Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Растворимость кислорода в расплавах Fe-Si и контроль оксидных включений в электротехнических, нержавеющих и колесных сталях

Диссертация

Автор: Шибаев, Сергей Сергеевич

Заглавие: Растворимость кислорода в расплавах Fe-Si и контроль оксидных включений в электротехнических, нержавеющих и колесных сталях

Справка об оригинале: Шибаев, Сергей Сергеевич. Растворимость кислорода в расплавах Fe-Si и контроль оксидных включений в электротехнических, нержавеющих и колесных сталях : диссертация ... кандидата технических наук : 15.16.02 Москва, 2006 160 c. : 61 07-5/1060

Физическое описание: 160 стр.

Выходные данные: Москва, 2006






Содержание:

Глава 1 Растворимость кислорода в расплавах Fe-Si, равновесного с SiO2 при 1873 К 811 Методика проведения эксперимента 9111 Плавление и пробоотбор 9112 Пробоподготовка и химический анализ 1112 Результаты и обсуждения 13121 Растворимость кислорода в жидких сплавах Fe-Si 13122 Термодинамическая модель 18Выводы 28Глава 2 Определение форм нахождения кислорода в электротехнических и нержавеющихсталях 2921 Физико-химическое обоснование метода ФГА 3222 Методические аспекты фракционного газового анализа 37221 Описание прибора 37222 Температурная калибровка графитовых нагревателей 41223 Пробоподготовка 4423 Влияние кремния на содержание углерода в расплавах Fe-Si при фракционном газовоманализе 46231 Методика эксперимента 46232 Кинетика растворения углерода в расплавах Fe-Si при ФГА 46233 Фракционный анализ сплавов Fe-Si и образцов АЭТС 4924 Анализ зоны внутреннего окисления образцов АЭТС 5325 Определение форм нахождения кислорода в нержавеющих сталях 61251 Термодинамический расчет и анализ модельных сплавов 61252 Анализ промышленных образцов стали 12Х18Н10Т ' 70Выводы 72Глава 3 Анализ процессов раскисления колесной стали и контроль в ней оксидныхвключений 75311 Неметаллические включения как фактор металлургического качества стали 75312 Влияние оксидных неметаллических включений на усталостные свойства стали 79313 Влияние процесса раскисления на металлургическое качество стали
314 Производство колесной стали на ОАО "ВМЗ" 8832 Физико-химический анализ процессов раскисления колесной стали 9233 Выплавка колесной стали по различным технологиям раскисления 9734 Металлографический анализ включений 10035 Исследование на растровом электронном микроскопе 10236 ФГА образцов колесной стали 10437 Анализ УЗК дефектов на растровом электронном микроскопе 110Выводы

Введение:
АктуальностьПроцессам раскисления расплавов, анализу неметаллических включений иисследованиям их влияния на свойства стали посвящено множество работ. Однако,практически в любой проблеме всегда остаются неразрешенные вопросы, актуальностькоторых со временем не исчезает.Тема металлургического качества металла, получения сталей с заданными свойствамии сегодня является одной из самых важных и обсуждаемых. Настоящая работа посвященаразвитию метода фракционного газового анализа и процессам раскисления стали. Известно,что кремний является основным раскислителем в сталеплавильном производстве привыплавке многих марок сталей, а также важным легирующим элементом вэлектротехнических сталях. Наличие минимума на кривых раскисления былоэкспериментально установлено для больщинства раскислителей, таких как хром, алюминий,титан и др. Для кремния получены весьма противоречивые данные, не позволяющие сделатьоднозначные выводы по данному вопросу. Ноэтому в работе была подробно изучена системаFe-Si-0.В настоящее время количественный анализ оксидных неметаллических включений всталях методом восстановительного плавления при линейном нагреве в потоке газа-носителя(фракционный газовый анализ (ФГА)) находит все более щирокое применение. Принципытермодинамического расчета характеристических температур оксидных включений врасплавах на основе железа для идентификации оксидов по данным ФГА изложены в рядеработ. От правильности и точности измерений и расчета температур зависят результатыидентификации. Как показали последние исследования, метод восстановительногоплавления в потоке газа носителя позволяет дифференцированно определять содержаниекислорода во включениях для сталей, раскисленных алюминием и кремнием. В частности,были раздельно определены силикатные и алюминатные формы кислорода в углеродистыхсталях (например, ШХ-15). Тем не менее, для кремнистых и нержавеющих сталейвозможность вещественного анализа на кислород методом ФГА не исследовалась.Для контроля металлургического качества электротехнических и нержавеющих сталейнеобходимы сведения не только об общем содержании кислорода, но и о его формахнахождения в металле.Сведения о формах кислорода могут помочь определить источники происхождения техили иных оксидных включений, например, являющихся продуктами реакций раскисления, а4также образовавщихся в результате процессов разрушения огнеупоров, эмульгированиясинтетического шлака или вторичного окисления, приводящего к формированию облачныхскоплений оксидных частиц в металле.Однако, если в одних сталях оксидные включения крайне вредны, то в других являются необходимыми. Так, технология производства анизотропной электротехническойстали включает в себя процесс обезуглероживающего отжига холоднокатаной полосы, врезультате которого в приповерхностном слое металла образуется дисперсная оксидная фаза.Такой окисленный слой способствует получению сплошных грунтового иэлектроизоляционного покрытий (ЭИП) на следующих стадиях процесса производства.Установлено, что от толщины и состава зоны внутреннего окисления в большойстепени зависит качество электроизоляционного покрытия. На сегодняшний день несуществует методов, с помощью которых возможен контроль качества окисленного слоя, аметаллографический анализ позволяет приблизительно онределять только его глубину.Поэтому одной из целей настоящей работы являлась разработка метода фракционногоанализа окисленного слоя в анизотропных электротехнических сталях.Цель работы- Определение растворимости кислорода в расплавах Fe-Si во всем концентрационноминтервале при 1873 К посредством прямых измерений и термодинамического расчета.- Развитие метода фракционного газового анализа для определения форм присутствиякислорода в сталях, легированных хромом и кремнием.- Физико-химический анализ и оптимизация технологии раскисления колесной стали.Методы исследованияОксидные включения изучали методами восстановительного плавления в потоке газаносителя на газоанализаторах ТС-436 и ТС-600 фирмы "Leco" (фракционный газовыйанализ), оптической металлографии на микроскопе "Olympus" РМЕ-3, оснащенном цифровойвидеокамерой и анализатором изображения Inclusion Expert фирмы "Leco", и насканирующем электронном микроскопе Carl Zeiss LEO 43 Oi с энергодисперсионньмрентгеновским микроанапизатором. Анализ зоны внутреннего окисления вэлектротехнической анизотропной стали проводили на спектрометре тлеющего разряда SA2000 фирмы "Leco".Практическая ценность работыПромышленные исследования на ОАО "Поволипецкий металлургический комбинат"показали, что разработанная методика фракционного газового анализа позволяет проводитьконтроль окисленного слоя в анизотропной электротехнической стали, а также может бытьиспользовапа для отладки технологии ее производства.При помощи методики OFA проведена оптимизация технологии раскисления колеснойстали на ОАО "Выксунский металлургический завод". Установлено, что причиной дефектовстали по ультразвуковому контролю является вторичное окисление металла при разливке.Апробация работыОсновные результаты работы доложены и обсуждены на: Всероссийской конференциипо аналитической химии "Аналитика России" (Москва, 2004 г.), Сто двадцатой ежегодноймежведомственной Рельсовой комиссии (Магнитогорск, 2004 г.). Конференции молодых6сотрудников и аспирантов Института металлургии и материаловедения им. А.А. БайковаРАН (Москва, 2004, 2005 гг.), I Всероссийском научно-техническом семинаре"Неметаллические включения в рельсовой стали" (Екатеринбург, 2005 г.), VIII КитайскоРусском Симпозиуме по новым материалам и технологиям (Гуанжоу, 2005 г.), IXмеждународном Конгрессе сталеплавильщиков (Старый Оскол, 2006 г.).ПубликацииОсновные материалы диссертации отражены в 10 печатных работах.Структура диссертацииДиссертация состоит из трех глав. В первой главе проведен термодинамический анализпроцессов раскисления железа кремнием. Во второй главе рассмотрены методическиеаспекты фракционного газового анализа и показана возможность его использования дляколичественного определения оксидной фазы в сталях, легированных кремнием и хромом. Втретьей главе нроведен физико-химический анализ технологии раскисления колесной сталии ее оптимизация в условиях ОАО "ВМЗ" при помощи метода ФГА.