低合金钢Q345E静态再结晶模型研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对低合金高强度结构钢Q345E进行高温双道次热压缩试验,研究不同变形参数下Q345E钢在变形奥氏体区的软化行为,分析各变形参数对该钢静态软化的影响。通过采用0.2%应力补偿法计算得到静态再结晶百分数,确定了Q345E钢的静态再结晶激活能,建立了静态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变模型。     

低合金钢Q345E高温热变形行为及动态再结晶图

应用Gleeble-1500D热模拟试验机对低合金高强度结构钢(HLSA)Q345E进行高温单道次热压缩试验,研究了不同变形参数(变形温度T、变形速率ε和变形量ε)下Q345E钢的变形抗力,分析了各变形参数对该钢变形抗力和动态再结晶的影响。结果表明:随着应变速率的提高和变形温度的降低,Q345E钢的流变应力显著增大;在应变速率较低、高温时,易发生动态再结晶;在应变速率较高、低温时,不发生动态再结晶。建立了Q345E钢热态变形过程中的高温塑性本构方程和动态再结晶图,为科学设计和有效控制Q345E钢的成形工艺提供理论依据。     

Q345D静态再结晶行为的分析

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行双道次热压缩试验,得到了Q345D钢在不同工艺参数条件下的真应力-真应变曲线,采用应力补偿法计算了相应的静态软化百分数。研究了应变大小、变形温度及变形后保温时间对Q345D钢静态再结晶的影响,得到了再结晶的终止温度范围,为实际轧制工艺提供了理论依据。     

离心铸造40Cr/Q345B双金属结合层的热变形行为及热加工图

以离心铸造40Cr/Q345B双金属为研究对象,基于Gleeble-3500热模拟试验机,在变形温度为1 223～1 473 K,应变速率为0.005～1 s~(-1),变形量为60%条件下,进行恒温压缩试验,对含40Cr/Q345B双金属结合层的金属热变形行为进行研究,建立了本构方程及热加工图。结果表明,离心铸造40Cr/Q345B双金属结合层的流变应力随着温度的上升和应变速率的降低而减小,热变形激活能为241.589 kJ·mol~(-1)。基于热加工图及微观组织,确定了热加工工艺参数范围:变形温度为1 293～1 373 K、应变速率为0.5～1 s~(-1)。     

Q345B铌微合金钢的Johnson-Cook本构方程研究

采用热模拟试验机对Q345B铌微合金钢进行热压缩试验,根据试验结果,充分考虑热变形应变速率和变形温度对流变应力的影响,并在Johnson-Cook本构方程的基础上,对Q345B铌微合金钢的Johnson-Cook本构方程中的参数进行标定,方程预测表明流变应力与试验值一致,应力变化趋势相同。在此基础上建立三维有限元压缩模型,有限元模拟结果显示,计算的压缩应力应变曲线与实验测定曲线一致,表明了本构方程在有限元计算中的有效性和可行性,这可为其他模拟轧制计算提供材料的流变应力模型。     

热成型工艺对Q345R热轧钢板力学性能的影响

为了验证热成型工艺对Q345R热轧钢板力学性能的影响,通过模拟成型热加工方法,采用正火处理Q345R热轧钢板,分析其力学性能和组织变化。结果表明,Q345R热轧钢板采用热成型工艺制备封头时,由于热成型过程中,轧制强化效果减弱,组织粗化、力学性能降低。因此Q345R热轧钢板不适合用于制作强度富裕度小的热成型封头。     

焊接工艺对Q345D钢T型接头双道MAG焊接变形和应力影响的有限元分析

以Q345D低合金高强钢T型接头双面焊接过程的数值模拟为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,选择双椭球热源模型,模拟不同焊接工艺下Q345D钢T型接头双面焊接过程。数值模拟时,考虑材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响。基于模拟结果,预测了不同焊接工艺下的温度场、变形场和引力场的演变规律及分布特征,并进行了理论分析。     

Q345B低锰钛微合金化钢的静态再结晶行为

通过在Gleeble 1500热模拟机上进行双道次热压缩试验,研究Q345B低锰钛微合金化钢不同变形条件下的奥氏体软化行为。结果表明,变形温度越高,道次间隔时间越长,静态再结晶软化率越大。建立了试验钢静态再结晶动力学模型,经计算激活能为263.8 k J/mol。同一变形温度下,随变形时间增加,Ti C粒子的应变诱导析出抑制静态再结晶进行,使软化率曲线上出现平台。     

Q345D钢的热变形抗力研究

利用Gleeble-3500热-力模拟试验机,在变形温度为750~1 200℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)、应变量为0.7的条件下对Q345D钢进行单道次压缩试验,得到其真应力-真应变曲线,分析了变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,降低变形温度和提高变形速率,均可使Q345D钢的变形抗力增大;只有在较低的变形速率和较高的变形温度下,Q345D钢才发生动态再结晶。通过非线性拟合,建立了Q345D钢的变形抗力模型,并与试验变形抗力进行对比分析,结果表明该模型具有较高的拟合精度。     

中厚板埋弧自动焊焊接工艺

总结了中厚板Q345B结构埋弧自动焊焊接工艺,通过控制工艺参数及焊接工序消除了中厚板埋弧自动焊易变形、易产生气孔的缺陷,提高焊缝一次成功率。     

超快冷处理低合金Q345B钢的折弯开裂失效分析与对策

利用扫描电镜对超快冷工艺生产的Q345B钢弯曲失效开裂的断口形貌、显微组织和钢中的夹杂物进行了分析。结果表明,Q345B钢中存在超标的大尺寸夹杂物诱发了弯曲变形过程中裂纹的萌生,而超快冷工艺产生的网状渗碳体和粒状贝氏体硬相组织降低了Q345B钢的塑性和韧性,促进了裂纹的扩展。通过延长LF工序精炼时间和控制超快冷工艺冷却速度及提高终冷温度,使钢中夹杂物尺寸大大降低,显微组织转变为铁素体和珠光体组织,从而提高了Q345B抗弯曲性能。     

40Cr/Q345B双金属热压缩组织演变与界面结合机制

对40Cr/Q345B双金属材料在变形温度为1000、1050、1100和1150℃,变形前保温时间为30和60 min,压下量为50%、65%和80%的条件下进行热压缩复合实验,研究其界面结合行为。借助光学显微镜和能谱仪,研究界面的组织演变及元素扩散规律,利用显微硬度仪分析界面处的显微硬度分布,揭示双金属界面的结合机理。结果表明:在变形温度为1000~1150℃时,变形温度升高有利于40Cr/Q345B双金属的界面结合;压下量从50%增加至65%,促进了界面结合,但压下量为80%时,过高的变形量会影响界面两侧基体的协调性能,从而降低界面的结合强度;此外,变形前保温时间为30 min,有利于界面结合。随着保温时间的增加,基体的晶粒尺寸变大、显微硬度降低,界面处的显微硬度最低,为150 HV;随变形温度的升高,界面处的显微硬度提高,最高为185 HV。40Cr/Q345B双金属热压缩过程中的元素扩散以Cr为主,在变形前保温时间为30 min、变形温度为1150℃下,压下量为50%时的扩散距离约为3.7μm,其结合机制主要为冶金结合。     

Q345B中厚板连铸坯中间裂纹成因分析及控制

针对太钢280mm×2 000mm断面Q345B连铸坯中间裂纹导致的锻造过程裂口缺陷问题,采用低倍检验、模型计算等手段分析了铸坯中间裂纹形成机理,在此基础上提出Q345B裂纹缺陷解决措施,为降低铸坯锻造材裂口缺陷率提供了技术支撑。结果表明,太钢Q345B铸坯中间裂纹的主要影响因素为设备辊缝精度,同时连铸工艺参数也是铸坯裂纹形成和扩展的重要条件。针对上述原因,采用提高辊缝精度、降低过热度、增加二次冷却强度工艺可以提高等轴晶,基本消除了中间裂纹缺陷;开发的凝固末端电磁搅拌工艺可以根本上改善内部质量,彻底解决了中间裂纹问题。     

柔性薄板热轧Q345B汽车大梁板的组织与性能研究

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等方法研究了柔性薄板（FTSR）线生产的Q345B汽车大梁板的组织和性能，测定了钢板的应变硬化指数n。结果表明，FTSR线生产的Q345B钢板组织比较细小、均匀，沿铁素体晶界析出碳化物，钢中有害元素含量较低，钢板的强度和伸长率高，且具有优良的成形性和冲击性能。     

钢中第二相粒子与铸坯表面裂纹分析

测试了Q345B钢的高温力学性能,鉴别了铸坯裂纹处析出物的类型,研究了含铌Q345钢中第二相粒子固溶析出及晶粒长大的规律,探讨了钢中第二相粒子与铸坯表面裂纹的关系及相应的控制措施。     

Q345E厚板低温冲击性能不合原因分析与对策

针对首秦公司4300mm轧机生产60-85mm规格Q345E钢板低温冲击韧性不合问题，分析了其主要影响因素，指出钢板终轧温度高、粗轧道次压下量小，且轧后多采用空冷造成钢板带状组织严重，晶粒尺寸粗大是该问题的主要原因。在生产中通过增大粗轧道次压下率、降低精轧温度、采用水冷等措施，改善了Q345E厚板的低温冲击韧性，大大提高了产品的合格率。     

稀土Nd对Q345B钢微观组织及腐蚀性能的影响

通过金相组织观察、周期浸泡试验、腐蚀交流阻抗谱测量等方法研究了稀土Nd对Q345B钢组织及腐蚀性能的影响。结果表明:稀土元素Nd使Q345B钢的组织细化、均匀;添加适量的稀土Nd可有效提高Q345B钢的抗腐蚀能力。     

夹杂物对工程机械用钢Q345FCA疲劳寿命的影响

采用QBWP-6000J型简支梁旋转弯曲疲劳试验机测定了高疲劳寿命工程机械用钢Q345FCA的疲劳寿命;采用扫描电镜(SEM)对疲劳断口形貌进行了观察,并用附带的能谱仪(EDS)寻找断口上的夹杂物;借助夹杂物自动分析系统对钢中的夹杂物进行了分析。通过对试验数据的分析,计算得出了Q345FCA钢和Q345钢夹杂物的表面临界尺寸、次表面临界尺寸和内部临界尺寸。结果表明,Q345FCA钢的疲劳极限为273 MPa,Q345钢的疲劳极限为266 MPa。Q345FCA钢和Q345钢中夹杂物尺寸均小于临界夹杂物尺寸,且断口形貌显示所有疲劳断裂均不是由夹杂物所引起,夹杂物不是疲劳源。     

晶粒尺寸对桥梁钢的耐腐蚀性能影响

通过周期性浸润腐蚀试验,研究了晶粒尺寸对桥梁钢Q345的耐腐蚀性能的影响。不同晶粒尺寸的Q345钢的失重数据表明,大晶粒尺寸的铁素体和珠光体组织的耐腐蚀性能略优。扫描电镜和X射线衍射仪对加速腐蚀产物-锈层进行了分析。结果表明,两种试样均存在较致密的内锈层和疏松外锈层,大晶粒尺寸试样的内锈层与钢基的结合更紧密。两种试样的锈层成分主要是Fe3O4和少量的各种FeOOH,内锈层FeOOH的含量更多。