《高錳高鋁鋼中溶質元素與非金屬夾雜物控制的基礎研究》是依託北京科技大學，由於會香擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高錳高鋁鋼中溶質元素與非金屬夾雜物控制的基礎研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：於會香
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具有孿晶誘導塑性特點的高錳高鋁鋼因高強度、高塑性的特性不僅在汽車工業有廣闊的套用前景，在機械行業也有重要的價值。但因為錳、鋁含量高等特點，冶煉和澆注的難度很大，已成為國內外關注的熱點，而關於冶金方面的細節和核心技術公開報導的極少。本項目擬對高錳高鋁鋼生產的相關冶金技術進行基礎研究，為該材料的製造工藝提供理論指導。主要工作有：（1）高錳高鋁鋼的熱物性參數的測定，包括液/固相線溫度、熱膨脹係數、粘度、表面張力等；（2）無渣條件下高錳高鋁鋼的成分控制及脫氧規律，包括鋼中的[Al]、[Mn]、[O]、[N]含量，及[O]、[N]含量與[Al]、[Mn]溶質元素的關係；（3）精煉渣-高錳高鋁鋼之間反應對爐渣、鋼液組元及非金屬夾雜物的影響，因素包括渣/鋼反應時間、鋼中溶質元素含量和爐渣組成。掌握高錳高鋁鋼中溶質元素含量及相互關係，渣/鋼反應對爐渣和鋼液組元的影響規律，鋼中的夾雜物及影響因素等。
結題摘要
具有孿晶誘導塑性特點的高錳高鋁鋼因高強度、高塑性的特性不僅在汽車工業有廣闊的套用前景，在機械行業也有重要的價值。但因為錳、鋁含量高等特點，冶煉和澆注的難度很大，而關於該鋼種冶金方面的細節和核心技術公開報導的極少。本項目通過熱力學計算和實驗的方法系統開展了以下研究內容：(1)高錳高鋁鋼的熱物性參數，如液固相線溫度、密度、導熱係數等；(2)精煉用CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元渣系、CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO五元渣系的冶金特性；(3) 高[Mn]、[Al]含量的Fe-Mn系、Fe-Mn-Al系的製備及鋼中溶質元素的平衡關係；(4) CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系與高錳鋼的平衡反應。結果表明：(1) 與常規鋼種相比，高錳鋼的液、固相線溫度和導熱係數較低，且隨著鋼中[Mn]、[C]溶質元素含量的增加而進一步降低。(2) 適用於高錳鋼精煉的爐渣組成位於CaO-SiO2-Al2O3-8%MgO-5%MnO相圖的中部位置，隨渣中MnO含量的增加，液相區域的面積增大；渣中Al2O3含量對精煉渣冶金特性有很大影響。(3) 1873K下，隨著鋼中[Al]含量增加，Fe-10Mn-xAl的[O]含量呈先降低後增加的趨勢；一定溫度下，對於Fe-Mn-Al-N體系和Fe-Mn-C-Al-N體系，當鋼中[%N]•[%Al]超過一定數值時，將會析出AlN；當溫度和鋼中[Al]含量一定時，鋼中[Mn]含量越低，[C]含量越高，AlN析出越容易。(4) 1873K和高純Ar保護氣氛下，CaO-SiO2-Al2O3-MgO精煉渣（B=4，Al2O3=20%）與高錳鋼（Mn=9%, 19%）反應平衡後，渣中MnO含量在1%左右；鋼中夾雜物主要為類球狀、微米級的Al2O3-MgO-SiO2-CaO-MnO系；鋼中的合金含量和爐渣組成對渣/鋼反應有很大影響。以上研究結果初步掌握了高錳高鋁鋼的冶金特性，為該鋼種的冶煉生產，如冶煉溫度、精煉渣系、澆鑄溫度和拉速等方面的確定提供了理論依據和數據支撐。
