低屈强比特厚钢板的控制轧制和正火工艺研究

采用连铸—控轧—正火工艺试制了90 mm特厚钢板,研究了不同控制轧制和正火工艺对组织和力学性能的影响。结果表明:在奥氏体未再结晶区轧制时,减少道次数,单道次采用大压下率,有利于细化特厚钢板中心的晶粒,提高轧态厚板中心强度和韧性,而对珠光体的片层间距和体积分数影响不大;正火后,组织带状特征减轻,分布均匀,晶粒和珠光体团得到细化,使伸长率、低温冲击功及z向断面收缩率提高,能够得到抗拉强度为550 MPa级的低屈强比、高韧性和良好抗层状撕裂的特厚钢板。     

采用新型差温轧制工艺生产Q690级特厚钢板

为了实现在厚度方向上具有优异强度均匀性的Q690级特厚钢板的研发,采用一种新型的差温轧制工艺进行了实验室轧制,并研究了差温轧制工艺对钢板显微组织、厚度方向上强度均匀性和力学性能的影响。结果表明:差温轧制工艺能够显著细化钢板芯部和1/4厚度处的原始奥氏体组织,增加芯部和1/4厚度处淬火组织中的两相区铁素体体积分数。通过差温轧制工艺生产的Q690级钢板具有优异的力学性能,钢板的伸长率和-40℃冲击功分别大于16%和60J,从表面到芯部,钢板屈服强度差异小于10 MPa。     

道次间冷却工艺对轧制力的影响分析

采用道次间冷却工艺会使轧件温度降低,引起轧制负荷增加,影响轧机出口钢板厚度控制。但目前对于该影响程度多局限于定性认识上,缺乏对其定量性评价。基于此,结合模型分析、实验室研究和工业试验,分析了道次间冷却工艺参数对轧制力的影响规律。结果表明:对于100 mm厚钢板,通过道次间强水冷,在心表形成150℃左右温差时进行轧制,变形向钢板心部渗透;对于国内某3 500 mm中厚板轧机,采用"温控-形变"耦合轧制,道次轧制力增加了15%左右,由此引起的钢板厚度变化在0. 3 mm左右,在投入自动控制算法后,该厚度偏差可在后续道次消除。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

水电用SX610CF特厚钢板的研发

介绍了南阳汉冶特钢有限公司水电用80 mm SX610CF特厚钢板的开发,主要介绍了其化学成分设计以及TMCP+回火工艺,包括钢坯加热温度的确定,两阶段控制轧制工艺及不同回火温度对钢板组织性能的影响。试制结果表明,钢坯加热温度设定为1 190 ～ 1 210 ℃;采用设计的压下规程,每道次的变形均能渗透到钢板芯部,改善了钢板芯部组织;试制钢板力学性能及冲击韧性均可满足水电用钢的技术要求。     

模压变形低碳钢板材的组织结构与力学性能

采用模压变形(GP)法变形工业轧制态低碳钢板材,研究GP变形对轧制态低碳钢板材组织结构和力学性能的影响规律。结果表明,GP变形能够显著细化板材的晶粒尺寸,且随着变形道次的增加,试样晶粒不断细化、均匀化。GP变形后试样的显微硬度、屈服强度及抗拉强度均显著高于工业轧制态板材,且变形后试样的伸长率随变形道次的增加而缓慢增加。     

AZ80镁合金3道次轧制过程中的晶粒和拉伸性能分析

利用OM、EBSD等测试技术分析了3道次轧制的AZ80镁合金组织形态,研究了合金动态析出过程中拉伸性能与组织结构转变。结果表明:合金1道次变形后,组织发生再结晶,生成众多不同尺寸的再结晶晶粒,尺寸明显细化;2道次变形后,晶粒获得更大程度的细化;3道次变形后,组织已被动态析出相覆盖,此时合金晶粒发生了更显著的细化,平均晶粒尺寸为2.0μm,形成更多的高密度位错缠结。试样硬度与轧制道次之间存在明显的线性关系。在轧制3道次时硬度达到最大值,为105HV。试样断口分析表明,随着轧制道次的增加,晶粒得到细化。     

不同轧制工艺对纯锡微观组织与性能的影响

本工作系统研究多晶纯锡(99.99%)在不同轧制工艺下的显微组织演变和力学行为,阐明纯锡在不同轧制状态下晶粒细化规律,以期为调控与优化纯锡的强韧化奠定理论基础。研究结果表明,不同轧制工艺对纯锡的微观组织和力学性能影响明显,其中轧制速度是影响纯锡的晶粒细化和力学性能提升的最主要因素,温度、速度和路径通过调控变形过程中的孪晶激发以及孪晶诱导再结晶的进程而实现不同工艺下的晶粒细化。轧制过程晶粒细化机制为：变形初期诱发60°<100>形变孪晶,在后续变形过程中孪晶逐渐演变为再结晶条带状组织,分割细化晶粒,且孪晶和再结晶组织的随机取向弱化原始粗晶产生的集中织构。轧制变形能明显提高纯锡的强度,且单向轧制工艺下的纯锡样品的TD方向的屈服强度和抗拉强度明显高于RD方向。     

大型筒节2.25Cr-1Mo-0.25V钢的组织遗传及轧后冷却控制

根据大型筒节的轧制和轧后冷却模型,模拟大型筒节轧制截面的应变率和轧后冷却速度曲线;结合Gleeble-3800对金属小试样2.25Cr-1Mo-0.25V钢进行了热压缩模拟实验,得出了多道次压缩的流变应力曲线;分析了小试样热变形后不同冷却方式对其组织形貌的影响和对后期正火晶粒细化的作用。结果表明,2.25Cr-1Mo-0.25V钢轧制过程心部大部分区域温度不变;轧制压下率低,心部应变率不足10%;道次间歇时间长,静态软化率高达95%,奥氏体晶粒回复长大;轧后空冷过程心部冷却速度缓慢,冷却后基体主要为粒状珠光体组织,经后期热处理晶粒不易细化,是造成组织遗传的主要原因;增大轧后冷却速度和降低冷却转变温度有利于后期热处理晶粒细化,采用喷淋-空冷联合冷却能充分利用大型筒节的轧后余热,冷却过程热应力较小,有利于促进后期热处理组织细化。     

厚钢板差温轧制心部变形与实验研究

传统对称轧制在厚规格钢板生产中会出现心部变形不充分问题,导致心部晶粒粗大,基于轧前超快速冷却的差温轧制可以有效提高厚钢板心部变形。结合差温轧制实验并通过Ansys热力耦合有限元模拟了差温轧制过程,研究了差温轧制对厚钢板心部变形的影响,并与均温轧制进行了对比。结果表明：与均温轧制相比,相同条件下差温轧制心部应变可提高30.0%;差温轧制心部等效应变随对流换热系数和压下率的增大逐渐变大,钢板心部变形更加充分。通过实验验证了差温轧制可提高心部变形,有效细化钢板心部晶粒尺寸,消除带状组织,在一定程度上验证了有限元模拟的准确性。     

“温控-形变”轧制工艺对厚板变形渗透性的影响

为了改善厚规格钢板的内部质量,研究了一种轧制水冷耦合的"温控-形变"新工艺。通过有限元模拟,分析了该工艺对轧件厚度方向轧制变形渗透性的影响规律。分别讨论了冷却工艺和轧制工艺参数对轧件内部变形的作用效果,获得了不同厚度方向温差、钢坯温度及钢坯厚度条件下,"温控-形变"轧制对轧件内部金属流动及变形程度的规律,为工业应用中生产工艺的合理制定提供了参考。     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

Microstructure,Mechanical Properties and Texture Evolution of Mg-Al-Zn-La-Gd-Y Magnesium Alloy by Hot Extrusion and Multi-Pass Rolling

A high-ductility Mg-8.10Al-0.42Zn-0.51Mn-1.52La-1.10Gd-0.86Y (wt%) alloy was developed by hot extrusion and multi-rolling processes. Relationships between microstructure, mechanical properties and texture evolution of the extruded and rolled alloy were investigated. The rolling process had significant effect on grain refinement of the extruded plate. The grain size reduced from 12.3 to 4.9 μm with the increasing rolling pass. With the increase in rolling pass, the proportion of dynamic recrystallized (DRXed) grains increases due to particle-stimulated nucleation, grain boundary nucleation and twin induced nucleation. In the process of multiple rolling, the basal pole gradually tilted from normal direction to transverse direction due to the asymmetric deformation and irregular grain deformation, resulting in the weakening of the base texture. The results showed that grain refinement and texture weakening were the main reasons for the good ductility of the alloy.     

控轧工艺对厚壁X70管线钢低温止裂性能的影响

针对壁厚33 mm、管径φ1 422 mm管线用X70钢板在-30 ℃下DWTT性能异常问题,利用扫描电镜和背散射电子衍射技术,分析了两种不同控轧工艺下X70管线钢板的微观组织、晶粒大小及取向等因素对其低温止裂性能的影响。结果表明:粗轧采用7道次,道次压下量21~35 mm,轧后冷却速率19.4 ℃/s的条件下,钢板可获得细小的多边形铁素体、针状铁素体、以及弥散分布的M/A岛组织;同时,由于采用大压下率,提高了钢板心部变形渗透能力,可以细化心部奥氏体晶粒,增加了心部大角度晶界比例;还有,由于钢板厚度方向晶界取向差接近且心部存在38.2%的大角晶界,均有利于提高管线钢板的止裂性能。     

轧制工艺对热轧钨板材组织和性能的影响

比较了一火一道，一火两道和一火三道的热轧工艺制度对钨板材质量的影响，结果表明：采用传统的一火一道工艺轧制的板材无开裂，工艺可靠，但板材纤维组织粗大，有部分再结晶组织出现，切削和磨削过程中出现掉渣现象；采用一火两道工艺轧制时，通过减少两道次轧制之间的时间，可以充分保证板材轧制温度和塑性，轧制的板材中纤维组织细小均匀，保留部分亚晶粒组织。通过适当延长板材最终退火时间可提高后续加工性能；采用一火三道次轧制时，板材加工温度明显降低，加工后出现明显的边裂，加工性能明显降低。因此，可以采用一火两道次工艺轧制磨光钨板材，从而实现加工工艺的优化。     

宽厚板成分异常坯轧制工艺研究与应用

宽厚板生产中,经常会出现成分异常坯,即连铸坯的某个或几个化学成分超出内控要求的钢坯,主要为混浇改判坯。如果不进行控轧控冷工艺的调整,则成分异常坯钢板的性能合格率非常低。本论文通过对成分异常坯的工艺研究,分析了原料成分、控轧控冷工艺、钢板性能之间的对应关系,结合大量的生产试验,总结出一套能够量化的经验公式,实现了柔性工艺轧制技术,极大地提高了成分异常坯钢板的性能合格率。     

厚规格车轮钢表面麻坑缺陷成因及控制策略

分析了厚规格车轮钢表面麻坑缺陷的微观形貌及成因,针对缺陷成因提出了相应的热轧生产控制策略。研究表明：厚规格车轮钢轧后氧化铁皮厚于常规钢种,用户开平过程中带钢表面氧化铁皮发生破碎后从带钢基体脱落,随开平过程被矫直辊压入带钢表面进而形成麻坑缺陷;采用“降温增水提速”的工艺措施,降低板坯出炉温度、精轧入口温度,增加精轧机架间冷却水量,提高精轧轧制速度,可以有效控制带钢表面氧化铁皮厚度,显著降低麻坑缺陷的发生率。     

热轧中厚板带状组织的成因与预防措施

分析了热轧中厚板生产过程中带状组织的形成机理和主要原因,讨论了连铸过程中枝晶偏析控制,以及热轧过程中加热、控制轧制和控制冷却等对带状组织的影响,并提出了预防和减轻带状组织的工艺控制措施.     

IMPROVED PROCESSING FOR MICROSTRUCTURES AND MECHANICAL PROPERTIES OF A COMMERCIAL PIPELINE STEEL

The transformation productions of hot-deformation simulation experiments were investigated using a Gleeble-1500 hot simulator for a commercial pipeline steel. Based on the investigation results, the improved thermo-mechanical control processing (TMCP) schedules containing a two stage multi-pass controlled rolling coupled with moderate cooling rates were applied to hot rolling experiments and acicular ferrite dominated microstructure was obtained. Microstructures and mechanical properties of hot rolled plates were related to TMCP processing, and regression equations describing the relation between processing parameters and mechanical properties in the current TMCP were developed, which could be used to predict mechanical properties of the experimental steel during commercially processing. It was found that with an increase in cooling rate after hot rolling, grain size in the microstructure became smaller, the amount of polygonal ferrite decreased and acicular ferrite increased, and accordingly mechanical properties increased,