釉化用钢热处理过程中显微组织演化的研究文献综述

 2023-08-03 10:30:20

文献综述

1、釉化用钢的发展及分类

釉化制品最早出现于十八世纪后期的欧洲,由德国人首先提出在铸铁表面刷以陶釉,以改善铸铁的耐腐蚀性能。后在1782年由瑞典人开始以钢板作为集体试制瓷釉,经过一定发展传入欧洲其他国家。瓷釉发展发展到19世纪初,虽然以铸钢为基体的釉化钢有一定发展,但由于当时冶金技术较为落后,尚且难以提纯较为高纯度的钢铁基材,因而当时的釉化基体绝大部分仍然是铸铁。直到19世纪中后期,先后出现了贝塞麦炼钢法、西门子-马丁炼钢法[5]等提纯炼钢技术之后,价格低廉、质量较为可靠的均质才得以大批量生产,另外随着钢铁工业的发展出现了冲床、压床等钢材加工设备。当时钢铁工业的快速发展和瓷釉技术的不断改进进一步推动了搪瓷工业的发展。在随后的发展中,瓷釉与基体的附着性能逐渐得以改善。到了20世纪初期,瓷釉工业中使用的基体铸铁迅速被钢板取代,随着新材料、新技术、设备的推动,搪瓷工业不断向前发展。

现代的釉化钢于20世纪初期开始输入我国,上海是我国现代瓷釉工业发展的兴起之地。建国之后我国的瓷釉工业快速发展,搪瓷产业逐渐趋于分块生产化、应用广泛化、高质量化。随着技术的不断革新,制坯逐渐机械化,搪瓷烧制工艺逐渐现代化。快速发展的搪瓷工业为人们生活生产提供了优质的搪瓷用品,搪瓷应用在医疗、化工、食品加工、家电、建筑材料等多方面得到了广泛地应用。

目前为止,釉化用钢按照冶炼特点可分为以下几类[6]

  1. 沸腾钢。主要材质为低碳低锰沸腾钢,其表面质量好抗鳞爆性能优良但局部冷加工性能、涂搪性能不佳。
  2. 含Ti钢。具有极佳的冲压性能和涂搪性能,抗鳞爆性能好。但生产成本高,仅适用于铝镇静深冲钢冷加工不能满足特殊要求的情况[7]
  3. 脱碳钢。由低碳钢退火进一步降低碳含量制得,具有良好的抗鳞爆性能和涂搪性能,但由于其极低的碳含量要求,其成本也较高导致应用受限。
  4. 外沸内镇钢。表面质量高,成分均匀,涂搪性、冷加工性好。但不能通过连铸获得因而产能较低。
  5. 含铝镇静钢。成分偏析较少,冷加工性能较佳,但其抗鳞爆性能,瓷釉附着性差。

2、釉化用钢中的显微组织

釉化用钢的显微组织主要由铁素体、珠光体、碳化物(Fe3C)、析出相和非金属夹杂物构成,不同相的形态和分布会直接影响材料的力学性能。为得到力学性能较高的釉化用钢,应使釉化用钢的组织尽可能均匀,控制晶粒尺寸在一定范围,减少非金属夹杂物在晶界或晶内大量聚集析出,增强析出碳化物在基体中的细小弥散分布。

  1. 铁素体

铁素体是低碳微合金钢的显微组织主要基体。不同的冷却条件下,低碳微合金钢中会出现多边形铁素体、准多边形铁素体、魏氏体铁素体或针状铁素体等多种不同组织。

  1. 珠光体

当轧制温度高,保温时间长,冷却速度慢时,容易发生珠光体转变。低碳微合金钢中的珠光体将导致钢件性能下降,因此应使钢件中的珠光体含量尽可能少。

  1. 渗碳体

控制渗碳体的析出行为是实现钢材强化的重要手段。低碳钢中的渗碳体主要为一次渗碳体和二次渗碳体。当析出的渗碳体颗粒尺寸减小,板材的抗拉强度升高;当渗碳体数量增加,铁素体晶粒的均匀性下降。

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