添加ti改性热作模具钢的实验室熔炼制度优化(附件)【字数：11301】
本课题主要研究通过控制炉渣成分，冶炼温度等变量来炼制含Ti合金钢，并通过显微组织观察，成分分析等来确定含Ti热作模具钢的最佳实验室冶炼条件。结果表明(1) 渣系理论计算两组渣系并没有太大的脱磷效果的区别，但是经过夹杂物组织分析发现，B组渣系（50%BaO，20%CaO，10%Fe2O3，10% Al2O3，10%CaF2）的脱磷效果要优于A组渣系(40%BaO，30%CaO，10%Fe2O3，10% Al2O3，10%CaF2)。(2) 冶炼温度温度低于1600℃（1873K）时，脱磷效果随着冶炼温度提高而提高；但当温度超过1600℃时，随着冶炼温度的提高，脱磷效果反而有所降低。温度在1600℃获得最高脱磷率为43.9%。并且当温度在1600℃时，钢中的偏析和夹杂物也较少。在其他条件不变的情况下，冶炼温度越高，钢的维氏硬度值越低。关键词含Ti热作模具钢；冶炼温度；炉渣组成；钢锭成分；脱磷
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2目前国内外热作模具钢的研究情况 1
1.2.1国内热作模具钢的研究情况 1
1.2.2国外热作模具钢的研究情况 2
1.3热作模具钢的工厂及实验室冶炼 2
1.4实验室中频感应炉的介绍 2
1.4.1中频感应炉的工作原理 3
1.4.2中频感应炉的优点 3
1.5 炉渣的选择 4
1.5.1 CaOAl2O3渣系 4
1.5.2 CaOCaF2渣系 5
1.5.3 CaOAl2O3CaF2渣系 5
1.6 钢的脱磷 5
1.6.1脱磷理论 6
1.6.2影响脱磷反应的因素分析 7
1.7钢的脱硫 7
1.7.1影响脱硫反应的因素分析 8
1.7.2 RH炉脱硫 8
1.7.3 LF精炼脱硫 9
1.8 钢的脱氧 9
1.8.1钢中氧的危害 9
1.8.2脱氧方式 9
1.8.3主要的脱氧剂以及脱氧能力 10
1.8.3脱氧元素以及合金元素的加入原则 10
1.9本课题 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
主要研究内容 10
第二章 理论计算 12
2.1 配料计算 12
2.2 渣系配置 12
2.3钢的熔点计算 13
2.4 磷容 14
2.5光学碱度 14
2.6钢液中主要元素的活度计算 15
2.6.1碳活度计算 15
2.6.2磷活度计算 16
2.7 脱磷计算 16
第三章 模具钢熔炼实验 18
3.1 炉衬的砌筑工作 18
3.1.1旧炉衬的去除 18
3.1.2新炉衬的砌造 18
3.3炉衬的烘干 19
3.4熔炼 20
3.5精炼 20
3.6 浇铸 21
3.7金相制备 21
第四章 实验结果分析及熔炼制度优化 23
4.1维氏硬度 23
4.2 成分分析 24
4.3 蔡司显微镜组织分析 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1 引言
热作模具钢的使用：热作模具钢在生活中的用处十分广泛，是工业生产的重要工业设备材料，热作模具钢在轻工业、汽车业、电子业、通讯业、机械业、军工业等方面发挥着举足轻重的作用，如果没有模具这些领域就很难发展。因此，生产高精度、高寿命的模具引起了各界的高度重视。 相比较我国的模具发展起步晚，速度慢的特点，日本和美国的模具发展迅速而具有创新，但是热作模具钢的普遍问题：寿命短，成本高，（比如传统的热作模具钢如、5CrNiMo，5CrMnMo等[1]），等问题依旧存在，这些模具钢虽然高温下具有较好的机械性能,但是一旦服役温度超过600℃后,模具易产生如热磨损、冷热疲劳和堆塌的现象,尤其是模具上那些在工作中热量相对集中且不易散发的部位更是容易发生一系列的问题,正是这些问题导致了模具钢寿命不高的特点。尽管热处理能够解决部分问题，但是从本质上讲还是熔炼制度决定了热作模具钢的基本性能。
1.2目前国内外热作模具钢的研究情况
1.2.1国内热作模具钢的研究情况
早期我国在上个世纪的50年代年开展了高周疲劳和热疲劳研究，在七十年代后期又开展了高温低周疲劳的实验研究，其中研究的重点就是耐热钢和高温合金。并于 1984 年起开始召开全国热疲劳的学术会议，深入研究了热疲劳的机理。目前国内部分高校目前所研究的以Si、Cr、Ni、Mo、W、V等元素进行合金化,设计出的3个新钢种,即4Cr4MoWV1Si、3Cr4MoZWVSi、25Cr4MOZWVSi,部分提高了铸造热锻模具钢的抗热疲劳性、耐磨性、强韧性以及淬透性、抗氧化性，也相应的提高了常高温下的机械性能[2]。而河南科技大学[4]采用稀土复合变质方法使得钢的冲击韧性、抗拉强度等力学性能得到了提高,热疲劳性能也得到了改善。吉林大学通过优化合金成分设计、孕育和变质处理、强韧化热处理等方法也略微提高了强度及硬度,冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高一倍左右,断裂韧性和抗热疲劳性能也有明显改善。
1.2.2国外热作模具钢的研究情况
从上个世纪50,60年代起，日，美，德等国相继开始研究并发表了许多关于热疲劳的研究进展[3]。国外某些钢厂通过合理的成分配比，通过选精料、真空冶炼及重熔、最优化扩散退火、组织处理和特殊退火处理开发的新型热作模具钢具有更加优良的抗热疲劳、抗热冲击和抗热磨损性能，具有更长的使用寿命。德国还推出了含钼量达到 5％和 9％的优质模具钢 GS885 和 GS999，具有更高的高温红硬性。此外日本通过在成分设计上的优化，加上合理的精炼工艺（真空纯净化和高温均匀化），推出了DH31S 钢，使得钢在具有较强的高温性能的同时，还具有较高的韧性。
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2目前国内外热作模具钢的研究情况 1
1.2.1国内热作模具钢的研究情况 1
1.2.2国外热作模具钢的研究情况 2
1.3热作模具钢的工厂及实验室冶炼 2
1.4实验室中频感应炉的介绍 2
1.4.1中频感应炉的工作原理 3
1.4.2中频感应炉的优点 3
1.5 炉渣的选择 4
1.5.1 CaOAl2O3渣系 4
1.5.2 CaOCaF2渣系 5
1.5.3 CaOAl2O3CaF2渣系 5
1.6 钢的脱磷 5
1.6.1脱磷理论 6
1.6.2影响脱磷反应的因素分析 7
1.7钢的脱硫 7
1.7.1影响脱硫反应的因素分析 8
1.7.2 RH炉脱硫 8
1.7.3 LF精炼脱硫 9
1.8 钢的脱氧 9
1.8.1钢中氧的危害 9
1.8.2脱氧方式 9
1.8.3主要的脱氧剂以及脱氧能力 10
1.8.3脱氧元素以及合金元素的加入原则 10
1.9本课题 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
主要研究内容 10
第二章 理论计算 12
2.1 配料计算 12
2.2 渣系配置 12
2.3钢的熔点计算 13
2.4 磷容 14
2.5光学碱度 14
2.6钢液中主要元素的活度计算 15
2.6.1碳活度计算 15
2.6.2磷活度计算 16
2.7 脱磷计算 16
第三章 模具钢熔炼实验 18
3.1 炉衬的砌筑工作 18
3.1.1旧炉衬的去除 18
3.1.2新炉衬的砌造 18
3.3炉衬的烘干 19
3.4熔炼 20
3.5精炼 20
3.6 浇铸 21
3.7金相制备 21
第四章 实验结果分析及熔炼制度优化 23
4.1维氏硬度 23
4.2 成分分析 24
4.3 蔡司显微镜组织分析 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1 引言
热作模具钢的使用：热作模具钢在生活中的用处十分广泛，是工业生产的重要工业设备材料，热作模具钢在轻工业、汽车业、电子业、通讯业、机械业、军工业等方面发挥着举足轻重的作用，如果没有模具这些领域就很难发展。因此，生产高精度、高寿命的模具引起了各界的高度重视。 相比较我国的模具发展起步晚，速度慢的特点，日本和美国的模具发展迅速而具有创新，但是热作模具钢的普遍问题：寿命短，成本高，（比如传统的热作模具钢如、5CrNiMo，5CrMnMo等[1]），等问题依旧存在，这些模具钢虽然高温下具有较好的机械性能,但是一旦服役温度超过600℃后,模具易产生如热磨损、冷热疲劳和堆塌的现象,尤其是模具上那些在工作中热量相对集中且不易散发的部位更是容易发生一系列的问题,正是这些问题导致了模具钢寿命不高的特点。尽管热处理能够解决部分问题，但是从本质上讲还是熔炼制度决定了热作模具钢的基本性能。
1.2目前国内外热作模具钢的研究情况
1.2.1国内热作模具钢的研究情况
早期我国在上个世纪的50年代年开展了高周疲劳和热疲劳研究，在七十年代后期又开展了高温低周疲劳的实验研究，其中研究的重点就是耐热钢和高温合金。并于 1984 年起开始召开全国热疲劳的学术会议，深入研究了热疲劳的机理。目前国内部分高校目前所研究的以Si、Cr、Ni、Mo、W、V等元素进行合金化,设计出的3个新钢种,即4Cr4MoWV1Si、3Cr4MoZWVSi、25Cr4MOZWVSi,部分提高了铸造热锻模具钢的抗热疲劳性、耐磨性、强韧性以及淬透性、抗氧化性，也相应的提高了常高温下的机械性能[2]。而河南科技大学[4]采用稀土复合变质方法使得钢的冲击韧性、抗拉强度等力学性能得到了提高,热疲劳性能也得到了改善。吉林大学通过优化合金成分设计、孕育和变质处理、强韧化热处理等方法也略微提高了强度及硬度,冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高一倍左右,断裂韧性和抗热疲劳性能也有明显改善。
1.2.2国外热作模具钢的研究情况
从上个世纪50,60年代起，日，美，德等国相继开始研究并发表了许多关于热疲劳的研究进展[3]。国外某些钢厂通过合理的成分配比，通过选精料、真空冶炼及重熔、最优化扩散退火、组织处理和特殊退火处理开发的新型热作模具钢具有更加优良的抗热疲劳、抗热冲击和抗热磨损性能，具有更长的使用寿命。德国还推出了含钼量达到 5％和 9％的优质模具钢 GS885 和 GS999，具有更高的高温红硬性。此外日本通过在成分设计上的优化，加上合理的精炼工艺（真空纯净化和高温均匀化），推出了DH31S 钢，使得钢在具有较强的高温性能的同时，还具有较高的韧性。
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