间距大幅度增加时，锭身溶质析出加剧，锭身上部正偏析增加。 6) 研究了吹氩及纯净化对钢锭中A型偏析的影响。吹氩能够使钢液中形成大量游离的晶核，细化晶粒，抑制溶质富集、流动，从而减轻或消除A型偏析。氧化物具有聚集杂质元素的能力，是A偏析形成的源。钢水纯净化能够使钢水中氧化物含量减少，且尺寸变小，分布更加均匀。由于氧化物能够作为MnS形成的核心，钢的纯净化有利于减少氧化物核心，抑制硫化物团簇在A偏析区富集并最终减轻A型偏析。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64436]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘宏伟. 大型合金钢锭内部质量控制[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论