预坚膜塑料模具钢材的计算机辅助成分设计2

预坚膜塑料模具钢材的计算机辅助成分设计

摘要：预坚膜塑料模具钢材的降水显著影响非金属夹杂物的控制和辅助成分。结果表明，大截面的矩阵组成预坚膜塑料模具钢材的降水显著影响非金属夹杂物的控制和辅助成分，由热-计算软件包最小化有害氧化物夹杂的数量。此外，根据成分设计，对钙的修改进行优化。 关键词：预坚膜塑料模具、沉淀、计算机辅助成分设计、热-计算软件

1.引言

预坚膜模具钢广泛用于塑料模具的生产。因为这些钢材调质30~40HRC，然后直接将模具制造为塑料，模具的变形和开裂可以在热处理中避免。但是这种钢有时候很难用机器制造，这类钢像往常一样需要好的切削性。

满足需求的一个方法是添加易切削元素钢。但是这种方法不可行。例如，如果添加硫，塑料产品的表面质量可能可能会损坏，因为地区大型的聚会中，钢中硫化物腐蚀性能恶化的模具；如果昂贵的元素，如硒、碲、铋或锆，成本将会增加，如果添加铅，会污染环境。另一个方法是精确控制组成、形态和塑性钢中非金属夹杂物的产品。炼钢过程中包含沉淀物的强大影响可以被熟知很多年了。但是如何有效估计仍是一个谜。我们知道，在炼油过程的不同阶段或者在其凝固时，非金属夹杂物可能出现在钢液中。通过传统实验手段来分析钢的不同阶段的原位沉淀物是不可行的。因此，这是一项很难的工作。

热-计算，一种商业软件，用于广泛数据库的相平衡计算，给材料设计提供适当的指导，减少实验数量。商业软件的炉渣数据库来自IRSID， 含铁炉渣可以用来预测去氧处理和金属凝固中的氧化物和硫化物的组成成分，通过一种特殊的多相平衡计算。

在断面预坚膜塑料模具钢中，例如高性能718号钢（瑞典品牌），高的氧化铝含量对切削加工性能是有害的，因为它们高的硬度和熔点。从钢液中完全移除是很困难的，但是使它们变小或者通过改造使它们变得无害。本文尝试通过使用热-计算软件来分析钢基和修饰非金属夹杂物的影响。

2.热-计算中使用的渣数据库状态

来自IRSID的渣数据库用于含铁炉渣，它包括Al2O3-CaO-Fe2O3-FeO-SiO2系统的液态渣和浓缩氧化物的数据。钠，镍，磷，硫的数据已经添加，允许炉渣的硫化物容量的计算。液

态渣在数据库中用给盖伊模型来描述。

盖伊调查含有两种亚晶格的m氧化物（（Mi）uiOvi,i=1,2,...,n）的液态炉渣混合物。一个是阴离子亚晶格充满氧离子，而另一个是阳离子亚晶格充满阳离子按递减顺序（如Si...Ca...）。熔体的结构在对称（i-O-i）和非对称(i-O-j)的细胞的术语描述，在数字Rii,...,2Rij,...,中，能量参数包括那些非对称细胞的形成，与这些细胞之间的相互作用，这种简化的熔体结构使得可以描述该多组分系统中的仅几个二进制参数方面。因为熔体的形成可以用以下关系式反映： 4+2+

（i-O-i）+(j-O-j)=2(i-O-j) (1) 然后将熔融的混合自由能可以由统计热力学方法推导。描述为：

其中，Rij满足系统m(m+1)/2的限制，i=1,2,...,m

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m：氧化物数量(Mi)ui,Ovi；ui，vi：氧化物的化学计量指标；xi：氧化物的摩尔分数； Rij,2Rij:i-O-i,i-O-j的数量；Wij：能量参数非对称细胞形成；Eij：能量参数细胞的相互作用；Rij：i-O-j细胞的分数在一个随机分布在它们的亚点阵阳离子。

因此，所有的氧化物组分的热力学参数可以被确定。该模型在对金属气渣处理的描述和监控各种多相平衡计算模型被纳入。矿渣数据库现已应用于估计的类型和非金属夹杂物在不同阶段中的生产模具钢的塑料的量。

3.钢铁基体成分包含降水的影响

对预坚膜塑料模具钢材,如前所述，提高性能的关键是减少氧化铝夹杂物的沉淀在钢材中，所以我们计算的可能影响钢矩阵组合类型和相对数量的夹杂物在钢液形成二次冶金。 718号钢的化学成分在表1.众所周知,铝脱氧钢、铝、硅和锰也影响氧的活性。因此,它们对氧化铝降水的影响不能忽视。这种效应可以定量分析通过热-计算软件执行分析、钢的成分以及温度。考虑输入电脑宏文件氧化铝阶段的状态被设置为“修复”,其他阶段的状态设置为“进入”和锰的重量百分数是设置为“无”。这意味着这个内容是可依赖的，硅和锰含量的相关性曲线绘制氧化铝，在临界降水状态下的计算结果可以帮助我们选择合适的塑料模具钢材的成分范围。

铝的内容100×10 和300×10 在给定温度1800 K,计算结果如图1所示。

图1中的曲线的计算关键是氧化铝含量.当钢的成分位于右侧的曲线,氧化铝不沉淀,主要包含在钢锰铝酸所描述的软件。然而.如果成分位于左边的曲线,在钢铝沉淀。计算结果表明,当锰的重量百分比变化从1.0到1.5。硅的重量百分比变化从0.23到0.39。然后组成位于曲线,氧化铝的临界状态含量.如果锰的重量百分比1.34 和硅的重量百分比0.29 是输出量.那么得到铝酸锰的摩尔分数0.069%,因为成分位于右侧曲线.如果锰的重量百分比变化

1.24和硅的重量百分比为0.5，那么铝的摩尔分数为0.0485%,因为成分位于左边的曲线。- 6- 6

铝300×10 的内容结果是相似的。锰铝酸盐和铝的摩尔分数分别为 0.21和0.15%。

在二次冶金、氩气冲洗是一种有效的方法消除有害夹杂物,但此操作将导致一些降低熔融温度的钢。因此，上述结果似乎考虑的降水造成的实际降低以避免氧化铝在钢液渣应该选择硅和锰组成正确的图1中所示的曲线。

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4.非金属夹杂物在凝固过程的沉淀

已知的是，非金属夹杂物可能会出现在钢水的不同阶段。这样的沉淀分析，非金属的夹杂是必要的炼钢的所有阶段。在过去的夹杂物的形状控制技术是基于组合物的调节或控制包括在熔体中。对于这理论的解释是氧化反应的平衡关系方面获得的熔体的特定恒定温度。

这样的解释，但是可能会不足，同时考虑到脱氧反应仍继续冷却直到熔体固化过程中有一定影响。因此，有必要作出努力来分析在凝固过程中的夹杂物形成的钢。

它公知的是夹杂物，直接在形成钢水被称为外生夹杂物。大量外源夹杂物可以通过熔渣耙和气体漂洗被消除，或通过注入钙硅粉末在钢包中改性，但在包裹内源性现有钢的凝固是不可能被删除。各种各样的内生夹杂物通常存在的钢被归类为:(1)剩余还原夹杂物,(2)夹杂物沉淀在凝固和(3)可能再氧化夹杂物。应该指出,一些残余的还原夹杂物,如氧化铝粒子.致力于提高钢铁产品的性能作为异相成核的衬底硫化锰。硬粒子形成的复杂包含氧化铝夹杂物周围表面涂层的韧性相硫化锰.包容这样的形态不仅避免了硫化锰的变形导致的减少各向同性,也消除了硬粒子损害钢的切削加工性能。

但氧化铝,伴随着凝固期间夹杂物沉淀或结晶在最初的冷却液体包裹体,有害材料的切削加工性能成分凝固过程中形成的夹杂物也可以模拟任意增加氧含量水平,消费跟踪可氧化的元素(如铝),开始与较弱的反应脱氧剂(硅和锰)。