矿用液压支架用耐蚀钢的研发

为解决矿井液压支架用钢由于服役环境复杂经常出现腐蚀的问题，设计开发了矿井液压支架用耐蚀钢，同时对其轧制及热处理工艺、组织性能、腐蚀行为等进行了研究。结果表明：采用中C,低P、S,复合添加Cr、Ni、Cu的化学成分设计，研发的Cr+Ni+Cu系耐蚀钢经模拟轧制、在线淬火后，在530℃保温1 h进行回火，组织为回火马氏体，力学性能最佳，抗拉强度和屈服强度分别为1 023、911 MPa,断后伸长率和断面收缩率分别为15%、55.9%,强度及塑韧性均满足国标要求且均较目前矿井用钢27SiMn有所提升；随着回火温度升高，实验钢中位错密度降低，强度逐渐下降，组织发生回复，马氏体板条边界变得模糊，带状结构消失，部分板条发生合并，尺寸变宽，由板条结构转变为块状，导致大角度晶界数量增多，塑韧性呈上升趋势；随着腐蚀的进行，实验钢腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定，经240 h全浸腐蚀(碱性盐溶液)后，实验钢的年腐蚀速率为0.401 mm/a,相较于对比钢降低了40%,耐腐蚀性能良好；实验钢锈层主要为Fe(CrO₄)OH,致密稳定，减少了溶液与基体的接触，提高了锈层对基体的保护能力。     

高强耐候钢焊接热影响区组织演变

利用热模拟试验机研究了Nb-Ti高强耐候钢在不同热输入条件下的热影响区组织演变和韧性变化，并采用热力学软件模拟计算了高强耐候钢的相变规律以及钢中第二相析出特征。结果表明，随着热输入量增加，焊接热影响区组织由板条贝氏体、针状铁素体向粒状贝氏体转变，且晶粒粗化程度增加；随着热输入量增加，焊接热模拟试样的低温冲击韧性逐渐降低，冲击断口中韧窝数量不断减少，在50 kJ/cm热输入条件下，冲击断口中存在大量的大尺寸解理面；高强耐候钢铁素体+奥氏体两相温度区间为684～830℃,钢中第二相主要以(Nb, Ti)(C,N)、NbN、TiN和Ti₄C₂S₂形式存在，当温度高于1 200℃,钢中高熔点第二相为TiN和NbN。     

无缝钢管斜轧穿孔过程分层缺陷的有限元模拟分析

无缝钢管斜轧穿孔过程中容易产生分层缺陷，以某厂φ460 mm PQF机组二辊斜轧生产线为研究背景，针对该问题展开研究。利用ABAQUS软件进行三维热力耦合模拟，对典型27CrMo44S钢斜轧穿孔工艺过程中产生分层缺陷的机理进行研究，并建立了无缝钢管斜轧穿孔工艺过程模型，对钢管的应力-应变场、速度场进行了分析。结果表明：在变形过程中，管坯内表层和中间层之间的过渡层受较大的横向和轴向拉应力，产生附加拉应力和切应力，该处金属易被拉裂，产生分层的倾向性大增；管坯外表面的金属质点速度呈螺旋状，在管坯沿轧制线方向外表面中间层产生了局部金属流动增厚，导致金属流动不均而产生堆积、鼓胀现象，进而加快分层缺陷的产生。研究结果为改进生产工艺提供了理论依据。