钎具钢55SiMnMo轧材表面裂纹的成因分析及工艺改进

针对100 t BOF-LF-VD-Φ450 mm连铸坯-Φ200 mm轧材流程生产的钎具钢55SiMnMo轧材表面易产生裂纹缺陷,分析对比了过热度、二次冷却、拉速、成分(Ti.B)等对缺陷的影响。通过工艺改进;控制钢水过热度20～30℃,控制B含量≤0.0008%,加Ti 0.015%～0.025%,拉速0.41 m/min,二冷比水量0.17 L/kg,使裂纹的缺陷率由原来的12.2%降低到1.6%。     

改善55SiMnMo方钢低倍锭型偏析的实践

介绍了石钢电炉大方坯连铸机改善55Si Mn Mo方钢低倍锭型偏析的生产实践。通过结晶器冷却水量由190 m3/h降低到175 m~3/h,二次冷却系统比水量由0.18 L/kg提高到0.23 L/kg,结晶器电磁搅拌强度由130/2.2 A/Hz降低到80/2.2 A/Hz、末端电磁搅拌强度由300/8 A/Hz降低到0,铸坯入坑缓冷36 h以上等措施,55Si Mn Mo方钢低倍锭型偏析明显改善,产品质量得到用户的认可和好评。     

20CrNi2Mo钢高温变形的本构方程与动态再结晶行为

 在DIL805A/T热模拟机上对低碳合金钢20CrNi2Mo进行等温单向热压缩试验,研究了该钢在温度为900～1 050 ℃、应变速率为0.001～1 s－1条件下的应变补偿本构方程及动态再结晶行为,为探索塑性变形行为和组织控制提供理论指导。对应变补偿本构方程进行验证发现,考虑应变补偿后得到的应力值与试验值的线性相关系数[R＝0.992 1,]平均相对误差[AARE]为3.019 2%;采用对[θ-σ]曲线进行3次多项式拟和求解拐点的方法,建立了临界动态再结晶模型,并结合微观组织分析了不同变形条件下动态再结晶进行的难易程度。结果表明,20CrNi2Mo钢在试验条件范围内全部发生了动态再结晶,且变形温度越高,应变速率越小,动态再结晶进行得越充分,并建立了[Z]参数动态再结晶临界应力模型和临界应变模型。     

添加A12O3纳米粉对中空钢55SiMnMo力学性能与夹杂物的影响

研究了中空钢55SiMnMo还原前期加0、018％、铸锭时加0．002％的120nmAl2O3纳米粉后钢的力学性能和夹杂物。结果表明，添加0．02％Al2O3纳米粉使锻后空冷55SiMnMo钢的屈服强度提高了13．9％，常温冲击韧性提高了70．8％；场发射SEM观察得出Al2O3纳米颗粒大多数成为非金属夹杂物的核心，钢中大部分夹杂物得到了细化，尺寸均在300nm～3μm之间。     

07MnNiMoDR板轧制热变形本构方程

利用Gleeble-3500热模拟实验机完成了07MnNiMoDR钢热等温平面应变压缩实验,获得了温度900～1 100℃、应变速率0.01～1 s^-1、变形率45%等条件的高温流变行为,其中温度和应变速率对流变应力的影响明显。基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,确定了峰值应力本构模型;通过分析应力应变与位错的关系,获得了硬化率及Z参数等与应力之间的内在关联性,建立了加工硬化-动态回复过程的流变应力模型;基于动态再结晶理论,采用Avrami模型计算了动态再结晶体积分数,获得Z参数计算方法,建立了动态再结晶过程的流变应力模型。利用所建立的本构模型完成了预测及对比分析,相关系数r为0.99,所建立的本构关系模型精度很高。     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究,分别在650～950℃温度区间内,以0. 01、0. 1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试,并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明:38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时,热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著,而当温度逐渐升高时,二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响,建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析,得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现,通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.     

Monel K-500合金高温流变特性及其本构方程

采用Gleeble 3800热模拟实验机研究了Monel K-500合金在变形温度为850~1 100℃,应变速率为0.01~10s-1时的高温流变行为,测定了合金在不同条件下的流变应力曲线。结果表明,最大压缩变形量对合金的流变行为影响不大;变形温度相同时,合金在应变速率为0.1s-1时取得最大峰值应变;根据Arrhenius模型得到了合金的热变形本构方程。     

16Mn钢热变形流变应力模型及晶粒大小

利用热变模拟试验装置，在850-1150℃变形温度，0.1-60 s^-1变形速率条件下，16Mn钢单道次压缩试验得到热变形的流变应力模型为a=4.4^e0.158 e^7.22×10^-5T exp(4383/T)形变激活能Q为366 kj/mol，应力指数n为9.56。＞900℃出现明显的动态再结晶，应力一应变曲线呈单峰状；＜850℃出现动态回复。流变应为a、峰值应为ap、再结晶晶粒大小与Z参数呈线性关系a(c=0.2)=3.67Z^0.098;an=2.9Z^0.11;Dr=1.5.13Z^-0.046。     

F45MnVS钢热变形本构方程

为了建立可以满足计算精度的F45MnVS钢高温塑性变形本构关系模型,利用Gleeble-3500试验机完成了热模拟等温压缩试验,获得了变形温度为800～1 000℃、应变速率为0.01～10s-1、变形量为0～70%时的金属流变行为。结果表明,应力随应变的变化具有明显动态再结晶特征,应力随变形温度的降低、应变速率的增加而增大;基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,建立了峰值应力本构模型;基于应力-位错关系和动态再结晶动力学,建立了加工硬化-动态回复和动态再结晶两个阶段的机理型本构模型,用于描述不同变形温度和应变速率时应力与应变之间的关系;采用所建模型完成了不同变形条件的应力应变预测,与试验结果的对比分析表明,相关系数为0.997,吻合度高。     

Modeling of Hot Deformation Behavior of 55SiMnMo Medium-Carbon Steel

The hot deformation behavior of 55SiMnMo steel was studied by hot isothermal compression tests at 950 — 1 100 °C and strain rates of 0.01 — 10s^?1 using a Gleeble 3500 thermal simulation machine. Experimental results show that the peak stress increases with decreasing deformation temperature and increasing strain rate. When the strain rate

= 0.01s^?1, or when

= 0.1s^?1 and the deformation temperature T ≥ 1000 °C, the dynamic recrystallization (DRX) of 55SiMnMo steel occurs. The hot flow stress constitutive equation, peak strain equation, as well as critical stress and strain for DRX initiation are obtained based on the experimental data. A comparison between the theoretical and experimental results verifies the reliability of the flow stress equation.     

耐热钢310S柱状晶组织高温变形本构方程的建立

通过Gleeble-1500热模拟实验获得了耐热钢310S柱状晶组织在变形温度为1 000~1 200℃,应变速率为0.01~30 s~(-1)条件下的应力-应变曲线。实验利用高温变形机理分析了热变形参数对流动应力的影响规律,建立了可用于轧制过程数值模拟的310S钢柱状晶组织高温变形的本构方程。     

纯钛精轧过程的高温变形行为及本构方程

为了研究高温变形参数对热轧纯钛卷精轧段高温变形行为的影响,利用Gleeble-3800热模拟机对纯钛进行高温热压缩试验。根据热轧纯钛卷精轧过程的轧制工艺要求,考虑变形温度范围为700~800℃,应变速率范围为0.01~10 s-1,变形量为80%。结果表明:纯钛的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率升高而升高;在700~775℃时发生了动态回复,在800℃下且应变速率小于1 s-1时还会发生动态再结晶。基于Arrhenius双曲正弦模型,利用线性回归方法建立了纯钛的本构方程,为纯钛的数值模拟和热加工工艺的制定提供了理论基础。     

Constitutive Modeling for Elevated TemperatureFlow Behavior of 30Cr2Ni4MoV Ultra-super-crit- ical Rotor Steel

In order to perform numerical simulation of forging and determine the hot deformation processing parameters for 30Cr2Ni4MoV steel, the compressive deformation behaviors of 30Cr2Ni4MoV steel were investigated at the temperatures from 970 to 1270 ℃ and strain rates from 0. 001 to 0.1 s-1 on a Gleeble-3500 thermo-mechanical simulator. The flow stress constitutive equations of the work hardening-dynamical recovery period and dynamical recrystallization period were established for 30Cr2Ni4MoV steel. The stress-strain curves of 30Cr2Ni4MoV steel predicted by the proposed model well agreed with experimental results, which confirmed that the proposed equations can be used to determine the hot deformation processing parameters for 30Cr2Ni4MoV steel.     

一种高强度微合金钢的高温流变和软化行为

利用Gleeble2000热模拟试验机对一种屈服强度为800MPa的高强度微合金钢的高温变形行为进行了研究.对不同变形条件下的流变应力-应变关系进行了分析,并利用Roberts提出的思想,用扩展了的蠕变方程建立了实验钢的流变应力模型,对不同变形条件下的流变应力进行了预测.利用双道次变形试验,得出了试验钢在高温变形保持时间内的软化率曲线,并对曲线进行了分析.     

回火温度对20SiMnMo高强度钢微观组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、万能力学试验机以及冲击试验机研究了950℃淬火220℃、240℃、260℃、280℃、300℃和320℃3 h回火试验对20SiMnMo高强度钢（/%:0.22C,0.80Si,1.00Mn,0.40Mo,0.72Cr,0.20Ni）微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的硬度、强度不断下降,伸长率、室温冲击功先升高再降低。当260℃回火时,试验钢具有均匀细长的板条马氏体组织,其强塑韧综合力学性能最佳:硬度值44.8HRC、AKV2冲击功75.3 J、抗拉强度1 278 MPa、屈服强度1 210 MPa、伸长率15.5%。     

含硼微合金钢高温本构关系研究

探讨了热力参数t、ε、ε对含硼微合金钢本构关系的影响及各因素间的相互作用，在此基础上，建立了该钢在高温下的本构关系模型。     

Constitutive Model for F45V Microalloyed Forging Steel at High Temperature

Isothermal hot compression experiments of F45V,a microalloyed steel,were performed on a Gleeble-1500 thermo-mechanical simulator at temperatures of 950-1 200℃ and strain rate of 0.01-10s-1.Based on the experimental flow stress curves,a constitutive model that was expressed by the hyperbolic laws in an Arrhenius-type equation was established,and the material parameters of the model were expressed as 6th order polynomial form of strain.Standard statistical parameters such as correlation coefficient and average absolute relative error were employed to quantify the predictability of the model.They were found to be 0.995 and 4.34% respectively.The results show that the established constitutive model can predict the magnitude and tendency of flow stress with the increase of deformation accurately,and can be used for the numerical simulation of hot forging process of the F45V steel.     

高速钢轧辊工作层材料的高温氧化行为

借助热重分析仪研究了高速钢轧辊工作层材料在500℃、650℃、800℃下于空气中的恒温氧化行为，得到了高速钢在不同温度下的恒温氧化动力学曲线。利用光学显微镜、X射线衍射分析仪、扫描电镜对高速钢的金相组织、恒温氧化产物及其形貌进行了分析，并对高速钢的氧化机理进行了分析。结果表明：高速钢试样在500℃恒温氧化2h，氧化速率缓慢；在650℃恒温氧化2h，氧化速率略有增大；在800℃恒温氧化2h，氧化速率剧增，并伴有明显的氧化膜开裂现象。氧化动力学曲线均为直线型。