物理模拟温度变化对钢的热塑性的影响

1　前　言实验室模拟表明 ,改变温度会导致连铸坯热塑性的较大变化 ,而矫直温度对热塑性影响较小。连铸普遍采用弧形结晶器 ,铸坯矫直时会使铸坯上表面产生应力 ,引起裂纹并扩展。等温拉伸试验表明 ,矫直温度降至 70 0～ 1 1 0 0℃范围时 ,钢存在热塑性区。本文对连铸过程中的热力学条件进行了物理模拟 ,目的是研究连铸过程中温度变化对钢的热塑性的影响。按下列方式进行连铸的物理模拟 ,即首先以商用软件获得一种典型的温度变化曲线即将一试样置于这种温度变化中 ,做低应变率下矫直时的拉伸试验 ,随后模拟实际变量 ,观察温度变化对热塑性的…     

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850 ℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据Ar3温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。     

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850 ℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据Ar3温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。     

连铸小方坯裂纹漏钢情况调查与裂纹漏钢机理探讨

铸坯在连铸生产过程中经常发生裂纹漏钢，它将严重影响铸坯质量，并可能造成中断生产和损坏设备的事故。产生裂纹漏钢的原因是多方面的，本文阐述了钢水的温度，成分等因素与裂纹漏钢的关系，对两次较典型的裂纹漏钢连铸坯进行了取坯样检验分析。此文对连铸生产操作会有一定帮助。     

连铸K16Mn钢板坯热装炉轧制过程中的热塑性

采用正交实验设计方法，在Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热学力学模拟试验机上模拟现场Ｋ１６Ｍｎ钢在连铸－热装炉轧制工艺（ＣＣ－ＤＨＣＲ），考察了连铸温度、热装温度、加热温度、加热保温时间、冷却速度和变形温度等因素对Ｋ１６Ｍｎ钢热塑性的影响，从而得到报Ｋ１６Ｍｎ连铸－热装炉轧制的优化工艺，并通过试样断口扫描分析，得到了Ｋ１６Ｍｎ连铸坯在ＣＣ－ＤＨＣＲ过程 产生高温脆化的原因，从而找出避免在生产过程中产生开裂     

Q235连铸坯产生裂纹的因素

本文就Ｑ２３５连铸坯产生裂纹与钢中Ｃ、Ｓ含量、浇注温度、拉坯速度等因素的关系，探讨提高连铸坯的质量。     

高锰系列H型钢腹板裂纹的研究与控制

针对困扰生产线锰含量较高的H型钢易出现轧制后产生腹板裂纹缺陷的情况,从炼钢、连铸、轧钢等工艺环节对H型钢裂纹产生的原因进行了分析,重点研究了铸坯夹杂物、拉速、中间包温度、保护渣、连铸异型坯断面温度对连铸异型坯出现腹板裂纹的机理的影响。通过有针对性地工艺改进和相关措施的实行,有效的控制了高锰系列H型钢腹板裂纹问题。     

H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

 为了解决H型钢连铸坯表面裂纹问题,结合凝固理论建立了H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热模型,并应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述和分析了凝固坯壳的温度分布、坯壳生长历程及各工艺因素对钢传热行为、凝固行为的影响,为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

Al含量和Cr-Mo微合金化对37Mn钢Φ350 mm铸坯裂纹的影响

通过试验研究和理论分析等手段，明确了柱状晶界面结合力弱是37Mn气瓶钢连铸坯裂纹产生的主要原因。采用拉伸试验、扫描电镜、金属膨胀仪、金相显微镜等研究设备，分析了柱状晶结合力的影响因素。研究表明，当Al含量0.007%增加至0.033%时，使800℃时钢的热塑性显著降低，同时导致A-F/P相变过程体积效应增大，柱状晶晶界位置易形成微裂纹及孔洞；同时晶界位置Al、P、S元素偏析也是形成裂纹的原因之一。在此基础上，提出了降低钢中N含量由0.0080%降至(0.0040%～0.0060%),添加微量Cr (0.20%～0.25%)、Mo (0.05%～0.08%)以及使连铸坯在750～600℃缓冷等措施，有效减轻了晶界相变应力及热应力，避免了37Mn气瓶钢连铸坯裂纹萌发和扩展。     

Q460C连铸板坯的高温塑性

 在Gleeble 1500热模拟机上测定了Q460C连铸坯的热塑性,深入分析了钢Q460C的高温脆化机理,确定了连铸坯的最佳矫直温度。结果表明,钢Q460C高温脆化受变形速率的影响较大,在第Ⅲ脆性区变形速率越低脆化越严重,实验用钢Q460C的低塑性区确定在660~985 ℃,连铸坯顶弯、矫直温度应高于985 ℃,有利于提高塑性,避免连铸坯表面裂纹的产生。     

连铸坯裂纹主要影响因素及对策研究

文章从钢的凝固行为、高温力学性能、作用在连铸坯上的各种应力、应变、化学成分以及微合金元素析出行为等角度出发,总结分析了各主要因素对连铸坯产生裂纹的影响,对铸坯裂纹的形成条件、机理进行了综述和总结,探讨性地提出了防止连铸坯产生裂纹的对策方向.     

含铌Q460C连铸坯高温热塑性研究

在邯钢gleeble-3500热/力模拟试验机上,针对Q460C连铸坯进行了高温热塑性测试研究.结果表明:1000～1300℃为塑性温度区间;650～950℃为第Ⅲ脆性温度区,在此区间,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物及微合金元素的析出物是钢的热塑性降低的主要原因,极易导致连铸坯产生裂纹缺陷.     

变形过程中含铜钢表面裂纹形成的影响因素

为了减少含铜钢表面裂纹,抑制"铜脆"现象,通过在变形过程中控制钢中铜质量分数、变形温度、氧化时间、变形量等研究方法对含铜钢表面裂纹产生的影响因素进行研究。结果表明,铜质量分数越高,表面裂纹产生越严重;不同铜质量分数的钢出现最大裂纹都有一定的临界温度,该临界温度在1 100~1 150℃的温度范围内;氧化时间越长,裂纹深度越深;变形量42%是试样表面裂纹大量出现的临界点,裂纹数量会随着变形量的增大而迅速增加,当变形量达到50%,裂纹增加速度会有所减缓并最终达到饱和。     

600—1200℃温度范围内含钒低合金钢高温热塑性影响因素的研究

应用ＧＬＥＥＢＬＥ－１５００热力模拟机，采用正交分析法测定量研究了低合金风中含钒量、变形温度、变形速率、冷却速率等因素对含钒钢温度热塑性的影响，用数学回归法建立了各影响因素与钢的热塑性间的数学模型，为制定含钒钢连铸工艺提供了依据。     

Mn对中碳钢连铸坯高温物理性能的影响

120 t转炉-LF-VD-连铸工艺生产37Mn5钢的280 mm×380 mm连铸坯易出现纵向裂纹。用Gleeble1500D热模拟试验机试验和分析了在1300～800℃时37Mn5钢(%:0.34～0.38C、1.30～1.55Mn)和45钢(%:0.42～0.50C、0.50～0.80Mn)280 mm×380 mm连铸坯的热塑性和力学性能,以及室温和1300℃之间加热和冷却时的膨胀-收缩效应。与45钢比较,得出≤950℃时37Mn5钢连铸坯的热塑性较低,在相变范围的体积变化较45钢铸坯大,导致37Mn5钢铸坯出现纵向裂纹。因此应降低37Mn5钢铸坯在540～870℃范围内的加热和冷却速度,以避免产生纵向裂纹。     

加硼钢连铸坯中间裂纹缺陷的改善

通过对添加硼前后A36钢连铸坯中间裂纹分布特征及其高温力学性能的调查研究,分析了其中间裂纹的形成原因.结果表明,硼的加入降低了钢的零塑性温度是铸坯产生中间裂纹的内因,而铸坯在连铸过程中受弯曲应变、矫直应变以及辊缝不对中引起的过大应变是裂纹产生和扩展的外因.据此提出了相应的改进措施,有效地减轻了A36-B钢连铸坯中间裂纹.     

A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析

应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量.应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系.应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的高温热塑性进行了研究.发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因,残余元素Cu、As和Sn在晶界的偏聚加剧了裂纹的形成,矫直温度偏低加速了裂纹的扩展,而裂纹的形成可能与AlN的析出无关,因为析出的AlN很少.      

GCr15连铸坯高温力学性能研究

采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机,测试了不同工艺条件下GCr15钢连铸坯的高温力学性能。结果表明,随测试温度升高,铸坯的屈服强度、抗拉强度、高温弹性模量和高温塑性模量总体均呈下降趋势,且在高温奥氏体单相区,容易受外力影响而发生塑性变形,产生裂纹缺陷。热塑性曲线的测试结果表明,GCr15钢连铸板坯的二次脆性区出现在725～800℃。     

中碳含硼钢小方坯连铸生产实践

研究了中碳含硼钢(w[C]%≥0.16)连铸坯中内裂纹的形成机理,包括钢的高温力学性能、BN和Al N在钢中的竞相析出行为。针对中碳含硼钢(w[C]%≥0.16)在连铸过程中出现裂纹漏钢和铸坯有中间裂纹的问题,采取优化配水制度、稳定中间包温度等措施,提高了铸坯的表面质量,使轧后线材的表面结疤得到缓解。     

U71Mn重轨钢高温力学性能研究

文章研究了U71Mn重轨钢的高温力学性能,通过对U71Mn重轨钢热塑性,延伸率、抗拉强度与温度的关系的分析可知:800~875℃、925~1 030℃为U71Mn的两个脆性温度区,在高温拉矫时,应该尽量避免这两个温度区,以保证在拉矫时不会出现裂纹;875~930℃热塑性和高温强度最好,所以在连铸生产过程中应选该温度范围为理论的拉矫温度;U71Mn温度在900℃时的热塑性最好。