文档介绍：金属工艺学大作业
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2011年12月24日
1 材料的化学成分表、力学性能:
Q235-B(镇定钢在冶炼的后期用锰铁,硅铁和铝进行了充分的脱氧,钢水在锭模内平静的凝固,它的化学成分均匀,组织致密,质量高,但有缩孔;Q235B 须作室温冲击试验,用V型缺口试样)
化学成分: 组成元素比例(%):碳C:~;锰Mn:~;磷P:≤;硫S:≤;硅Si:≤;
力学性能:屈服极限~235Mpa;强度极限~380Mpa;
塑性指标:断面收缩率25%~30%;伸长率~60%;
2 画出该成分材料在Fe-C平衡相图中的位置,并描述在缓慢冷却条件下,该成分材料的结晶过程和室温组织:
材料在Fe-C平衡相图中的位置
缓慢冷却条件下,该成分材料的结晶过程和室温组织分析:
Q235-B属于亚共析钢,合金冷却时,温度冷却到I点后,开始从金属液中结晶出奥氏
体,奥氏体的数量随着温度的降低而逐渐增多。
湿度降到2点,金属液全部凝固,在2—3点之间
是单一奥氏体的冷却。温度陈到3点后(在GS线
上),从奥氏体中结晶出铁素体。温度降到4点,
剩余的奥氏体在恒温下转变成珠光体。4点以下
不;再发生组织变化。所以亚共析钢在室温的的平衡组织由铁素体和珠光体组成。
室温组织分析: 铁素体和珠光体组成。
3 加工工艺过程:
从冶炼出来的钢水进行连续铸轧造(熔炼、浇铸温度、连续铸造、铸坯)
熔炼过程:转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。
    当磷于硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入,那就是低吹转炉。
钢铁的冶炼是在熔化的状态下,对其由在成分含量进行提纯和调整的过程。通过对炉内钢水进行控制温度、排除杂质、调整成分等过程的操作,使之达到冶炼所需要的范围。在达到这个范围时,方可出钢进行浇注.
钢水浇注中,冷却凝固的过程,也是影响钢铁产品内在质量的重要环节,浇注时,冷却速度直接决定了钢铁材料的内在纯净程度。钢水的凝固过程也是杂质再次上浮排除的过程。如果凝固时间短,钢水中杂质得不到充分上浮而滞留在钢基体中,必然会降低钢材内在质量而影响性能。杂质含量过多则会聚集在钢铁材料的晶界处,可明显降低钢材的强度和韧性。因此,排除钢水中的杂质是冶炼和浇注过程的重要任务之一。
调整成分是通过冶炼中的操作,使钢水中的合金元素达到标准要求的范围,保证钢材力学性能的重要步骤。
:一般情况下,浇铸温度越高,合金的流动性越好,易获得形状完整、轮廓清晰的铸件。但浇铸温度越高,合金的液态收缩越大,易出现缩孔和缩松。为保证铸件质量,应在保证合金流动性的前提下,尽可能地降低浇铸温度。
所谓“高温出炉,低温浇铸”,指的是,合金液出炉后,放置一段时间,等温度降低到一定温度,再进行浇铸。碳素铸钢的浇铸温度一般是 1610℃
连续铸造:
连续铸钢技术
连续铸钢是将钢水连续注入水冷结晶器,待钢水凝成硬壳后从结晶器出口连续拉出或送比,经喷水冷却,全部凝固后切成坯料或直送轧制工序的铸造坯料,称为连续铸坯。(1)钢水在结晶器内得到迅速而均匀的冷却凝固,形成较厚的细晶表面凝固层,无充分时间生成柱状晶区;(2)连续浇铸可避免形成缩孔或空洞,无铸锭之头尾剪切损失,使金属收得率大为提高;(3)整灌钢水的连铸自始至终的冷却凝固时间接近,连铸坯纵向成分偏差可控制在10%以内,远比模铸钢锭为好,(4)在塑性加工时为消除铸态组织所需的压缩比也可以相对减小,铸坯的组织致密,有良好的机械性能。
连铸和轧钢:
,板坯连