鑭對(duì)高碳合金工具鋼高溫氧化的影響.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：鑭對(duì)高碳合金工具鋼高溫氧化的影響英文題目英文題目：Effectoflanthanumonoxidationofhighcarbonalloytoolsteelathightemperature學(xué)位類學(xué)位類別：工程碩士研究生姓研究生姓名：江夢(mèng)清學(xué)號(hào)學(xué)號(hào):2015022271學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：動(dòng)力工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：陳偉鵬職稱職稱：副教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職稱：職稱：2017年

2、6月4日分類號(hào)：分類號(hào)：TG142.1密級(jí)：級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：10127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要鋼在工廠高溫加工的過(guò)程中無(wú)可避免的會(huì)發(fā)生氧化腐蝕和表面脫碳現(xiàn)象，在氧化鐵皮大量生成情況下，不僅浪費(fèi)掉了鋼材，造成資源的損耗，附帶地使鋼的性能品質(zhì)下降，同時(shí)也產(chǎn)生清理氧化層處理的過(guò)程，造成了大量人力物力的浪費(fèi)，影響了鋼鐵材料生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。所以探究出添加稀土在鋼中的作用機(jī)理和存在形式，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活中減少材料資金浪

3、費(fèi)有重大的意義。本文采用增重法研究了添加稀土鑭對(duì)高碳合金工具鋼氧化的影響。試驗(yàn)樣品為未添加稀土與添加了0.004%稀土鑭的高碳合金工具鋼，具體操作是在立式管式爐里通入氮?dú)獗Ｗo(hù)后放入實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的試樣加熱到指定溫度，到達(dá)指定溫度后按N:O=8:2通入氣體進(jìn)行高溫氧化實(shí)驗(yàn)，氧化溫度分別為900℃、1000℃、1100℃和1200℃，氧化時(shí)間分別為30min、180min和12h。分析比較高碳合金工具鋼的化學(xué)成分、加熱溫度、保溫時(shí)間等各個(gè)因素對(duì)高

4、碳合金工具鋼高溫氧化的影響，主要研究未添加稀土與添加了0.004%稀土鑭的高碳合金工具鋼的氧化動(dòng)力學(xué)曲線規(guī)律。利用掃描電子顯微鏡觀察氧化后樣品的氧化膜形貌，通過(guò)觀察氧化膜表面與氧化層斷面的形貌，分析氧化層結(jié)構(gòu)以及其分層情況。結(jié)果表明：在N:O=8:2氣氛下，氧化溫度為900℃、1000℃和1100℃時(shí)恒溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線均符合拋物線型規(guī)律，此時(shí)氧化膜具有保護(hù)性。氧化180min時(shí)添加稀土鑭的高碳合金工具鋼的氧化反應(yīng)激活能比未添加稀土鑭的高

5、碳合金工具鋼提高了23%，同時(shí)其氧化速率常數(shù)降低了。當(dāng)氧化溫度為1200℃時(shí)，前60min高碳合金工具鋼氧化動(dòng)力學(xué)呈直線型，此時(shí)反應(yīng)速率受到界面控制，稀土鑭的加入并沒(méi)有提高高碳合金工具鋼的抗高溫氧化性，然而氧化時(shí)間超過(guò)60min以后，高碳合金工具鋼氧化動(dòng)力學(xué)遵循拋物線規(guī)律，氧化膜具有保護(hù)作用，這時(shí)反應(yīng)速率受擴(kuò)散控制。添加稀土鑭增加了氧化膜與高碳合金工具鋼基體之間的接觸面積，其氧化膜的粘附性更強(qiáng)，氧化層更加堅(jiān)固。稀土鑭的加入細(xì)化了氧化膜的