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钢水凝固l360n管线管应用热力学

作者:管线管 来源:www.sdcyg.com 点击数: 更新时间:2019年07月11 【字体:

钢水凝固l360n管线管应用热力学

l360n无缝钢管中的钛夹杂是一种有尖锐棱角硬且脆的夹杂物,其棱角极易划伤钢的基体成为裂纹源,对l360n无缝钢管的疲劳寿命有极大影响。为提高l360n无缝钢管的质量,对l360n无缝钢管中钛夹杂进行深入细致的研究,弄清l360n无缝钢管中钛夹杂的形成条件及原因,通过有效手段减小钛夹杂的尺寸及数量十分必要。通过对钢中元素偏析的计算证明了l360n无缝钢管在凝固过程中析出钛夹杂的可能性;通过对l360n无缝钢管中钛夹杂的析出、固溶的热力学及长大过程的动力学的理论计算,分析了l360n无缝钢管中钛夹杂的析出原因及析出规律;通过高温处理实验研究分析了钢中钛夹杂在加热过程前后及不同高温处理条件下钛夹杂的尺寸的变化,反应了钛夹杂的分解和固溶规律;同时通过光学显微镜检测及电子扫描显微镜观测分析了l360n无缝钢管中钛夹杂的形貌及其成分。

研究结果表明:(1)由于钢中的元素在凝固过程中存在偏析行为,即使将钢中的氮和钛的含量控制在较低水平,钛夹杂仍然会在凝固末端析出。(2)计算表明冷却速率的变化对元素的偏析影响不大但是对钛夹杂的最终尺寸有一定影响。(3)l360n无缝钢管钢中氮含量的增加会使钛夹杂的析出时间提前且钛夹杂的尺寸会变大;钛含量的增加只对钛夹杂的析出时间有影响,但对钛夹杂最终尺寸影响不大。(4)氮和钛含量的增加会使Ti(C_x N _(1-x))夹杂的析出温度下降,氮含量的增加会减小x值。(5)铸坯加热温度和保温时间对钛夹杂的固溶行为有较大影响,适当升高固溶处理的温度,延长保温时间可以减少钢中钛夹杂的数量。应用热力学、动力学原理和试验检测方法,研究了帘线钢凝固过程中钛夹杂的析出规律及其性质,钢水成分(C、N、Ti含量)及凝固冷却速率对凝固析出钛夹杂组成和颗粒尺寸的影响铝管以及帘线钢铸坯高温加热过程中钛夹杂分解、固溶和再析出的热力学条件和影响因素。研究表明:1)帘线钢中的Ti(CxN1-x)夹杂在钢水凝固前期就开始析出,而Ti N夹杂在凝固末期才析出。2)帘线钢碳含量越高,钛夹杂析出温度越低,溶质元素的过饱和度越大,钛夹杂析出越早,析出的碳氮化钛(Ti(CxN1-x))夹杂中的x值越高。3)钢水凝固冷却速率对析出钛夹杂的尺寸影响十分显著。钢水初始氮含量越低,析出的钛夹杂尺寸越小,但钢水初始钛含量对析出钛夹杂尺寸影响不大。4)铸坯中的钛夹杂在热加工前的高温加热过程中能发生分解和固溶。帘线钢碳含量对钛夹杂热分解温度影响不大,但钢中氮和钛含量对钛夹杂热分解温度影响很大。钛夹杂分解出的溶质原子通过扩散发生固溶,使小颗粒夹杂溶解消失,较大颗粒夹杂逐渐变小。5)若铸坯在高温加热后缓冷,过饱和的溶质原子会再次析出使钛夹杂长大。铸坯在轧后的快速冷却过程中,因溶质原子过饱和再次析出的钛夹杂没有机会长大。

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