层流冷却条件下碳钢相变过程的数值模拟

 采用数值模拟的方法,结合宝钢2050热连轧层流冷却生产线,模拟研究了不同碳当量钢种在层流冷却条件下的奥氏体转变过程,计算了前段主冷、稀疏冷却、后段主冷3种冷却模式对奥氏体转变过程的影响,定量分析了带钢厚度方向不同部位处奥氏体转变的差别。结果表明:在所选定的工艺条件下,随着碳当量的增加,铁素体开始转变时间明显推迟,铁素体开始转变温度明显降低,而珠光体开始转变时间和温度变化不大;不同冷却模式下铁素体、珠光体各相开始转变时间及演变过程差别较大,但最终各相的体积分数接近一致;带钢厚度方向各部位由于冷却速度的不同而存在明显的组织不均匀性。     

Q&P钢在冷却过程中铁素体的相变规律

 为了研究冷却过程中Q&P钢(quenching and partition steel)铁素体的相变规律,在热膨胀仪上以846 ℃均热200 s为冷却的初始条件,检测了成分(质量分数)为0.2%C、1.25%Si、2.0%Mn的Q&P钢在不同冷却速率下铁素体的相变热膨胀数据,应用杠杆定律将数据处理为相变规律与温度的关系,通过光学显微镜检测热处理后金相中的铁素体相体积分数和铁素体晶粒尺寸,得出了饱和位置形核条件下铁素体的形核率,基于混合控制模型得出了铁素体相变的相界迁移速率。结合相变开始温度,利用混合控制模型计算了相变结束温度和铁素体晶粒尺寸在相变过程中的演变规律,铁素体晶粒尺寸计算值与实测值吻合程度较高,相变结束温度的计算值与实测值的误差在±15 ℃以内,所获得的铁素体相变规律可以用于控制Q&P钢在冷却过程中的铁素体相变体积分数。     

硅质量分数对CSP生产DP600相变规律及工艺的影响

基于C Si Mn Cr Mo系600 MPa级热轧双相钢的组分，设计了不同硅质量分数(0.55%和1.17%)的两种试验钢。采用Gleeble 3500热模拟试验机测定了两种试验钢的连续冷却转变曲线，分析了硅质量分数对试验钢连续冷却过程中组织转变的影响，并研究了硅质量分数对短流程生产中温卷取型热轧双相钢生产工艺的影响。结果表明，相对于w(Si)=1.17%，w(Si)=0.55%使铁素体开始转变温度降低40~50 ℃，明显缩短了铁素体转变的孕育期，并增加了铁素体的体积分数。在CSP线上生产时，低硅钢的终轧温度可控制为820~830 ℃，低的终轧温度使铁素体相变时间增加2.2 s左右，铁素体转变量增加，且后续相变过程中可避免非马氏体组织的出现。因此，低硅钢适合在CSP短流程线上生产中温卷取型热轧双相钢。     

控轧控冷工艺对900 MPa级热轧带钢组织和性能的影响

通过动态CCT曲线测试和实验室控轧控冷试验,分析了900 MPa级热轧带钢连续冷却过程中的相变过程以及不同卷取温度下显微组织、析出相和力学性能的关系。试验结果表明:随着冷却速度提高,显微组织中多边形铁素体比例下降,贝氏体组织比例升高,冷速大于15℃/s时,显微组织全部为贝氏体;随着卷取温度升高,显微组织中针状铁素体比例下降,多边形铁素体比例升高;当卷取温度为600℃时,组织为铁素体+少量珠光体,此时析出相细小弥散,可获得抗拉强度达到1 000 MPa,延伸率17%的热轧产品。     

铜包钢丝用超低碳钢连续冷却转变规律探讨

利用膨胀仪、Gleeble热模拟试验机,对铜包钢丝用超低碳钢动态连续冷却转变规律进行了研究,绘制了铜包钢丝用超低碳钢动态连续冷却转变曲线,结合光学显微镜、显微硬度计分析冷却速率对其组织演变规律的影响。结果表明,铜包钢丝用超低碳钢奥氏体连续冷却的相变产物均为铁素体组织,随着冷速的提高,铁素体晶粒尺寸不断降低;在0.5～3.5℃/s冷速范围内,铁素体以大晶粒为主,周围伴随少量小晶粒,硬度较低。结合其性能及使用要求,轧制过程温度需控制在920℃以上,轧后冷却速率宜控制在3.5℃/s以下。该结果为制定铜包钢丝用超低碳钢盘条的控轧控冷工艺提供了重要的理论和技术参考。     

热轧带钢连续冷却过程中相变体积分数的计算

基于相变动力学原理 ,在充分考虑变形对相变影响的情况下研究了奥氏体向铁素体、珠光体和贝氏体相变的动力学。探索了热轧带钢连续冷却过程中相变体积分数的计算方法。用此方法进行的计算机模拟与实验结果相当吻合。     

冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响

轧后快速冷却已成为制备耐磨钢NM400的重要手段，但快速冷却过程会在带钢内引入高幅值残余应力，导致带钢出现板形缺陷，并在后续加工以及使用过程中出现畸变。因此，弄清NM400在连续冷却过程的相变行为以及冷却速度对其相变行为的影响规律，是干预带钢相变行为、改善连续冷却过程带钢内残余应力水平及分布的关键。针对某厂热轧连续冷却过程采取的两种冷却模式造成的板形差异问题，通过热模拟试验、基于断裂力学原理的裂纹柔度法以及建立ABAQUS有限元仿真模型，计算了连续冷却过程的温度场、应力应变场，揭示了冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响规律。研究结果表明，连续冷却过程残余应力的形成分为3个阶段，即热应力主导阶段、表面相变主导阶段和心部相变主导阶段；相变塑性应变的大小及方向与加载在相变瞬间的应力直接相关；加大冷速会提高带钢心部相变开始时带钢表面相变的体积分数，该体积分数越大，心部开始相变时所受到的拉应力水平越高，所产生的相变塑性应变越大，与相变应变两者叠加后在材料内会引入高幅值残余应力。研究成果可为耐磨钢NM400连续冷却过程残余应力调控提供数据基础和理论依据。     

中厚板生产过程中组织性能的预报

本文建立了C-Mn钢在控制轧制和控制冷却生产中微观组织演变和力学性能预测的物理冶金模型。模型包括加热、再结晶、相变和力学性能四部分，分别描述了中厚板热轧度冷却过程中的物理冶金现象。根据现场数据，计算了轧制过程奥氏体晶粒尺寸和再结晶分数的演变，预测了在不同工艺条件下连续冷却转变各相的体积分数和铁素体的晶粒尺寸等显微组织参数和相关的力学性能，预测结果和实测值吻合较好。     

中厚板生产过程中组织性能的预报

建立了C-Mn钢在控制轧制和控制冷却生产中微观组织演变和力学性能预测的物理冶金模型。模型包括加热、再结晶、相变和力学性能四部分，分别描述了中厚板热轧及冷却过程中的物理冶金现象。根据现场数据，计算了轧制过程奥氏体晶粒尺寸和再结晶分数的演变，预测了在不同工艺条件下连续冷却转变各相的体积分数和铁素体的晶粒尺寸等显微组织参数和相关的力学性能，预测结果和实测值吻合较好。     

热变形参数对含铌钢奥氏体未再结晶区变形相变的影响

利用Thermecomastor-Z热模拟试验机,研究了铌质量分数为0.128%的微合金低碳钢在奥氏体未再结晶区变形及连续冷却过程的相变,分析了变形温度、变形速率、变形量等热变形参数对相变的影响规律.研究表明,在连续冷却条件下,随着冷却速度的增加,相转变开始点降低,当冷却速率大于5℃/s时,90%以上的组织为粒状贝氏体.变形温度的升高、变形量及变形速率的增加对相变有促进作用.     

X70管线钢的组织控制与细化工艺研究

为了解奥氏体在连续冷却过程中的组织演变规律,更好地控制管线钢室温下的组织形态,对X70管线钢进行了静态及动态热模拟试验,绘制出了相应的连续冷却转变曲线（CCT曲线）,观察其组织,分析变形和冷却速度等因素对管线钢组织的影响。同时对X70管线钢的入精轧温度、终轧温度等因素控轧控冷工艺进行模拟研究。认为提高变形后的冷却速度能获得针状铁素体组织;在同一冷却速度下,动态连续冷却转变得到的组织更细密;降低入精轧温度、终轧温度,增加冷却速度能细化组织。     

Computer Simulation of Microstructure Evolution of 82B Rod at Different Cooling Rates

According to thermodynamics and kinetics of phase transformation,a mathematical model of phase transformation was proposed,and the microstructure evolution of an 82B rod at different cooling rates was simulated by using the FEM software Marc/Mentat,based on the measurement of time-temperature transformation（TTT）curves of the 82B rod.The simulated results were in good agreement with the actual measurements.From the results of computer simulation it was found that the cooling rate of the 82B rod,after laying,should be controlled within 5-8 ℃/s.In the microstructure of rod there were over 95% of pearlite volume fraction and a small quantity of dispersive martensite（less than 5%）.     

Effect of Slab Subsurface Microstructure Evolution on Transverse Cracking of Microalloyed Steel during Continuous Casting

As to the continuous casting process of low carbon microalloyed steel, subsurface microstructure evolution plays an important role in the slab surface cracking. In order to study the effect of the slab subsurface microstructure evolution on the transverse cracking, three different secondary cooling patterns （i. e. , mild cooling, strong cooling and controlled cooling） were performed in the corresponding slab curved continuous caster. Based on the metallo- graphic results, three transformation regions were found to be formed with the evolution of microstructures at different depths in the slab subsurface. The three regions are strong cooling transformation （SCT） region, double phase transformation （DPT） region and mild cooling transformation （MCT） region, respectively. Meanwhile, it was also found that the crack index used for evaluating slab surface cracking susceptibility was decreased when the range of the DPT region was increased. This can be explained by the fact that the double phase transformation （austenite-ferrite-austenite） occurred resulting from thermal cycling in DPT region, which resulted in promoting the refinement of prior austenite grains and inhibiting the precipitation of film-like ferrite and chain-like precipitates. Under the con- trolled cooling pattern, the widely-distributed DPT region was formed in the range of 3.5--8.0 mm to the slab surface. And compared with other cooling patterns, the cracking susceptibility is lowest with a crack index of 0.4.     

不同冷却速率下X70管线钢铁素体相变的模拟

为更精确地控制及优化X70管线钢的目标组织,以经典相变理论模型为基础,建立了先共析铁素体周围的临界碳浓度与原奥氏体的碳浓度之间的数学模型,并采用逆向回归法确定了铁素体相变分数的关键性参数,经试验验证,模型具有良好的精度。结果表明：临界碳浓度满足C^k=1．8,关系;铁素体相变分数的关键性参数m=1．3,b1=0．026...     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

Continuous cooling transformation behavior of hot rolled TRIP 600 steel produced by CSP process

The continuous cooling transformation behavior of hot rolled TRIP 600 steel produced by CSP process was investigated by means of Thermecmastor- Z thermal simulation testing machine, Formastor- F full automatic transformation instrument, OM, SEM and microhardness tester. The dynamic and static continuous cooling transformation (CCT) curves of the experimental steel were obtained. And the effect of deformation on phase transformation behavior was discussed. The results show that the temperature of austenite to ferrite and the volume fraction of ferrite gradually decrease with the increase of cooling rate. The transformation temperature range of the pro- eutectoid ferrite is 480-716??. Meanwhile, the transformation temperature range of pearlite is 519-647??, and the volume fraction of pearlite