LNG船用因瓦合金冷轧带材的开发

因瓦合金带材是制造LNG船货舱围护系统的关键材料,要求具有高的纯净度、良好的低温力学性能、焊接性能和板形膨胀性能等。宝钢开发了生产LNG船用因瓦合金带材的特殊制造工艺,包括冶炼和连铸,板坯加热和连轧等,在全球范围率先成功试制出了厚0. 5～3. 0 mm、宽1 000 mm以上、单卷质量近20 t的LNG船用因瓦合金冷轧带材。检测结果表明:带材的成分偏析小,镍含量波动幅度在2%以内,纯净度高,夹杂物含量低于进口带材,组织均匀,力学性能、膨胀性能和焊接性能等均满足LNG船货舱围护系统的要求。     

薄带连铸带钢跑偏研究及对策

薄带连铸是新兴的短流程带钢连铸技术,具有节能和工艺流程较短等优点。由于其工艺特点,薄带连铸带钢跑偏的解决方法不能照搬常规的带钢生产经验,为了解决在薄带连铸生产过程中出现的铸带跑偏问题,本文通过借鉴常规连铸中使用的纠偏方法,结合薄带连铸的生产特点,分别从设备和工艺两个方面对造成铸带跑偏的原因进行分析,并针对造成跑偏的因素提出了具体的解决方案。     

成分及工艺参数对NdFeAl快淬合金性能的影响

目前熔体旋淬(即快淬或急冷)技术已广泛用于软磁、硬磁非晶、纳米晶合金的制备,很多研究表明合金成分及快淬工艺参数(如辊面速度)对合金性能有重要影响。G Ausanio等研究了快淬Nd90 -xFexAl10 合金性能与成分和工艺参数的关系。母合金用99 99%纯金属在Ar气氛中电孤炉熔炼,并在Ar气氛中单辊快淬成薄带。检测了薄带尺寸及组织结构结果如下表所列。样品名成分宽度/mm厚度/ μm辊面速度/m·s- 1 形貌晶粒尺寸/nmAl Nd55Fe35Al1 0 2 2 5 3 5 非晶基体中有极少量结晶体40A2 Nd55Fe35Al1 0 4115 2 5结晶10 0B1Nd50 Fe4 0 Al1 0 2 2 5 3 5 …     

单辊快速凝固Mg-4.8Zn-0.6Y合金的组织

采用单辊快速凝固方法制备了Mg-4.8Zn-0.6Y合金薄带,利用SEM、TEM、XRD、EDX及DTA,研究了合金的显微组织、相组成、偏析及凝固特征。结果表明,快速凝固制备的Mg-4.8Zn-0.6Y合金由过饱和的α-Mg固溶体、准晶I(Mg3YZn6)和X(Mg12YZn)相组成,自由表面晶粒为1~3μm的细小等轴晶。凝固过程的冷却速度为4.60×106~1.04×107 K·s-1,满足准晶相析出所需的冷却条件。沿薄带厚度截面Mg、Zn和Y的分布比较均匀,仅存在少量偏析,晶内也存在微观偏析。偏析是由于从辊面到自由面凝固速度的差异及溶质传输和晶格结构造成的,其中Zn元素偏析最大,Y次之,Mg最小。     

定向凝固水平连铸QSn6.5-0.1合金的组织与性能

研究了定向凝固水平连铸工艺对QSn6.5-0.1合金的宏观组织、微观组织及其性能的影响。结果表明:定向凝固水平连铸工艺使QSn6.5-0.1合金形成粗大柱状晶,且柱状晶方向沿连铸线坯轴向分布;合金的微观组织更加均匀化,从而大大减少了反偏析和显微缩孔等铸造缺陷;合金的伸长率和导电率明显提高,极限强度却有所降低。     

低碳钢薄带双辊连铸凝固过程的数值模拟

结晶辊的温度场分布对薄带连铸凝固过程有重要影响。采用商业软件ProCAST模拟了低碳钢薄带双辊连铸凝固过程,并在此基础上考虑了结晶辊转动、水冷强度及结晶辊涂层种类对薄带连铸凝固过程的影响。结果表明:当水冷对流换热系数为250 000 W/(m~2·K)时,铸辊转动10 s后,其温度场基本达到了稳定状态,薄带凝固厚度从热循环开始时的1. 004mm减小至稳定状态的0. 976 mm;当水冷对流换热系数从5 485 W/(m~2·K)→40 040 W/(m~2·K)→250 000 W/(m~2·K)逐渐增加时,铸辊外表面最高温度从686. 4℃→586. 7℃→556. 4℃逐渐降低,薄带连铸整体温度场的温度不断降低;导热系数相近的涂层对薄带连铸凝固过程的影响不大。     

双辊式薄带连铸工艺研究

进行了双辊法薄带连铸的试验研究。阐述了双辊连铸机浇注系统的研究结果、工艺参数对连铸的影响，以及18—8不锈钢薄带坯的凝固组织和冷轧特性，该工作为薄带连铸的中间生产机组的研究奠定了基础。     

快速凝固Mg94.6Zn4.8Y0.6合金薄带微观结构及显微偏析

采用单辊快速凝固技术制备了Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金快速凝固薄带，并通过扫描电镜的背散射及线扫描研究了快速凝固Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金薄带的显微偏析。结菜表明，由于溶质截流，单辊快速凝固Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金薄带为过饱和单相α—Mg固溶体的蜂窝状组织，Mg、Zn和Y宏观分布比较均匀。但在薄带厚度方向上存在偏析，在晶内也存在显微偏析，偏析形成是由于从辊面到自由面凝固速度的差异及溶质传输和晶格结构造成的，其中Zn元素偏析最大，Y元素次之，Mg元素最小。     

齿轮钢20CrMnTi连铸电磁搅拌工艺研究

为改善齿轮钢材质量,采用原住统计分布分析、钻点取样化学成分分析等方法,研究了改变连铸结晶器搅拌工艺所生产的20CrMnTi钢连铸坯中C、Mn、Cr等合金元素的分布情况,得到了表示合金元素分布的二维、三维分布图,以及可定量表征材料均匀度的统计偏析度,从而对连铸生产工艺参数进行优化.结果表明,在其它生产工艺参数稳定的情况下,结晶器电磁搅拌电流为400 A,频率为2.5 Hz时,生产的连铸坯合全元素偏析程度最小.     

连铸AISI304不锈钢薄带夹杂物的研究

采用大样电解方法研究了双辊连铸工艺生产的AISI304薄带内大型夹杂物的类型和数量，运用带有能谱的扫描电子显微镜分析了薄带内部细小的夹杂物类型。结果表明，连铸薄带内大型夹杂物的数量很少，只占薄带总量的0．0015％，大型夹杂物类型多为氧化物；薄带内有更细小的氧化物类夹杂物和MnS夹杂物。大型夹杂物对薄带性能的不良影响较小，连铸薄带的性能较好。     

基于改善连铸板坯中心偏析的传热仿真软件

针对连铸坯中心偏析的形成机制,本文设计开发了基于改善连铸板坯中心偏析的凝固传热仿真优化软件。软件模型细化了连铸过程中的边界条件,充分考虑了各个方向上(尤其是铸坯宽度方向)和不同铸坯表面位置的冷却边界条件差异,可准确地预测连铸过程中铸坯的凝固行为和液芯三维形状,以及分析预测铸坯的偏析区域。针对模拟分析结果,软件可以对实际铸机的冷却系统进行优化,改善连铸坯的中心偏析问题。针对AH36的实际生产工艺参数,软件对连铸板坯的液芯形状和中心偏析产生区域进行了预测。预测结果与实际生产中的铸坯中心偏析位置完全吻合。     

Au-Ag-Si钎料薄带加工工艺的研究

根据Au-Ag-Si系三元相图制定了熔化温度在450～500℃的共晶钎料合金，针对该共晶合金的难加工性，对其加工工艺进行厂研究。结果表明：采用二次熔炼铜模浇铸的铸锭方式可以获得均匀、细小的共晶组织：组织组成为α初晶 (α β)共晶的亚共晶合金比α β的共晶合金更有利于加工；采用先包覆Al热轧再进行冷轧结合中间退火的工艺可以制得厚度为0．1mm表面质量较好的钎料薄带。     

快淬Fe81Ga19合金薄带的相结构和磁致伸缩

采用熔体快淬法制备Fe81Ga19合金薄带,研究薄带试样的相结构和磁致伸缩性能.XRD和M-TG结果表明,快淬态Fe81Ga19合金基体为Fe(Ga)无序固溶体相,并有微量非对称结构的DO3相析出,且薄带厚度方向[100]择优取向.当测量磁场垂直带面时,薄带试样沿带长方向的饱和磁致伸缩达-1830×10-6.Fe81Ga19合金薄带的巨磁致伸缩与其大的形状各向异性、熔体快淬时合金内部形成的非对称结构的DO3相及薄带厚度方向[100]择优取向相关.     

脉冲磁致振荡(PMO)技术在ZTM-S2合金工具钢连铸坯生产中的应用

研究了脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation,PMO)技术在ZTM-S2合金工具钢连铸坯生产中的应用效果。研究表明:经过PMO处理后,ZTM-S2工具钢连铸坯的等轴晶面积分数从原来的22.3%增加到了34.8%,提高了56.1%;其中心碳偏析指数从原来的1.21下降至1.13,降低了6.6%。经过PMO处理后,连铸坯的中心缩孔和元素偏析均有所改善,内在质量明显提高。     

基于原位观察的Cu-Ni-Si合金凝固过程及机理研究

利用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)原位观察薄带连铸Cu-3.2Ni-0.75Si合金在不同冷却速率下的凝固过程,定量分析了结晶温度和凝固组织二次枝晶间距依赖于冷却速率的函数关系.结果表明:冷却速率的提高可以显著降低合金的结晶温度,减小合金凝固组织的二次枝晶间距,当冷却速率由0.1?℃/s提高至100?℃/s时,结晶温度由1096?℃降低至890?℃,二次枝晶间距由77.5?μm减小至23.5?μm,结晶温度和二次枝晶间距依赖于冷却速率的函数关系式分别为TL→S=194×(-v/14)+895和λ2=60×v-0.11.薄带连铸的亚快速凝固特点可以显著细化合金凝固组织,抑制Ni、Si元素的显微偏析,其原因在于冷却速率的提高加大了合金熔体结晶时的初始过冷度.     

传统板坯高速连铸的研究方向

薄板坯连铸机在世界范围内的应用日益增多 ,几年前 ,可生产厚度为 1～ 5ｍｍ薄带坯的双辊式薄带连铸机也已经实现了工业化。今后 ,浇铸工艺将向薄板坯连铸和薄带连铸发展 ,但目前 ,绝大多数板坯仍由传统的板坯连铸机生产 ,为了和薄板坯连铸机竞争 ,传统的板坯连铸机也必须进行改进 ,高速连铸就是重要的改进内容之一。2 0年前 ,传统板坯连铸机的拉速达到了2ｍ/ｍｉｎ的水平 ,此后 ,拉速一直保持在类似的水平上 ,限制拉速提高的主要原因 ,对低碳和超低碳钢是结晶器保护渣的卷入 ;对中碳包晶钢则是板坯发生的纵向表面裂纹。最近 ,日本ＮＫＫ公…     

应用连铸坯生产特厚钢板技术

鞍山钢铁股份有限公司通过合理的成分及工艺设计,解决了连铸坯生产特厚钢板因压缩比小所造成的偏析、疏松等同题.采用300mm铸坯可以生产最大厚度为150mm的特厚钢板,最小压缩比为2:1,生产的特厚钢板探伤合格、性能稳定,各项指标均符合国家标准.     

双辊薄带连铸工艺的研究现状与展望

主要介绍了有关薄带连铸的工艺及其数值模拟的历史和最新发展。对比分析了薄带连铸的凝固行为和组织形貌、力学性能，提出了薄带连铸过程中存在的尚待解决的工艺问题，并列出了一些影响薄带表面质量的工艺参数。     

薄带连铸技术的发展现状与思考

综述了钢的薄带连铸及铝合金的薄带铸轧发展现状,简要介绍了在高速钢、硅钢和镁合金的薄带连铸实验研究方面取得的进展.认为钢的薄带连铸技术近年取得了重要突破,未来10年薄带连铸技术可能快速发展;发展特殊性能或难加工合金的薄带连铸可充分发挥快速凝固的优势;采用立式双辊法可望进一步提高铝合金的浇铸速度,特别是高牌号铝合金的浇铸速度;应积极发展镁合金的薄带连铸技术,以改善镁合金板材的塑性加工及耐腐蚀问题.     

连铸坯锻轧工艺对核电用特厚钢板内部质量和力学性能的影响

研究了采用300 mm厚连铸坯锻轧生产核电特厚钢板的工艺,通过对连铸坯直轧、模铸和连铸坯锻轧3种不同工艺生产的核电特厚钢板内部质量和力学性能进行对比分析,结果表明：连铸坯直轧工艺生产的特厚钢板不能满足NB/T47013-2015《承压设备无损检测》Ⅰ级和GB/T 5313《厚度方向性能钢板》Z向断面收缩率大于35%的要求,钢板内部存在裂纹和偏析。采用锻轧工艺生产的钢板能够100%满足探伤要求,连铸坯芯部裂纹和柱状晶在高温锻造过程中能够有效焊合和破碎,并且高温加热过程对连铸坯的芯部偏析有很大程度的改善,通过锻造和轧制工艺相结合,能够解决连铸坯直轧出现的探伤不合问题,并且能替代高成本的模铸生产,进一步降低生产成本。