面向不同规格热轧H型钢组织细化的微合金化设计

针对厚重热轧H型钢压缩比受限而难以通过“应变诱发相变”机制细化组织的技术难题，提出了利用超细奥氏体晶界促进相变而实现组织细化的新技术。理论分析表明，由于厚重热轧H型钢的压缩比不足以达到“应变诱发相变”所要求的应变积累，如何利用粗轧过程中稳定的第二相粒子抑制奥氏体晶粒长大，并调控精轧过程中奥氏体动态再结晶发生的临界应变，是厚重热轧H型钢微合金化设计中需重点考虑的问题之一。试验结果表明，采用Ti/N微合金化设计可有效抑制加热和粗轧过程中奥氏体晶粒长大，进而达到调控精轧过程奥氏体动态再结晶临界应变、促进有限应变量下的奥氏体动态再结晶而实现组织细化的目的。同时，Ti/N微合金化设计为NbC粒子依附TiN粒子的形核析出提供条件，形成了更为细小和弥散分布的第二相粒子，有利于抑制道次间奥氏体的静态再结晶并有效提升热轧厚重H型钢的强韧性。     

H型钢变形量与奥氏体组织演变研究

借助有限元模拟方法,对H型钢生产过程中粗轧、精轧单道次和多道次变形压下量、轧制速率对奥氏体组织演变的影响进行研究,并表征了奥氏体再结晶和晶粒直径大小的关系。模拟结果表明:轧制前几个道次较大应变有利于奥氏体晶粒细化,高温段大变形量对细化奥氏体晶粒、均匀奥氏体组织有利。利用组合优化后的模拟结果,改进轧制工艺,现场应用结果表明,优化后奥氏体晶粒的最大值减小了近30%,奥氏体组织更加均匀,平均晶粒尺寸相应减小,奥氏体组织得到细化,有利于提高H型钢的力学性能。     

含铌低碳贝氏体钢再结晶与应变诱导析出研究

利用热模拟技术研究了不同热变形温度条件下双道次变形及不同道次间隙时间等工艺参数对一种铌微合金化低碳贝氏体钢再结晶规律的影响。根据静态再结晶软化率曲线图和双道次热变形后奥氏体晶粒随着间隙时间的晶粒长大趋势,研究了应变诱导析出Nb（C,N）与热变形中奥氏体再结晶的相互作用规律。结果表明,1000—900℃的变形温度内,由于发生应变诱导析出,再结晶过程被延迟,在本试验的道次间隙时间内都为部分再结晶,同时随着变形温度的降低,经过双道次累计应变后,发生完全再结晶,奥氏体晶粒明显细化。     

15MnMoVNRe钢奥氏体再结晶规律的研究

本文就15MnMoVNRe纲在不同轧制工艺参数(原始奥氏体晶粒尺寸Do,轧制温度TD,形变量ε等)奥氏体再结晶及晶粒细化规律进行了系统研究。试验结果表明:完成再结晶的临界形变量ε完与原始奥氏体品粒直径Do、轧制温度TD密切有关,其中TD的影响更显著。再结晶后的晶粒直径Dr取决于Do和道次形变量ε。高温多道次小形变量(ε<10％)轧制。头1～3道次形成特大晶粒使平均晶粒尺寸增大,4～5道次后,晶粒尺寸开始细化,但采用5％的道次形变量5道次后仍不能消除个别特大晶粒。     

高强韧性H型钢的再结晶区控制轧制试验研究

应用钢的控制轧制理论,在Gleeble-2000热模拟实验机上进行了H型钢的奥氏体再结晶模拟轧制,并配合必要的金相组织实验,研究了加热温度和再结晶区轧制道次变形量对最终组织及晶粒度的影响规律,为现场生产制订出比较合理的控轧工艺,开发出高强韧性H型钢产品。     

20MnSi加热和轧制过程中奥氏体组织演变模型

本文通过实验测定了20MnSi在不同加热速度条件下奥氏体形成温度。实验结果表明,奥氏体形成温度与加热速度近似为直线关:AC3=910-0.7055V。在奥氏体形变过程中,如果奥氏体中的应变积累大于奥氏体动态再结晶临界应变,则奥氏体将发生动态再结晶。若20MnSi在轧制道次之间发生了静态再结晶,奥氏体静态再结晶晶粒尺寸与再结晶温度T遵循经验公式d_(SRX)=a×d_0~b×ε~c×exp(-Q/RT),其中a=3.43,b=-0.4,c=-0.5。     

X70管线钢热连轧过程奥氏体再结晶、晶粒尺寸和平均流变应力的预测

在考虑动态、亚动态再结晶及静态再结晶的基础上,建立了X70管线钢的物理冶金模型,并应用于板带钢热连轧过程奥氏体再结晶、晶粒尺寸和流变应力的预测.结果表明,在合理的温度和压下条件下,应变累积可导致在精轧过程出现动态 亚动态再结晶行为,促进奥氏体晶粒的进一步细化.终轧温度的降低可引起奥氏体晶粒的粗化和残余应变的显著提高.建立了考虑晶粒尺寸和残余应变影响的平均流变应力(MFS)的人工神经网络预测模型,大大提高了热连轧过程MFS预测精度.     

高碳钢线材轧制工艺参数对晶粒尺寸的影响

结合高碳钢线材的生产实际，利用物理冶金理论和实验模型，对奥氏体的变形-再结晶过程进行模拟计算，计算出各道次的奥氏体晶粒尺寸并分析变化规律。模拟计算结果表明，亚动态再结晶在粗轧和中轧阶段起主要作用，在轧制后半程，静态再结晶起主要作用。分析改变生产工艺参数对晶粒尺寸的影响以及晶粒细化的途径。为进一步的相变、性能预测提供指导依据。     

多道次热轧形变中混晶的细化规律

本文用定量金相法研究了多道次热轧形变条件下混晶奥氏体的细化规律。研究结果表明,形变在高温再结晶区进行时,起始奥氏体大晶粒或未再结晶晶粒明显细化,而小品粒细化缓慢;形变在部分再结晶区进行时,小品粒或已再结晶晶粒细化,随温度下降,起始奥氏体大晶粒或未再结晶晶粒变得更难实现再结晶细化。此外,还研究讨论了产生上述结果的原因。     

低碳钢热变形奥氏体的再结晶行为

对热变形奥氏体的再结晶动力学和微观组织演变进行了模拟计算,对晶粒尺寸的模拟值和实测值作了比较,分析了化学成分对动态再结晶率的影响以及残余应变与变形温度的关系.结果表明:在温度较高、应变速率较低的条件下容易发生动态再结晶,随着变形温度的降低,发生动态再结晶的几率减小,而静态再结晶在前几道次进行得比较充分,随后进行得不充分,增加碳和锰的含量可以促进动态再结晶的发生,残余应变随变形温度的降低而增大,晶粒尺寸的模拟值和实测值吻合较好,表明所选用的模型有一定的参考价值.     

直轧过程中奥氏体和铁素体晶粒尺寸变化规律

在Gleeble-1500热模拟试验机上通过对普通碳素钢Q345进行不同温度制度和变形制度的试验，研究了不同工艺条件对奥氏体和铁素体晶粒大小的影响，并对直接轧制Q345钢的组织进行了研究。结果表明，模拟直接轧制板坯在终轧后其奥氏体晶粒尺寸由边部到中部是逐渐增大的，而其冷却后得到的室温铁素体组织也呈现同样的趋势，并且在直轧中部还出现了针状铁素体。     

轧制参数对板带晶粒尺寸影响的模拟分析和工艺优化模型

利用所建立的热轧微合金化钢板带晶粒尺寸仿真系统对开轧温度、变形速度、变形程度分配、道次间隙时间等工艺参数对晶粒尺寸的影响进行模拟分析和计算，在此基础上建立了晶粒尺寸与工艺参数问关系的BP网络模型，进而建立了工艺优化模型，以充分利用静态再结晶机制，细化微合金钢板带的晶粒。     

CSP线高强度细晶热轧板的混晶和变形拉长晶粒的成因

对CSP线生产的高强度细晶热轧板的混晶和拉长晶粒的成因进行了分析,用有限元分析法模拟了热轧带钢的变形区的剪切应变场和温度场,用Gleeble实际模拟轧制工艺和组织变化。结果表明,CSP线高强度细晶热轧板的混晶和拉长晶粒的形成与钢板轧制过程中的钢板表层的变形场及温度场有关,也与先析出铁素体的形成后再进行轧制变形的过程有关;采用奥氏体深过冷轧制,既保证得到细晶粒又避免产生混晶和被变形拉长的晶粒。新的CSP轧制工艺,成功地生产了高强度高成形性细晶粒C-Mn热轧板。     

316L/EH40不锈钢复合板热轧过程中晶粒组织的均匀性

 为了改善热轧不锈钢复合板晶粒组织的均匀性,采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案,研究轧制工艺参数对基层不均匀因子、基层平均晶粒尺寸、复层不均匀因子和复层平均晶粒尺寸的影响,分析各参数的影响显著性顺序,并采用综合平衡法得到优选参数组合,轧制压下率为60%,轧制温度为1 100 ℃,轧制速度为300 mm/s。对优化后的参数组合进行有限元模拟,得到了热轧过程中沿不锈钢复合板厚度方向晶粒尺寸的分布及其变化规律。通过试验与仿真模拟获得的晶粒尺寸进行对比验证,得出晶粒尺寸误差在5%以内,验证了有限元模型的正确性与可靠性。     

微碳钢热轧温度参数的实验室研究

针对微碳钢的特点,在实验室进行了模拟实验,在“三高一低”的原则下,研究了微碳钢加热温度对AlN溶解的影响,终轧温度及冷却速度对热轧晶粒度的影响,卷取温度对AlN和渗碳体析出的影响。提出了生产微碳钢的热轧温度参数,为大生产制定工艺制度提供了理论依据。     

终轧温度对热轧中碳含硼钢40B实际晶粒度的影响

研究了终轧温度(880～935℃)对热轧中碳含硼钢40B实际晶粒度的影响。在开轧温度990～1010℃的情况下,通过控制圆钢轧制节奏,实现不同的终轧温度,得出终轧温度降低有利于改善Φ32mm热轧中碳含硼钢的实际晶粒度。通过试验生产实践,并分析圆钢头、中、尾部1/2半径区域的纵向金相组织,发现当终轧温度在880～890℃时,热轧中碳含硼钢40B的实际晶粒度最细小且均匀。     

带钢卷取温度与铁素体晶粒长大模拟

建立了Q235热轧带钢卷取后冷却过程中的传热模型，考虑了钢卷导热系数的正交各向异性与导热系数在冷却过程中随温度的变化，用ABAQUS软件对钢卷冷却过程中的温度场进行了模拟，确定了钢卷不同位置的冷却曲线。以钢卷不同位置的温度演变为基础，用自行开发的热轧过程组织性能预报软件ROLLAN对带钢沿长度方向的铁素体晶粒尺寸进行模拟，通过现场开卷取样和大量的定量金相实验，测试分析了沿带钢长度和宽度方向铁素体晶粒尺寸的变化。模拟与实验结果吻合良好。     

Numerical Simulation of Austenite Recrystallization in CSP Hot Rolled C-Mn Steel Strip

An integrated mathematical model is developed to predict the microstructure evolution of C-Mn steel during multipass hot rolling on the CSP production line,and the thermal evolution,the temperature distribution,the deformation,and the austenite recrystallization are simulated.The characteristics of austenite recrystallization of hot rolled C-Mn steel in the CSP process are also discussed.The simulation of the microstructure evolution of C-Mn steel ZJ510L during CSP multipass hot rolling indicates that dynamic recrystallization and metadynamic recrystallization may easily occur in the first few passes,where nonuniform recrystallization and inhomogeneous grain size microstructure may readily occur;during the last few passes,static recrystallization may occur dominantly,and the microstructure will become more homogeneous and partial recrystallization may occur at relatively low temperature.     

稀土管线钢轧制工艺的模型研究

为了研究稀土对变形奥氏体晶粒的影响,建立了稀土管线钢的轧制模型,实验验证表明,模型可以精确预测稀土管线钢轧制过程中奥氏体晶粒的长大行为.研究发现,稀土改变了X80管线钢的奥氏体变形行为,原有的TMCP工艺不适合稀土管线钢.对于稀土管线钢而言,通过适当的调整轧制工艺,稀土的微合金作用可以得到充分发挥,相变之前的奥氏体组织明显细化.     

Effect of Hot Rolling Temperature on the Structure and Magnetic Properties of High Permeability Non‐Oriented Silicon Steel

1.3%Si steel hot bands were produced by hot rolling in a Steckel mill with two entrance temperatures: 1000°C (γ rolling) and 910°C (α+γ rolling). Hot band samples were processed with and without hot band annealing (900°C for 30s), cold rolled to final thickness of 0.5mm and annealed in H₂‐25%N₂ at 900°C for 40s. The combination of high hot rolling temperature and hot band annealing resulted in lower core loss and higher permeability. Although no significant differences were observed on the hot band microstructures, after hot band annealing the γ rolled sample showed a larger grain size. The final results were attributed to the effect of the initial grain size prior to cold rolling on microstructure and texture after annealing.