含硼半钢冶炼硼钢及性能研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要含硼半钢冶炼硼钢及性能研究摘要含硼生铁是采用高炉火法分离技术对我国辽东地区硼铁矿提取硼时所产生的一种产品。为了能进一步充分利用资源，提升资源价值，本文在前人基础上展开了对含硼生铁直接冶炼硼钢的实验研究。该工艺方法合理利用了含硼生铁中的硼元素和其它元素，对环境影响小，体现了当代人类所追求的资源生态化的社会经济发展模式和发展观，这是本研究的新颖之处。含硼生铁中的硼一般在0．2％～0．5％范围，但硫及硅含量很高(S。0．1％；Si2．O％～2．5％)，是一般炼钢生铁的几倍，而锰、磷的含量并不高(Mn～0．12％；P～O．065％)。根据这一特点，提出了含硼生铁预脱硫、脱硅

2、处理得到含硼半钢，然后以此含硼半钢为原料冶炼硼钢的新工艺。对含硼生铁采用喷粉(活性氧化钙或电石粉)脱硫和浸入式喷枪吹氧脱硅预处理得到了含硼半钢，其主要成分为(质量分数，％)：C3．2-3．4、Si0．2～O．5、B0．02～0．1、Mn-0．09、P-0．06、S<0．008。以此为原料，实验在溶剂碱度【w(CaO)／w(Si02)]R=2～3及供氧强度控制为0．8～1．2L／min·kgHM的条件下，吹氧冶炼15～18min，硼的含量从0．02～0．1％降低至O．0035％以下，达到了硼钢要求的标准含量范围。对硼钢试样进行了拉伸、冲击和硬度等机械力学性能的测试，结果表明：当w(B)在0．

3、0005％-一O．0035％范围时，其综合机械力学性能指标优于20Mn2、15MnVB，而接近于40MnB、45MnB结构合金硼钢；而w(B)为0．0051％，高于硼含量的标准范围时，虽然抗拉强度大满足要求，但材料的塑、韧性严重损害，低于所列的硼钢标准。通过XRD、SEM及金相显微镜分析表明，硼含量高于标准的硼钢试样的晶界上明显析出了硼化物，这是冲击韧性降低、变坏的原因；通过对比实验表明，采用正火．淬火的热处理工艺的硼钢试样，冲击韧性明显得到提高。采用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸和冲击断口观察分析表明，硼-II-东北大学硕士学位论文摘要含量在标准范围内的硼钢试样，其拉伸断口的微观特征是韧

4、窝形貌，断口是由凹进或凸出的微坑组成，这是典型的延性断裂。硼含量高于标准的硼钢试样，其断口出现沿晶断裂和解理面特征，是脆性断裂。这些分析结果与硼钢试样力学性能测试的数据相吻合。综上所述，利用含硼生铁为原料，采用脱硫_÷脱硅_冶炼硼钢，其最终影响硼钢试样材料性能的关键因素是将钢中硼含量控制在标准范围内。关键词：含硼生铁，脱硫，脱硅，含硼半钢，冶炼硼钢，材料力学性能．．III．．东北大学硕士学位论文AbstractStudyontheBoronContainingSemi·—steelUsedforSmeltingtheBoronSteelandItsPropertiesAbstractBco

5、ntainingPigironisoneoftheimportantproductswhenextractingBfromludwigiteintheeastofLiaoningprovincewithblastfurnacepyro—refiningmethod．Inordertofurtherexploreandutilizeresourcesandincreasetheirvalue，thispaperexperimentallystuysontheprocessofusingboroncontainingpigirondirectlysmeltingboronsteelbasedo

6、nthepreviousresearch．Thenoveltyliesinthefactthattheprocessreasonablytapstheboronandotherelementsintheboroncontainingpigironandenvironmentalimpactisless，whichreflectstheecologicallysocial—economydevelopmentpatternanddevelopmentstandpointthatisthemodernworldpersuring．Thecontentofboronintheboronconta

7、iningpigirondiffersfrom0．2％to0．5％．ThecontentofSulfurandsiliconishigh(forsulfur0．1％，silicon2．0％to2．5％)asseveraltimesasthatofcommonpigiron，however，thecontentofMnandPisnothigh(forMn0．12％，PO．065％)，basedonwhich，anovel