φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条的开发

为扩大品种范围、提升产品竞争力,成渝钒钛科技有限公司决定在高线产线上开发φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条。设计了带肋钢筋盘条化学成分,通过控轧控冷工艺参数对热轧盘条组织性能影响的相关分析,制定了轧制工艺参数,并研究了不同风冷工艺对其组织性能的影响。结果表明,通过控轧控冷工艺的优化,可以稳定生产出φ6 mm热轧带肋钢筋盘条,盘条微观组织均匀,各项指标均符合国家标准对抗震钢筋的要求;轧后风冷速度对盘条组织性能的影响较大,当冷速过快时钢筋组织中会出现贝氏体,使钢筋出现无屈服平台现象,应采用适当冷速。     

N含量对V-N微合金化HRB500E热轧带肋钢筋组织性能的影响

为解决N元素的加入导致HRB500E热轧带肋钢筋性能波动大的问题，采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等设备，研究了不同N含量对V-N微合金化HRB500E钢筋力学性能、金相组织和析出行为的影响。结果表明：在各合金元素及碳元素含量控制相同条件下，随着N含量增加，V(C,N)的析出量增加，实现了对微合金化HRB500E钢筋关键力学性能的强化作用；随着N含量增加，珠光体比例增加，V(C,N)析出物尺寸更加细小弥散，析出总量也有所增加；当N元素质量分数处于0.012%～0.016%区间时，钢筋各项关键性能指标稳定且与国标、内控要求相比富裕量充分，实现了HRB500E热轧带肋钢筋批量化性能稳定性生产。     

钒铁与钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验研究

研究了加入钒铁和钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验以及对力学性能的影响与其V、N的强化机制。结果表明,采用钒氮合金生产的HRB500钢筋强度明显提高,细化晶粒的效果比钒铁的效果好,在钢中碳当量、钒含量基本一致的情况下,加入的氮促进V（C、N）化合物的析出,而大量细小弥散的V（C、N）析出物是钒氮合金钢强度增加的主要原因。为保证生钢筋的力学性能合格,在钢筋中增氮且钒含量控制在0.05%～0.06%可使钢筋强度更高、性能更加稳定。因此,采用钒氮合金生产HRB500钢筋可减少钒的加入量,其生产成本大幅度降低。     

钢中Si、P元素配比对其氧化特性的影响

为了获得高表面质量的冷轧产品,采用场发射SEM、EPMA和高温激光观察等方法,系统研究了钢中w(Si)/ w(P)不同配比对氧化铁皮形成、起泡和铁橄榄石相(Fe₂SiO₄)液化温度的影响,明确了w(Si)/ w(P)不同配比条件下界面元素富集及其氧化特性。结果表明:随着w(Si)/ w(P)的提高,试样低温抗氧化能力提高,氧化增重速率峰值出现的温度逐渐提高,当w(Si)/w(P)为12时,氧化峰值温度提高至1 170 ℃,氧化增重速率峰值也急剧提高到1.08%/min;随着w(Si)/ w(P)的提高,表层氧化铁皮鼓泡现象明显减轻;高温激光观察试验发现,随着w(Si)/ w(P)的降低,氧化铁皮与基体界面处的Fe₂SiO₄相液化温度逐渐降低,w(Si)/ w(P)为3条件下界面Fe₂SiO₄相于1 080 ℃开始出现液化现象。因此,添加P元素是降低 Fe₂SiO₄相液化温度的一种有效而实用的方法,同时还可显著降低氧化铁皮的粘附力。     

Nb微合金化HRB400E钢筋的试制

针对钒氮合金价格上涨，阳春新钢铁有限责任公司采用Nb及Nb、V复合微合金化技术对HRB400E钢筋进行了试制。结果表明，含Nb钢连铸过程中由于Nb（C、N） 的析出，铸坯易产生表面和内部缺陷，采用低过热度、均匀的二次冷却、控制Nb含量及适当提高矫直温度的措施，可有效减少铸坯缺陷。Nb含量与钢筋强度的提高不是线性关系，但对带肋钢筋盘条强度提高的效果比直条的好。采用Nb替代V，轧制φ6～φ10 mm 带肋钢筋盘条，成品化学成分、力学性能、金相组织、外形尺寸等全部合格，吨钢合金成本降低约100元。     

Nb微合金化HRB400E钢筋的试制

针对钒氮合金价格上涨，阳春新钢铁有限责任公司采用Nb及Nb、V复合微合金化技术对HRB400E钢筋进行了试制。结果表明，含Nb钢连铸过程中由于Nb（C、N） 的析出，铸坯易产生表面和内部缺陷，采用低过热度、均匀的二次冷却、控制Nb含量及适当提高矫直温度的措施，可有效减少铸坯缺陷。Nb含量与钢筋强度的提高不是线性关系，但对带肋钢筋盘条强度提高的效果比直条的好。采用Nb替代V，轧制φ6～φ10 mm 带肋钢筋盘条，成品化学成分、力学性能、金相组织、外形尺寸等全部合格，吨钢合金成本降低约100元。     

钒氮微合金钢生产热轧Ⅲ级钢筋

向20MnSi钢中添加钒氮合金以替代钒铁生产HRB400钢筋的试验中,分析了氮对HRB400钢筋力学性能的影响。结果表明,在钢中碳当量、钒含量基本一致的情况下,向钢中添加氮可促进细小V(C、N)化物析出,获得更高的强度,且性能稳定,组织更细。用钒氮合金替代钒铁,可节约钒29％,降低成本。     

高强钢筋在混凝土环境中的腐蚀行为

通过电化学试验研究了HPB300、HRB400E、HRB500E三种钢筋在混凝土模拟空隙液中的腐蚀行为,并研究了Cl~-浓度(0.04 mol/L～0.08 mol/L)对这三种钢筋耐蚀性的影响。结果表明:在模拟孔隙液中,三种钢筋均能达到稳定的钝化状态;随着Cl~-的加入,钢筋的腐蚀速率均有所增大;由于HRB500E钢筋含有更多的Cr、Ni、V等合金元素,其晶粒度最小,耐蚀性最好。     

大规格82B高碳钢盘条难酸洗原因研究

针对酒钢生产的大规格φ10.0~φ16.0 mm 82B盘条表面磷化膜在拉丝工艺中易脱落,氧化层中难酸洗的Fe₃O₄含量相对较高,拉拔困难的问题,选用酒钢和A钢厂生产的φ12.5 mm规格82B盘条,用SEM观察盘条表面氧化层厚度和结构组成,用EDS分析氧化层各层元素的分布,用XRD检测氧化层物相的种类和比例。结果发现,酒钢生产的盘条表面粗糙度大,氧化层在盘条表面呈犬牙交替的结合方式;Fe₃O₄的质量分数较A钢厂盘条高39.1%,含CrSi₂层也较致密。为此,对生产工艺提出了优化措施,通过降低吐丝温度和提高冷速,来提高易酸洗相FeO的比例,减少在共析反应最激烈的450~550 ℃温度区间的停留时间,从而减少了难酸洗相Fe₃O₄的含量,改善了盘条的酸洗性能。     

HRB500E钢筋性能异常原因分析及其改进措施

针对柳钢生产HRB500E钢筋时出现屈服强度ReL、塑性指标Agt分别低至440 MPa、5.0%的性能异常现象,通过对拉伸试样进行断口形貌、拉伸曲线、化学成分及金相组织分析,对工艺执行及取样过程进行排查,对其产生原因进行了分析。结果表明:HRB500E钢筋性能异常为残余元素B含量异常偏高而导致,当B质量分数达(27~48)×10^-6时,Nb.V.N复合微合金化HRB500E钢筋中的贝氏体含量明显增加,拉伸试样无屈服效应,屈服强度大幅下降,塑性指标Agt波动大。为此,调整了高硼坯料控轧控冷工艺,采用900 ℃入K₂ 轧机及920 ℃上冷床的工艺优化措施,亦即采用轧制过程及轧后冷却强度逐步加强的措施,可以降低B元素高淬透性的影响、抑制贝氏体的生成,使高B钢筋的组织和性能恢复至正常。同时,对合金及入炉废钢从源头上加强管控,制定残余元素含量上限的预警标准,可以极大减少残余元素控制异常或由此引发的钢筋性能波动。     

丝杠用1Cr15Ni4Mo2CuN不锈钢热处理温度场的有限元数值模拟

基于ANSYS有限元平台,结合热物性参数的温度敏感性和现行热处理工艺对1Cr15Ni4Mo2CuN钢不同尺寸丝杠工件在淬火加热和深冷处理过程中的温度场变化规律进行了模拟,通过显微组织观察、XRD和硬度测试分析了不同深冷处理时间下工件的残留奥氏体含量。结果表明,?40、?45和?50 mm工件在1070℃加热时的温度均一时间分别为1100、1294和1446 s;?40 mm工件在-196℃深冷79 s时整体温度降至Mf点以下,此时工件中的残留奥氏体已大量转变为马氏体,硬度明显升高,残留奥氏体含量随深冷时间延长而降低,但深冷1800 s后,继续延长深冷时间时残留奥氏体含量变化不明显。     

F40MnVS非调质钢大规格棒材热加工图的构建

采用Gleeble-2000D热模拟试验机对F40MnVS非调质钢进行了热模拟压缩试验,分析了该钢在850~1 050 ℃和0.01~10 s^-1条件下的热模拟压缩变形特征。同时,根据Prasad提出的动态材料模型(DMM)并结合有限元模拟,建立了适用于F40MnVS非调质钢φ156 mm规格棒材的热加工图。研究结果表明,在低应变速率(0.01~0.1 s^-1)下,材料呈现典型的动态再结晶特征;在高应变速率(1~10 s^-1)下,材料发生动态回复;由所建立的热加工图确定了F40MnVS非调质钢的最佳的热变形工艺,即变形温度900~950 ℃,应变速率0.03~0.1 s^-1。热加工图为F40MnVS非调质钢大规格棒材的加工性能分析和工艺优化提供了参考依据。     

耐大气腐蚀抗震钢筋HRB500aE的开发

设计开发了一种无Ni系低成本耐蚀钢筋成分体系，试验确定了22 mm规格棒材、8 mm带肋钢筋盘条HRB500aE的最佳控轧控冷工艺参数。采用周浸试验，对比分析了耐蚀钢筋与碳钢钢筋耐蚀性差异；通过SEM和TEM电镜，分析了Cu在钢基体的分布，周浸试验后内锈层形貌以及内锈层Cu、Cr的富集行为。     

低碳含碲硫易切削钢的轧制工艺研究与实践

针对实际生产中由于Te的熔点、沸点均较低,在冶炼、浇铸过程中极易气化,使其含量难以控制且回收率较低; Te大多富集在硫化物附近,进一步恶化含Te硫系易切削钢的热加工性,导致轧制过程中产生轧件劈头开裂的问题,利用Gleeble-3500热模拟试验机对含Te硫系易切削钢1214Te的高温塑性规律进行了研究,确定了最佳轧制工艺参数,并成功轧制了φ16 mm盘圆。轧材检验结果表明,1214Te盘圆的布氏硬度不大于170HBW;盘圆夹杂物形貌主要为椭球状或短棒状,分布较为均匀;在相同的切削加工条件下,1214Te盘圆切削效果优于硫系易切削钢1215MS。     

脉冲电磁场下铝合金半连续铸造技术研究进展

利用脉冲电磁场引起的力效应、热效应及磁势能可显著改善铝合金半连续铸造组织性能,同时,脉冲电磁铸造技术在绿色生产、智能控制等方面紧密契合“低碳冶金”的国家战略要求。综述了脉冲电磁场在铸造晶粒细化、微观结构演变及析出物细化3方面的研究成果,分析了脉冲电磁场特性与材料相变的耦合机制,提出了脉冲电磁场控制凝固、析出相变组织的初步构想,以满足高性能铝合金的质量要求。着重介绍了基于理论指导开发的熔体表面脉冲电磁场技术及其在7XXX(φ203)、6XXX(φ380)、Al-Si(φ120)等多规格半连续铸造的工业实践,脉冲电磁场有望在今后铸造、热处理等多个冶金环节发挥更大作用。     

HRB400热轧带肋钢筋脆断原因分析及改进

通过对HRB400热轧带肋钢筋脆断的断口进行化学原位、电镜扫描以及金相组织的检验分析，结果表明：钢筋存在严重的C、P偏析，再加上冬季生产时的轧后冷却速度较快，使钢筋出现大量强度高、塑性低的上贝氏体组织；钢筋局部区域存在的微小裂纹，在受弯的情况下，裂纹处形成应力集中，裂纹会快速扩展；钢筋反复弯曲加工后，降低了钢筋的韧性。这些因素综合作用使得钢筋发生脆断。在此基础上，对钢筋脆断的问题提出了相应的改进措施，HRB400钢筋产品的质量得到了提高，用户使用中基本没有发生脆断的现象。