金屬材料類項(xiàng)目結(jié)題答辯ppt模板

1、控冷過程中高碳硬線用鋼控冷過程中高碳硬線用鋼 表面脫碳與氧化研究表面脫碳與氧化研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： ？ ？項(xiàng)目承擔(dān)單位：項(xiàng)目承擔(dān)單位： ？項(xiàng)目來源：項(xiàng)目來源： ？2014年？月？日主要內(nèi)容主要內(nèi)容課題的背景、研究目的及意義課題的背景、研究目的及意義1研究材料與方案研究材料與方案2冷卻工藝對氧化層厚度的影響冷卻工藝對氧化層厚度的影響42加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響3結(jié)論、項(xiàng)目成果與創(chuàng)新點(diǎn)結(jié)論、項(xiàng)目成果與創(chuàng)新點(diǎn)51. 課題背景、研究目的及意義課題背景、研究目的及意義3 課題背景課題背景通常把優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼種含碳量0.45%的中高碳鋼軋制的線材稱為硬線。硬

2、線主要是供給金屬制品行業(yè)的原料，廣泛用于加工低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線、輪胎鋼絲及鋼簾線、中高強(qiáng)度的緊固件等。硬線成品硬線成品鋼絞線鋼絞線1. 課題背景、研究目的及意義課題背景、研究目的及意義4 存在的問題之一：表面脫碳存在的問題之一：表面脫碳硬線的表面脫碳是影響硬線成品的表面質(zhì)量的主要因素之一，必須在生產(chǎn)中加以特別的控制。表面脫碳是鋼加熱時(shí)表面碳含量降低的現(xiàn)象。線材硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性等明顯下降，造成鋼簾線、鋼絞線、鋼絲繩等使用壽命明顯降低。通常認(rèn)為碳含量越高，硬線脫碳層深度越大。然而生產(chǎn)實(shí)踐表明并非如此。有關(guān)兩相區(qū)對硬線脫碳層深度及結(jié)構(gòu)影響的研究較不完善；此外，加熱溫度對

3、脫碳層深度及結(jié)構(gòu)的影響也有待進(jìn)一步研究。1. 課題背景、研究目的及意義課題背景、研究目的及意義5 存在的問題之二：表面氧化存在的問題之二：表面氧化鋼材與氧發(fā)生反應(yīng)，生成的化合物稱為氧化鐵皮，其質(zhì)地硬而脆， 后續(xù)拉拔時(shí)易導(dǎo)致鋼絲表面的損傷和加劇模具的磨損增加后續(xù)處理步驟（如酸洗），降低金屬收得率，并引起環(huán)境污染。目前為止，關(guān)于加熱及軋制過程中高碳硬線的氧化行為的相關(guān)研究做得較為透徹，在控制軋制和組織性能控制方面已取得了較顯著的成果。然而，在軋后控冷過程中，高碳硬線仍會(huì)繼續(xù)發(fā)生氧化行為。而對此相關(guān)研究進(jìn)行得較少，較為理論和系統(tǒng)的研究少見于報(bào)道。北京科技大學(xué)University of Science

4、 and Technology Beijing 1. 課題背景、研究目的及意義課題背景、研究目的及意義6 研究目的：研究目的：探究加熱溫度及碳含量對硬線脫碳層厚度及結(jié)構(gòu)的影響，以及高碳硬線軋后控制冷卻過程中工藝參數(shù)（吐絲溫度、風(fēng)冷冷速等）對線材表面氧化層厚度的影響，進(jìn)而為線材生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。 研究意義：研究意義：為制定合理的軋后冷卻工藝提供依據(jù)，從而有效控制軋后線材的表面脫碳，提升產(chǎn)品表面質(zhì)量。減小表面氧化鐵皮厚度，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，以提高金屬收得率，縮短酸洗時(shí)間，減少酸耗，甚至可以用機(jī)械除鱗取代酸洗，根除環(huán)境污染。對軸承鋼、彈簧鋼和模具鋼等中高碳鋼表面脫碳與氧化的研究與控制，具有普遍的適用價(jià)值。

5、2. 研究材料與方案研究材料與方案7 脫碳實(shí)驗(yàn)脫碳實(shí)驗(yàn) 脫碳實(shí)驗(yàn)研究了60、70與82B鋼的加熱過程脫碳行為。采用箱式電阻爐分別加熱3個(gè)鋼種的試樣到不同溫度（650、700、750、800、850、900），加熱時(shí)間為90min，出爐后空冷。脫碳實(shí)驗(yàn)后，將試樣進(jìn)行打磨、拋光和浸蝕，采用光學(xué)金相顯微鏡觀察脫碳層形貌，并測定脫碳層深度。鋼種鋼種CSiMnSPCrNi600.570.650.170.370.500.800.0350.0350.250.30700.670.750.170.370.500.800.0350.0350.250.3082B0.790.860.170.370.500.800.0

6、350.0350.250.30 試驗(yàn)鋼化學(xué)成分試驗(yàn)鋼化學(xué)成分8 氧化實(shí)驗(yàn)氧化實(shí)驗(yàn)氧化實(shí)驗(yàn)針對70鋼6.5mm硬線，采用工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究控制冷卻參數(shù)（吐絲溫度、相變后冷卻工藝）對70鋼氧化鐵皮厚度的影響，工業(yè)實(shí)驗(yàn)方案采用4組冷卻工藝，如下表所示。編號(hào)編號(hào)風(fēng)冷工藝風(fēng)冷工藝G1吐絲890，15#風(fēng)機(jī)開100%，614#風(fēng)機(jī)開50%，保溫罩全開G2吐絲850，15#風(fēng)機(jī)開100%，614#風(fēng)機(jī)開50%，保溫罩全開G3吐絲890，15#風(fēng)機(jī)開100%，614#風(fēng)機(jī)關(guān)，保溫罩全開G4吐絲890，15#風(fēng)機(jī)開100%，612#風(fēng)機(jī)開30%，1314#風(fēng)機(jī)關(guān)，保溫罩全開70鋼鋼6.5mm硬線試軋工藝要點(diǎn)硬線試軋工

7、藝要點(diǎn)2. 研究材料與方案研究材料與方案2. 研究材料與方案研究材料與方案9 工業(yè)實(shí)驗(yàn)的冷卻曲線工業(yè)實(shí)驗(yàn)的冷卻曲線 實(shí)測斯太爾摩風(fēng)冷曲線實(shí)測斯太爾摩風(fēng)冷曲線10 脫碳層厚度及結(jié)構(gòu)的影響因素脫碳層厚度及結(jié)構(gòu)的影響因素加熱溫度對硬線脫碳的影響碳含量對硬線脫碳的影響a. 碳含量對單相區(qū)脫碳的影響b. 碳含量對+兩相區(qū)脫碳的影響 3. 加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響11 加熱溫度對硬線脫碳的影響加熱溫度對硬線脫碳的影響 60鋼在不同溫度（650、700、750、800、850、900），加熱時(shí)間為90min，出爐后空冷至室溫。其脫碳層形貌光學(xué)金相見圖。不同溫度加熱不同

8、溫度加熱90min90min下下6060鋼脫碳層形貌光學(xué)金相鋼脫碳層形貌光學(xué)金相650 700 750 800 850 900 3. 加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響12從上圖中可以看出：加熱溫度為650時(shí)，由于溫度較低，表面無明顯脫碳發(fā)生。當(dāng)溫度為700、750和800時(shí)，表面為全脫碳層+部分脫碳層。并且隨著溫度的升高，全脫碳層深度逐漸減小。隨著溫度繼續(xù)升高，當(dāng)加熱溫度為850和900時(shí)，脫碳層形貌為部分脫碳。結(jié)果表明：結(jié)果表明：60鋼存在一個(gè)發(fā)生全脫碳的敏感溫度區(qū)間700-800，在700時(shí)全脫碳達(dá)到最大值75m，并且隨著溫度的升高，全脫碳深度降低。這與我們

9、通常的認(rèn)識(shí)是不一致的。 3. 加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響13 碳含量對碳含量對單相區(qū)脫碳的影響單相區(qū)脫碳的影響不同碳含量硬線900加熱90min脫碳層形貌光學(xué)金相如圖所示。從圖中可見看出，三種硬線60、70和82B，脫碳層均為部分脫碳，并且隨著碳含量的增加，脫碳層深度逐漸增大。900時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼處于單相區(qū)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處于單相區(qū)時(shí)，硬線發(fā)生部分脫碳，且脫碳層深度隨碳含量的升高而增大。60鋼鋼70鋼鋼82B鋼鋼不同碳含量硬線不同碳含量硬線900加熱加熱90min脫碳層形貌光學(xué)金相脫碳層形貌光學(xué)金相 3. 加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線

10、脫碳的影響14 碳含量對碳含量對+兩相區(qū)脫碳的影響兩相區(qū)脫碳的影響加熱到60和82B脫碳層均以全脫碳為主，而70鋼無表面脫碳。700時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼處于+兩相區(qū)。因此，處于+兩相區(qū)時(shí)，硬線主要發(fā)生全脫碳，且隨著碳含量的增加，全脫碳層深度先減小后增大。60鋼鋼70鋼鋼82B鋼鋼不同碳含量硬線不同碳含量硬線700700加熱加熱90min90min脫碳層形貌光學(xué)金相脫碳層形貌光學(xué)金相 3. 加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響加熱溫度及碳含量對硬線脫碳的影響15 吐絲溫度的影響吐絲溫度的影響對氧化層厚度的影響對氧化層厚度的影響對于相變后冷卻工藝相同（15#風(fēng)機(jī)開100%，614#風(fēng)機(jī)開50%，保溫罩全開），而

11、吐絲溫度不同（890、850）的試軋?jiān)嚇樱趸瘜庸鈱W(xué)SEM金相如圖所示。由圖可見，吐絲溫度為890時(shí)，氧化層厚度為7.5m；吐絲溫度降低到850時(shí)，氧化層厚度降低為4.5m，減少了40%?？梢?，降低吐絲溫度，可以有效減少表面氧化。8508904. 冷卻工藝對氧化層厚度的影響冷卻工藝對氧化層厚度的影響不同吐絲溫度硬線不同吐絲溫度硬線氧化層光學(xué)氧化層光學(xué)SEMSEM金相金相16 相變后冷卻工藝的影響相變后冷卻工藝的影響對氧化層厚度的影響對氧化層厚度的影響對于吐絲溫度相同（890），而相變后冷卻工藝不同（而相變后冷卻工藝不同（614#風(fēng)機(jī)開50%，保溫罩全開；614#風(fēng)機(jī)關(guān)，保溫罩全開；612#風(fēng)機(jī)

12、開30%，1314#風(fēng)機(jī)關(guān)，保溫罩全開）的試軋?jiān)嚇?，氧化層光學(xué)SEM金相如圖所示。由圖可見，對比614#風(fēng)機(jī)關(guān)，612#風(fēng)機(jī)開30%能夠?qū)⒀趸瘜雍穸扔?1.0m降至8.0m，降幅達(dá)27%。繼續(xù)加大冷卻，氧化厚度降低較少。G3工藝工藝G4工藝工藝G1工藝工藝不同相變后冷卻工藝硬線不同相變后冷卻工藝硬線氧化層光學(xué)氧化層光學(xué)SEMSEM金相金相4. 冷卻工藝對氧化層厚度的影響冷卻工藝對氧化層厚度的影響17 結(jié)論結(jié)論（1）60鋼存在一個(gè)發(fā)生全脫碳的敏感溫度區(qū)間700-800，在700時(shí)全脫碳達(dá)到最大值75m，并且隨著溫度的升高，全脫碳深度降低。結(jié)果證明完全脫碳產(chǎn)生的溫度區(qū)間與Fe-Fe3C相圖上+兩相

13、區(qū)溫度區(qū)間基本一致。（2）碳含量對硬線脫碳有明顯影響：處于單相區(qū)時(shí)，發(fā)生部分脫碳，且脫碳層深度隨碳含量的升高而增大；處于+兩相區(qū)時(shí)，硬線主要發(fā)生全脫碳，且隨著碳含量的增加，全脫碳層深度先減小后增大。（3）軋后冷卻工藝可以顯著影響70鋼盤條氧化層的厚度。相同的風(fēng)冷條件下，吐絲溫度由890降低到850，氧化層厚度減少40%；控制相變結(jié)束后至集卷段平均冷卻速度由2.6/s升至4.2/s，集卷溫度由475降為385，就能達(dá)到顯著降低氧化層厚度的目的。5. 結(jié)論、項(xiàng)目成果及創(chuàng)新點(diǎn)結(jié)論、項(xiàng)目成果及創(chuàng)新點(diǎn)18 項(xiàng)目成果項(xiàng)目成果研究了軋后冷卻工藝對70鋼硬線氧化鐵皮厚度的影響，制定了相應(yīng)冷卻工藝參數(shù)；研究不同因素對不同含量硬線脫碳層深度及結(jié)構(gòu)的影響，明確了脫碳層的控制策略；在期刊“武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)”上發(fā)表科技論文一篇