原位统计分布分析特征参数与钢铁工艺及材料性能的相关性研究
原位统计分布分析技术是由我国科学家首创的一项新技术，旨在运用统计特征参数全面表征材料性能与质量。前期的研究集中在火花源原位统计分布分析仪器的研制、原位统计方法的建立以及夹杂物原位统计分析方法研究等方面，而关于原位统计分布分析特征参数与钢铁材料性能及工艺的相关性的系统研究尚属空白。 本文以定量表征钢铁材料成分及性能的均匀性为目标，在建立了原位统计分布分析特征参数的基础上，重点研究原位统计分布分析特征参数与硫印评级、材料性能(硬度)以及连铸冶金工艺控制参数的相关性，为材料科学和冶金新工艺研究提供分析测试技术的支撑。 在原位统计分布分析特征参数与硫印评级相关性研究方面，重点考察了连铸连轧低碳钢铸坯和不锈钢坯的最大偏析度、统计偏析度、统计均匀度等原位统计分布分析特征参数与硫印评级的相关性。实验结果表明统计偏析度不受区间限制，不受个别点的影响，与传统的硫印评级对应性更好。统计偏析度和硫印评级存在定量转换关系，定量转换公式符合对数关系式：Y=ALnX+K，其中Y为硫印评级数，X为统计偏析度，A、K为与钢种相关的常数。该结论将推动原位统计分析技术直接应用于冶会现场的产品质量控制。 在原位统计分布分析特征参数与冶金工艺控制参数的相关性研究方面，以薄板坯连铸连轧工艺参数优化为目标，重点考察了拉速、过热度、软压下等工艺参数的变化对连铸板坯的各元素原位统计分布参数的影响。实验结果表明：低拉速工艺有助于减轻C、Mn、P等元素的偏析，而Si、S等元素则相反；低过热度可明显减轻C、P、S元素的偏析，而Mn、Si元素分布对钢水浇注温度不敏感；动态软压下会使样品C、Mn、P、S等元素的“带状”中心偏析得到不同程度的减轻，但是动态软压下不能根本改善偏析状况，只是将集中的“带状”偏析分散成“点状”偏析。上述结论为薄板坯连铸连轧新工艺研究提供了分析测试技术支撑。 在原位统计分布分析特征参数与材料硬度的相关性研究方面进行了初步探讨，在成功研制快速扫描测定大尺度截面上硬度分布的硬度分布测量仪的基础上，考察了中低合金钢中各元素成分对硬度的影响，并以硬度分布的形式指示材料的偏析和疏松的状况。该研究结论意义在于当获得大尺度截面各元素成分分布图后，将可预测材料的本文的创新点表现在：1)首次归纳总结统计偏析度和硫印评级存在定量转换关系，定量转换公式符合对数关系式；2)首次将原位统计分布分析技术拓展到力学测试领域，提出硬度分布测量分析技术；3)首次考察了拉速、过热度、软压下等工艺参数的变化对连铸板坯的各元素原位统计分布参数的影响。
- 作者：
- 陈吉文
- 学位授予单位：
- 钢铁研究总院
- 专业名称：
- 冶金物理化学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 王海舟；贾云海
- 中图分类号：
- TF777.7
- 关键词：
- 原位统计分布分析技术；统计偏析度；硫印评级；硬度分布分析；薄板坯连铸连轧
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