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《上海交通大学》 2011年
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模拟再热及热轧工艺条件下碳钢的氧化行为研究

张健平  
【摘要】:再热及热轧过程是钢铁生产的必须工序,由于高温和氧化气氛的联合作用,钢发生氧化并在表面生成氧化皮。氧化皮的状态(厚度、组成、结构和缺陷)直接决定板坯除鳞性能及热轧产品的最终表面质量。钢中合金元素、再热及热轧工艺参数等直接影响钢的高温氧化行为和表面氧化皮状态。本论文基于热轧碳钢板/卷产品,采用TGA(热重分析天平)、XRD、SEM/EDS等分析技术研究了再热及热轧工艺条件下碳钢的高温氧化行为。 7种热轧碳钢在860℃-1200℃空气中的氧化动力学基本遵循抛物线氧化规律,在较高温度下出现了部分偏离,原因是钢中合金元素参与氧化改变氧化皮/基体界面形态,使得氧化皮发生鼓泡或破裂。氧化温度和时间是影响氧化皮厚度的关键因素。 在1100℃-1200℃温度区间,GL-A32和B610E的氧化动力学分为初始快速氧化和后期近抛物线规律的稳态氧化两个阶段,稳态氧化速率随温度的升高而增加。GL-A32的氧化速率略高于B610E,氧化激活能分别为108.98 kJ/mol和112.36kJ/mol。1200℃以下氧化皮表面呈黑灰色或浅灰色,局部出现鼓泡和麻点,氧化皮易于剥离;1200℃时氧化皮表面相对光滑,呈亮灰色,氧化皮硬度较大。 生产现场再热工艺条件下GL-A32表面氧化皮分析表明:氧化皮的厚度约为2mm,晶粒尺寸约50μm。Si富集于氧化物/基体界面处氧化物晶界的“脊状”突起处,截面分析表明,Si主要分布于近基体氧化皮内和氧化皮与基体界面处,与Si易氧化并与FeO复合生成的铁橄榄石相Fe_2SiO_4的低熔点和液态流动特性有很好的对应关系。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG335.11

【参考文献】
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