微合金钢凝固前沿脆性区溶质的偏析特性

 针对目前微合金钢凝固过程中产生大量裂纹缺陷的现状。以B-F偏析模型为基础对微合金钢凝固过程进行了理论分析,并结合Gleeble-1500热模拟试验,系统研究了SAPH440微合金钢凝固前沿脆性区的溶质偏析及裂纹敏感性。结果表明：微合金钢凝固过程中,固相率在0.75~1.00之间时,C、Mn元素偏析较轻,S、P、Ti元素偏析严重,Mn对S偏析有抑制作用,Mn的质量分数增加到1.2%时,S的偏析度降低至20.7;对凝固脆性区的影响程度顺序为Mn>S>C>P>Ti,S的质量分数由0.002%增加至0.02%,凝固脆性区由25K扩大至33K;Mn的质量分数从0.2%增大到1.6%时,裂纹敏感区间由15K扩大至38K。同时Gleeble-1500热模拟试验证实钢脆化的原因与试样的凝固组织无直接关系。     

改善45结构钢切削性能的研究

 开展了向中碳45结构钢中加入S、Ca元素来改善切削性的研究。研究结果表明：钢中w(［S］)=0.06%,总钙w(T［Ca］)=40×10-6,w(［Al］s)=0.01%左右时,夹杂物的纺锤率为57%;小于2.5 μm的夹杂物数量占夹杂物总数82%,夹杂物呈细小、弥散状态分布于钢中。由热模拟试验得出钢的塑性转变温度在1100~1000 ℃,通过配水软件计算出二冷各区的冷却水流量并应用于生产,铸坯表面和内部无裂纹,力学性能与未加S、Ca元素的45钢相当,但切削性能有明显的改善,切削刀具寿命提高了25%以上。     

含钛微合金钢SAPH440高温热塑性研究

通过Gleeble 1500热模拟试验机对含钛微合金钢SAPH440的连铸坯在1400~600℃温度区间内的高温延塑性进行了测试,对试样的断口形貌及组织进行了观察。确定tL~1350℃之间为连铸坯的第I脆性区,950~725℃之间为连铸坯的第Ⅲ脆性区;第Ⅲ脆性区塑性降低主要是由连铸坯中Al N的析出和晶界网状铁素体的形成造成。提高连铸机顶弯或矫直温度大于950℃可以减少连铸坯表面裂纹的产生。     

Q235B 薄板坯高温塑性的研究

根据Gleeble1500热/应变模拟试验机测试的CSP薄板坯连铸工艺生产的成分(%)为0.16~0.20C,0.020~0.060Al_t Q235B钢的70 mm ×1 500 mm薄板坯600~1400℃热塑性曲线,得出连铸坯第Ⅲ脆性区为700~900℃,如在此温度范围矫直,铸坯易产生裂纹。通过扫描电镜分析断口形貌和电子探针的成分分析,得出形变诱导铁素体呈网状析出和奥氏体在低温区域析出氮化物(AlN)导致铸坯脆化。     

不锈钢表面渗铝层/ZrO2复合涂层残余应力模拟

目的 研究不同制备工艺参数对渗铝层/ZrO2复合涂层残余应力的影响。方法 采用ANSYS 18.1软件中的Workbench模块,采用热力耦合的方法,对沉积过程中不同制备工艺参数下产生的残余应力进行数值模拟。结果 保温时间由2 h增长至5 h,等效应力由895 MPa减小至862 MPa。沉积温度由400 ℃升高至700 ℃,等效应力由541 MPa增加至999 MPa。ZrO2层厚度从2 μm增加至14 μm,等效应力由925 MPa减小至835 MPa,但是渗铝层-氧化锆层界面的剪切应力由59 MPa增加至101 MPa。基体厚度的变化对基体及渗铝层内的热应力影响不大,但对ZrO2层有较大的影响,基体厚度由0.3 mm增加至0.8 mm,等效应力由745 MPa增加至850 MPa。渗铝层使等效应力由877 MPa减小至745 MPa,径向应力由-1235 MPa减小至-1072 MPa,剪切应力由105 MPa降低到89 MPa,轴向应力由-375 MPa减小至-312 MPa,其中ZrO2层中的轴向应力改变明显,由-128 MPa减小至-39 MPa。结论 增加渗铝保温时间,整个复合涂层的应力降低。沉积温度与室温相差越大,热匹配失衡越严重。ZrO2层厚度增加,基体和渗铝层的应力均有升高,ZrO2层内部除剪切应力稍增加外,其余应力均减小。基体厚度增加,ZrO2层等效应力和径向应力均明显增大,因此应降低基体的厚度。渗铝层起到很好的缓冲作用。     

八流一体式小方坯中间包结构的优化研究

通过数理模拟,对采用正交法设计的某钢厂八流一体式中间包控流装置的实验方案进行钢液流场、温度场及流动特征的研究,并以此设计出新的控流装置.研究结果表明,采用新方案(湍流控制器十带导流孔的“V”型挡渣墙+双坝组合的控流方式),延长了近流水口响应时间及平均停留时间,各水口钢液的流动模式趋于一致,中间包内钢液的流动特征得到明显...     

含Nb-Ti微合金钢第三脆性区铸坯缺陷

采用金相显微镜、复型萃取、SEM、TEM对析出物的形貌、尺寸、数量进行统计分析,并利用Gleeble-1500热模拟试验机,系统研究了含Nb-Ti微合金钢第三脆性区的热塑性。结果表明:温度在950~700℃范围内时,断面收缩率最小为25.7%。析出物以TiN、Nb(CN)为主,950℃时粒子尺寸在50nm左右。随着温度的降低,粒子数量密度由51个/μm2增加到580个/μm2,尺寸随之减小。975℃的抗拉强度及临界应力分别为58.3、61.0 MPa。975℃以上,临界应力小于抗拉强度,不易发生沿晶断裂。975℃以下时,晶粒变形临界应力大于抗拉强度,产生沿晶断裂。     

三流大方坯中间包控流装置优化的水模拟研究

针对中间包夹杂物超标的问题,采用1∶2的水力学模型,对三流320 mm×480 mm大方坯中间包流场进行物理模拟,研究控流装置对钢液流动特性的影响,优化中间包流场.模拟结果表明:原型中间包存在着滞止时间短、死区比例大、持续流动的液体对中间包前壁不断的冲刷侵蚀的问题.采用方案3的挡墙与挡坝,滞止时间增加了18.05 s,且两个水口的滞止时间标准差仅为0.18,死区比例降幅为30.51％,很好地改善了液体的流动特性.