Q345B钢板带边部纵向裂纹缺陷成因分析

采用微观组织分析法,分别从裂纹附近的夹杂物、裂纹分布与各种形貌、显微组织等方面,对Q345B热轧板带边部纵向裂纹的成因进行了一系列分析。结果表明,该Q345B热轧板带边部纵向裂纹是由于板坯存在皮下气泡或针孔经过后续轧制并逐步外露而形成的。     

立辊润滑工艺对铁素体区轧制Ti-IF钢组织性能及边部质量的影响

针对某热轧厂铁素体区轧制Ti-IF钢带钢边裂缺陷的问题,提出了采用立辊润滑的方法予以改善。分析认为,采用立辊润滑轧制工艺可减小立辊减宽过程中的摩擦力,减少低温下带钢边部表面的剪切力;同时,有利于立辊表面质量的改善,从而改善带钢边部质量。为此,研究了立辊润滑工艺对铁素体区轧制Ti-IF钢带钢微观组织、力学性能、析出物以及边部质量的影响。结果表明,采用立辊润滑轧制工艺,Ti-IF钢带钢的组织和析出物没有明显差异,但塑性显著提高;带钢边部表面的最大裂纹深度由361 μm减小到128 μm,边部缺陷数量明显减少;带钢截面形貌较为光滑,没有发现明显裂纹,边部质量得到明显改善。     

镁合金热连轧过程数值模拟

针对镁合金热连轧过程中已发生边裂的问题,采用ANSYS变形热力耦合数值分析法,对 AZ31镁合金板在350℃、0．5 m·s-1轧制速度下的三道次连轧过程进行了有限元模拟,并应用LS-DYNA后处理器对轧制过程中镁板不同部位的温度、应力分别进行了分析,并对模拟结果进行实验验证。研究结果表明：热连轧过程中,首道次镁板温降值较大,而且不同位置的温降幅值不同;此外,轧制过程中镁板边部中心层应力始终大于中部表层应力值。轧制过程中温度的不均匀变化以及边部应力集中使得镁合金在热连轧过程中易于发生边裂。     

连铸板坯宽面边部纵向凹陷的预防

国内钢厂连铸板坯生产过程中,铸坯宽面边部纵向凹陷频发,严重时影响了连铸坯的表面质量,并造成轧材缺陷。主要分析了连铸板坯宽面边部纵向凹陷的形成原因,讨论了影响边部纵向凹陷产生的因素。结合生产现场试验,通过优化结晶器流场、优化结晶器锥度以及加强结晶器足辊段窄面的冷却强度等一系列有效的措施,使连铸板坯宽面边部纵向凹陷得到了有效的预防,连铸坯表面质量显著改善。     

连铸板坯实现CC-DR温度场数值模拟

采用自行开发的温度场二维有限元求解程序 ,数值模拟了我国某厂现有连铸板坯空冷过程的温降情况和温度场 ;同时也求解了为实现CC DR的连铸板坯从连铸机出口至粗轧除磷机前 ,全过程的温降情况及不同时刻的温度场。结果表明 ,现有板坯计算温度与实测温度吻合 ;要想实现CC DR ,除炼钢提供高温无缺陷板坯以外 ,需要在除磷之前设置边部加热装置。数值模拟结果对于指导轧制过程工艺参数 ,实现CC DR等具有重要的理论意义和实际指导意义     

边部组织状态对低碳热轧酸洗板冲压成形的影响

针对低碳热轧酸洗板边部材料冲压时易出现制耳、开裂现象,对钢板边部显微组织和成形性能进行了研究分析.钢板边部显微组织呈现明显的晶粒粗大及混晶特征.钢板边部的力学性能和中部位置相比,强度略低,成形性能恶化,钢板边部纵向和横向的塑性应变比r值显著低于中部,只有0.31和0.65,各向异性明显.钢板边部的显微组织和力学性能特征是由于边部实际轧制温度低,处于先共析铁素体和奥氏体两相区轧制形成的.低碳热轧酸洗板边部的显微组织和力学性能特征差异是导致材料在冲压时出现较多的制耳和开裂缺陷的原因.通过产品热轧工艺改进、成分调整可以改善热轧酸洗板边部组织和性能状态.     

中厚板边部裂纹缺陷的成因分析及对策

边部裂纹缺陷是中厚板常见的表面质量缺陷之一。分析表明,钢板边部的多条纵向微裂纹是连铸坯轧制过程中棱部侧翻产生的折叠。通过提高钢水纯净度, 控制连铸坯冷却强度,减小横轧展宽量,提高板坯加热均匀性,保证轧制压下量等措施,可大大减轻中厚板边部裂纹缺陷的程度。     

铸轧态AZ31B镁合金热轧制元胞自动机法数值模拟研究

在轧制温度350℃和轧制速度0.5 m/s条件下,分别以20%,30%,40%的压下量对铸轧态AZ31B镁合金板进行了轧制实验,对比了轧制后的微观组织,探究在不同压下量下镁合金板边部和中部区域微观组织变化及其产生原因。结合CA(元胞自动机)数学模型对镁合金的动态再结晶过程进行了数值模拟。结果表明:区域应力场变化所引起的空洞聚集是轧制裂纹扩展的主要原因之一;镁合金板中部和边部晶粒尺寸值平均减小幅度为39.6%和55.5%;CA数值模拟结果预测精度较高,平均相对预测误差在16.03%以内。     

唐钢管线钢舌状翘皮缺陷成因与控制方法

针对唐钢管线钢X80M热轧板出现的批量边部舌状翘皮缺陷问题,使用电子显微镜对边部的舌状翘皮缺陷进行金相组织微观确认,发现在舌状翘皮区域出现了了不明显脱碳层和氧化铁,并伴有Mn、Si等成分,通过进行同批次板坯不同的翻面、切角、定宽等方面进行测验,对舌状翘皮缺陷形成原因进行机理探析。得出连铸坯角横裂是导致此次边部舌状翘皮缺陷的根本因素,同时热轧过程定宽机定宽量决定了舌状翘皮距边部的位置,通过加强板坯质量管理,对连铸坯进行有效的使用倒角结晶器、火焰切角,减少定宽量是确保板坯无缺陷轧制和减少客户使用过程中的问题的有效手段。     

β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及室温拉伸试验等研究了β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响。结果表明:β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的中心及中部呈球状弥散在α-Mg基体中,构成层片状;网状β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板塑性有恶化作用,而层片状β-Mg17Al12相有利于合金塑性;位于晶界处的β-Mg17Al12相与基体α-Mg结合力较差且表现为脆性,铸轧变形时首先与基体分离,造成裂纹在晶界处萌生和扩展;轧制压力和摩擦力使轧制区域拉伸应变积聚,由此传递到液态区两侧的凝固硬壳内(即板坯边部),使晶粒破碎或沿晶界β-Mg17Al12相撕裂并向纵深扩展,形成边裂。     

宽厚板边部折叠线形成机理及控制方法

边部折叠线缺陷是宽厚板常见的表面质量缺陷之一,使用光镜和扫面电镜对折叠线缺陷的形貌和特征进行分析和观察,通过钻孔试验追踪折叠线缺陷的形成机理,采用倒角结晶器技术来对比分析倒角连铸坯对折叠线缺陷的影响。结果发现:边部折叠线为钢板边部的多条纵向类裂纹缺陷,缺陷内主要为铁的氧化物;折叠线缺陷是在轧制过程中因铸坯角部向表面的侧翻所形成的折叠线;倒角结晶器技术可以有效的控制宽厚板边部折叠线的问题。此外,提高钢水纯净度、控制连铸坯冷却强度、减小横轧展宽量、提高板坯加热均匀性和保证轧制压下量等措施也可以不同程度的改善边部折叠线缺陷。     

轧制温度对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

以多向锻造AZ31镁合金为板坯进行高应变速率轧制成形,研究轧制温度对板材组织与力学性能的影响。结果表明：镁合金高应变速率轧制成形前期,孪生作用增强,形成大量的■拉伸孪生和■二次孪生;变形后期,由于孪生诱发动态再结晶的作用,合金晶粒组织明显细化。在压下量为80%的高应变速率轧制下,轧制温度为250～400℃时,轧制板材组织均发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸随着轧制温度的升高从6.97μm增加至8.13μm,但由于轧制板坯的初始晶粒尺寸较小,晶粒尺寸随着轧制温度的升高变化较小;轧制板材的抗拉强度和伸长率均高于315 MPa和25%,表明高应变速率轧制工艺可以在较宽的温度区间内制备力学性能稳定的镁合金板材。     

无取向硅钢热轧边裂的形成原因

利用加热炉模拟、动态再结晶以及热模拟等试验方法以及扫描电镜、金相显微镜等分析观察手段对无取向硅钢边裂的成因进行了探讨。结果表明,长时间加热使得板坯边部晶粒异常长大,晶界氧化并脱碳,轧制过程中边部温度过低,动态再结晶过程变弱,使得板坯边部延伸性能变差,是导致硅钢边裂的主要原因。建议通过适当降低铸坯加热温度、缩短保温时间、提高终轧温度来改善硅钢边裂缺陷。     

轧制工艺对AZ31B镁合金薄板组织与性能的影响

研究了轧制温度和轧制速度对AZ31B镁合金薄板微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,轧辊加热有利于镁合金薄板成型;AZ31B镁合金在低温或低速轧制时薄板纵向组织为大量的切变带,切变带区域包含大量孪晶组织,横向组织为含极少量孪晶的等轴晶组织;在轧制温度为400℃和轧制速度为16m/min轧制时,由于动态再结晶,横纵截面组织均为等轴晶。AZ31镁合金薄板的最佳轧制制度为轧辊温度为70℃、轧制温度为400℃、轧制速度为6m/min,此工艺轧制的薄板横向抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为350MPa、300MPa和12%,纵向为345MPa、290MPa和11.2%,纵向与横向性能差别明显减小。     

热处理工艺对不同组织类型的Ti6321合金板坯组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明:合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反;随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,2种合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为:(940～980℃)/(2～3) h。     

交叉轧制对AZ31镁合金边部组织及成形性的影响

为了改善镁合金变形组织及弱化基面织构强度,提高边部的成形性能。将AZ31B镁合金板在250℃~400℃的温度下以0.5m/s的速度进行热轧试验,设置四种不同交叉轧制路径,利用扫描电镜(SEM)、电子背散射(EBSD)技术详细分析了不同轧制工艺得到的镁合金板上边裂的宏观形貌、微观结构和织构。研究结果表明：镁板边部裂纹随着温度的升高呈减小趋势,在400℃条件下通过RII轧制路径得到的镁合金板几乎没有裂纹的出现。边部裂纹与轧制方向大致为45度,且RII路径下镁板边部为“O”形态的封闭裂纹,很难向两端进一步扩展,裂纹最宽部分为129μm。经过交叉工艺轧制后晶粒明显细化,大部分晶粒已发生完全动态再结晶,小角度晶界数量减少,基面织构也从23.68最低可降为7.62。更加细小的晶粒不仅可以产生更大面积的晶界,同时弱化基面织构,明显抑制裂纹的扩展,控制边裂的生成。     

板坯组织类型及热处理工艺对Ti6321合金板材组织与性能的影响

结合力学性能测试和OM、SEM分析,研究了不同板坯组织类型和热处理工艺对Ti6321合金组织与性能的影响。结果表明：合金板坯的组织类型对轧制板材的组织与性能状态具有显著影响,经相同工艺轧制后,等轴组织板坯形成双态组织板材,魏氏组织板坯形成等轴组织板材。(α+β)/β相变点以下热处理,等轴组织板坯制备板材的纵、横向的屈服强度和抗拉强度低于魏氏组织板坯制备板材对应方向的强度,延伸率和冲击功则相反；随加热温度的升高,不同板坯组织制备的板材其屈服强度、抗拉强度略有降低,冲击功则急剧升高。高于(α+β)/β相变点热处理,两合金的拉伸性能和冲击功均明显下降。合金板材在α+β两相区热处理过程,初生α相对温度的敏感性高于对保温时间的敏感性。随着温度的升高,初生α相含量急剧下降,而次生片状α相含量明显增加。Ti6321合金板材适宜的热处理工艺为：(940℃～980℃)×(2～3)h。     

异步凸度轧制对AZ31镁合金板坯损伤抑制分析

本文对边部预制凸度的AZ31镁合金板材进行异步轧制数值模拟,分析该工艺对边部损伤的抑制效应及轧制力的变化规律。在上辊与下辊速度比分别为1、1.1条件下,对温度为400℃的平板和边部预制凸度AZ31镁合金板材进行轧制。结果表明,平板轧制时板材边部受到轧制方向较大拉应力作用,异速比的增大使得拉应力峰值减小,沿板宽最大损伤值由0.281增大至0.289;同等条件下,边部预制凸度板材轧制时边部轧制方向拉应力峰值明显减小,异速比对拉应力峰值基本没有影响,沿板宽最大损伤值由0.187增大至0.197。边部预制凸度导致轧制力增大,异步轧制又能够明显降低轧制力,因此异步凸度轧制能够有效控制损伤及弱化轧制力。     

利用立辊轧机实现钢板平面形状控制

为改善中厚板平面形状,有效控制窄板坯轧制宽中厚钢板的鼓形度,减少切边,切头尾损耗,秦皇岛首钢板材有限公司开发了立辊轧制新工艺,对板坯头尾和边部进行修正轧制,改善了钢板平面形状,减少了切损,综合成材度提高1．5％－3．0％     

铜包铝复合电力扁排热轧过程温度场的数值模拟

采用刚塑性有限元法,以大型有限元软件DEFORM-3D为分析工具,考虑界面接触传热,对铜包铝复合电力扁排热轧成形过程进行了三维温度场模拟.结果表明:在轧件开始咬入与轧辊接触后,纯铜表面中部的温度先降低后升高,由于纯铜与轧辊的接触传热,轧辊与纯铜的接触部分温度低于铜包铝扁排侧部金属的温度;由于接触摩擦与塑性变形功转化为热量,开始轧制后轧件表面温度有所升高;轧制后铜包铝排铜层表面和铝芯的边部温度高于中部温度,由表及里温度升高;随着压下率的增大,在变形区轧件温度升高幅度增大;随着轧制速度的提高,在变形区铜层和铝芯温度变化更为剧烈,轧制后温降速率减小.