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鋼中的非金屬夾雜物對鑄鋼件質量和性能的影響

發布者:山東五子星   發布時間:2020-05-07 15:03

鋼中的非金屬夾雜物對鑄鋼件質量和性能的影響,不僅威頁手夾雜物數量的多少,而且與夾雜物的類型、形狀、大小、變形行為和分布情況有著密切的關系。大型低碳鋼鑄件,鋼中碳含量低,其冶煉與凝固特性決定了鑄件易形成顯微夾雜、裂紋等缺陷,即使掛舵臂中存在少量的非金屬夾雜物,也足以影響到其機械力學性能。


 
(1)單向拉伸條件下夾雜物及其周圍基體變載荷作用下等效應力場的分布計算,建立了夾雜物微觀力學行為模型
 
依據等體積分數原則,根據物性參數,針對不同形態夾雜物,計算了在單向拉伸條件下的應力分布。同一物性參數條件下,最大應力均發生在與單向拉伸方向垂直的夾雜物和基體的界面處,且最大應發生在夾雜物內。圓形夾雜物內的應力分布較均勻,最大應力相對較小;而五邊形夾雜物內的應力分布最不均勻,最大應力最大。
 
研究了夾雜物方位和間距對應力分布的影響。圓形夾雜物的方位和間距對應力分布影響較小;而當夾雜物的方位與拉力平行,最大應力將發生在正方形夾雜物間的內部。最大應力隨著夾雜物的靠近而快速增加,當兩夾雜距離增大到球徑的兩倍時,間距對最大應力的影響禱減小。
 
(2)開發了專用稀土復合精煉變質劑,改善夾雜物形態與分布
 
根據上述分析結果,為使鋼中夾雜物形態多為細小、球形、彌散分布,減小應力集中對基體的割裂作用,削弱夾雜物的危害,開發了專用稀土復合精煉變質劑,改善夾雜物形態與分布,提高了鑄件力學性能。采用增加晶核核心和阻止夾雜物尖角優先生長的技術思路,通過研究變質劑組元與夾雜物形態的關系,研制出了專用變質劑;以v和Ti作為外來晶核核心,增加晶核數量,細化了晶粒;以稀土元素為表面活性元素在結晶前沿優先生長,使夾雜物鈍化或圓球。
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