低碳钢盘条氧化铁皮形成机理及其控制研究

低碳钢盘条表面氧化铁皮的质量是影响冷拉丝前除磷效果影的主要因素之一,采用热模拟试验机研究了对低碳钢盘条在不同加热温度和冷却工艺下形成氧化铁皮的厚度、显微组织、相结构及其组成成分、相对含量和分布特征,分析出了生成氧化铁皮控制方向和理想的吐丝温度和冷却工艺。研究结果表明,温度过高,生成氧化铁皮疏松易脱落,温度过低,生成氧化铁皮太薄起不到保护作用;冷却速度越快,生成氧化铁皮越致密,表面质量越好,Fe3O4层的厚度较厚,冷却速度过快则氧化皮就过薄。终轧温度950℃、吐丝温度930℃、冷却速度0.5~1℃/s的冷却工艺能得到厚度适中,致密度较高的氧化铁皮,且容易机械除鳞。     

高碳钢盘条三次氧化铁皮机械剥离性能

 在电子万能试验机上通过压弯的方法研究了高碳钢盘条氧化铁皮的机械剥离性。采用不同工艺的冷却试验获得了不同特性的氧化铁皮试样,针对不同厚度和微观组织的氧化铁皮试样,经弯曲试验获得不同氧化铁皮的剥离尺寸。结果表明,氧化铁皮的剥离性与其厚度呈正相关关系,与FeO层和Fe3O4层的层厚比呈负相关关系。氧化铁皮的剥离过程受应力状态的影响,与拉应力相比,压应力的剥离效果更好。适当提高高温氧化温度,延长氧化时间;降低600 ℃以下冷却速度,提高Fe3O4的生成量,均可提高盘条氧化铁皮的机械剥离性。     

终轧温度和卷取后冷却方式对汽车大梁用钢氧化铁皮特征的影响

 以含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢为对象,采用热模拟试验和试制生产卷取后控制冷却试验,研究了Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在不同终轧温度和卷取后采用不同冷却方式下对氧化铁皮结构的影响。试验结果表明：含Nb、Ti微合金的汽车大梁用钢在820~920℃之间终轧时,氧化铁皮主要由Fe3O4层和FeO层构成,终轧温度和轧制速度综合作用因素影响氧化铁皮厚度;卷取后不同冷却方式对氧化铁皮的外层Fe2O3层、中间层(Fe3O4+Fe)层及内层少量残余的FeO结构和厚度有较大影响。     

帘线钢等温和控冷过程氧化铁皮的形成

制备了80级帘线钢盘条在900℃空气等温5、8、12和16min以及900℃等温后分别以4、12和(4+12)℃/s的冷速冷却形成的氧化铁皮。用激光拉曼光谱仪确定了氧化铁皮是由FeO层、Fe3O4层和极少量的Fe2O3层组成。用金相显微镜观测了氧化铁皮的形貌、各层厚度和钢基体的显微组织。结果表明:由于氧化铁皮中产生了CO和CO2气体,900℃空气等温形成的氧化铁皮,除5min的样品外,都出现不同程度的裂缝或孔洞;随等温时间的延长,FeO中不断析出先共析Fe3O4,FeO层的急剧增加导致氧化铁皮总厚度增加。随冷速的提高,FeO层及氧化皮总厚度减少,钢基体中索氏体含量增多。以12℃/s冷却形成的氧化铁皮和基体组织,既有利于机械剥壳,又有利于盘条冷拉拔。     

热轧钢板红锈氧化铁皮形成机制及改进措施

在现场取样进行红锈氧化铁皮的宏观形貌、微区化学成分、组织结构及O/Fe质量百分含量的测试分析,发现钢中的Si与Fe生成的2FeO.SiO2化合物是形成红锈的主要原因。红锈氧化铁皮中的O/Fe质量百分比由内表面向外表面逐渐增加,内表面结构比较疏松,外表面结构比较致密。通过采用降低钢种硅含量,降低轧制过程温度和改善层流冷却工艺等措施有效地控制了氧化铁皮的性质和结构,从而避免了红锈氧化铁皮的产生。     

高碳钢盘条冷却线FeO层厚百分比模型及其应用

72A高碳钢（0.67%~0.73%C）盘条的氧化铁皮总量和氧化铁皮中FeO层厚百分比显著影响盘条的剥离性能。利用人工神经网络和数理方法,建立BP网络模型,实现了高碳钢线材氧化过程中的冷却制度与氧化后生成的FeO层厚百分比之间的复杂的非线性映射关系。将实测的参数与网络模拟结果进行比较得出,建立的BP网络训练精度非常高,泛化能力强,能很好的反应各个因素对FeO层厚百分比的影响。生产应用结果表明,根据BP网络模拟结果改进冷却工艺,适当降低吐丝温度,提高850~720℃区间冷却速度,使氧化铁皮中FeO层厚百分比减小,改善了机械剥离性能。     

控冷工艺对5.5mm C82DA氧化铁皮组织结构影响研究

文章对5.5 mm帘线胎圈用盘条表面氧化皮脱落后锈蚀及氧化铁皮机械剥壳效果不佳的问题进行研究,在斯太尔摩风冷工艺已固化的条件下对精轧机内控冷工艺和轧后水箱冷却工艺进行优化。通过试验对比,氧化铁皮厚度分别为7.22μm、12.93μm和12.47μm,Fe O比例从74.73%逐步提升至79.72%、81.47%,盘条表面氧化铁皮脱落问题和客户机械剥壳问题得以解决。     

弹簧钢表面裂纹氧化行为的研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机,通过高温氧化模拟试验,对弹簧钢表面裂纹在高温时的氧化行为进行了研究。试验结果表明,900℃以下时,裂纹表面氧化铁皮以Fe O为主;900℃以上时,以Fe O+Fe3O4为主;800~1 200℃区间试样裂纹周围脱碳层厚度的计算结果与实际值一致;1 100℃及以上时,试样表面裂纹周围开始形成氧化圆点,温度越高、保温时间越长、氧原子浓度越高,越容易形成氧化圆点。     

冷却工艺对510MPa级汽车大梁钢氧化铁皮的影响

为了控制钢卷氧化铁皮的厚度和结构,研究了工业生产条件下,钢卷卷取后的冷却工艺对510MPa级大梁钢氧化铁皮厚度和结构以及铁皮附着性的影响。结果表明:钢卷卷取后采用堆垛和加盖保温罩冷却时,氧化铁皮厚度在10～20μm,氧化铁皮结构以Fe2O3和Fe3O4为主,氧化铁皮易于脱落;采用自然冷却和风机进行吹风冷却时,氧化铁皮较薄,厚度小于10μm,且氧化铁皮结构以共析Fe3O4和Fe为主,氧化铁皮的附着性较好。     

吐丝温度对Q195盘条性能及其氧化铁皮生成的影响分析

试验研究吐丝温度对Q195盘条性能、金相组织及其表面氧化皮生成的影响:吐丝温度在930℃~960℃,Q195盘条的氧化铁皮结构和质量、综合物理性能和金相组织最佳。     

气保焊接用钢WER80S—G盘条的研制

采用先进的延迟冷却工艺在高速线材生产线上开发出550MPa级低硫、高韧性气保焊接用WER80S-G盘条,盘条ω（S）不高于0．005％。焊丝富Ar熔敷金属冲击功-30℃KV2平均达到170J以上,远高于设计要求。对比分析2种不同微量元素总量的盘条（焊丝）熔敷金属韧性以及2种不同保温罩状态设置轧制工艺时盘条金相组织的差异,据此优化WER80S-G盘条（焊丝）化学成分及轧制工艺条件,盘条具有F＋B组织,避免了淬硬组织,拉拔性能优良。     

管线配套焊丝钢生产缓冷工艺研究

通过测定焊丝钢冷却过程连续过冷曲线,制定了管线配套焊丝钢盘条的冷却工艺。通过调整冷却工艺参数,使盘条强度满足了用户要求。拉拔试验结果表明,盘条可以不经过热处理直接拉拔到用户要求线径,拉拔后焊丝满足了用户缠绕与送丝要求。     

高碳钢线材轧后水冷换热过程的有限差分模拟

根据82B和72A钢Φ5.5～12.5mm高速线材轧后水冷传热特点,将水冷过程分成3个区域,并在水冷箱区域中根据环形喷嘴的开关状态,分别采用了水对流换热和水蒸气对流换热两种形式传热模型,建立了水冷过程按喷嘴个数分段处理的边界条件,通过有限差分模拟得出轧后水冷系统中线材断面的温度分布。通过实测温度值校正高碳钢线材水冷过程中水的对流换热系数,模拟结果表明,精轧机入口和吐丝机的预报和实测线材表面温度均值的绝对误差在±20℃以内。     

一种低合金耐热焊丝钢盘条的研制

 采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了1.25Cr-0.5Mo气保焊丝钢的连续冷却相转变行为（CCT）,并在沙钢高线车间进行了该焊丝钢盘条的工业试制。试验结果表明：试样在950 和1 000 ℃ 2种变形温度下均得到铁素体（F）和马氏体（M）两相组织,且随变形温度和冷速降低,马氏体含量降低且尺寸减小;现场试制时设定精轧温度为950 ℃,吐丝温度为870～890 ℃,冷却速率为 0.3 ~ 0.5 ℃/s,则制得的盘条组织为F+M,强度低于830 MPa,其拉拔深加工时制丝顺畅,未发生断丝。     

胎圈钢丝用线材连续冷却转变行为

采用THERMECMASTOR-Z热加工模拟试验机和金相、硬度检测方法,对胎圈钢丝用线材连续冷却转变过程中组织与力学性能变化的规律和特征进行研究,建立连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速度在10~20℃/s时,线材的索氏体组织超过90%。根据试验结果制定合适的控制冷却工艺,生产的SWRH82A盘条珠光体片间距为0.10~0.15μm,索氏体组织约占95%,具有良好的抗拉强度和塑性。     

700MPa级高强度调质钢板焊接性能研究

从低成本700 MPa级调质中厚钢板的焊接性能着手,分析了母材的成分、组织及性能特点,研究了其焊接冷裂纹敏感性、焊接过程中的热输入量以及焊后热处理过程对试验钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,针对50 mm厚的700 MPa级高强度调质钢板,在中等拘束条件下,采用BHG-4M焊丝富氩混合气体保护焊、预热100℃的工艺进行焊接可以防止冷裂纹产生;在苛刻拘束条件下,最低预热温度在120℃以上才能防止裂纹产生;试验钢对焊接工艺规范有较强的适应性,焊接热输入量在8.85~24.17 kJ/cm范围内变化时,试验钢焊接接头的综合力学性能保持在较高水平。     

海洋平台用EH36厚钢板焊接接头的组织性能分析

按照EN 10225-2009附录E标准要求,采用50 kJ/cm大热输入埋弧焊工艺焊接厚为100 mm海洋平台用EH36钢板,测试分析了焊态及焊后热处理态焊接接头的组织与性能。结果表明,无论焊态还是焊后热处理态,EH36厚钢板焊接接头的硬度HV10≤280,抗拉强度≥510 MPa,-40℃冲击功均值≥50 J,表面组织以粗大的板条状贝氏体＋少量粒状贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体＋珠光体为主,表明济钢开发的EH36厚钢板满足海洋平台的焊接生产要求。焊接接头表面与心部熔合线形状及传热状态的差异,是导致表面HAZ晶粒比心部粗大、因而表面韧性低于心部的主要原因。     

焊缝中氢的扩散行为及影响因素

 扩散氢会在焊缝中引起氢脆、延迟裂纹等,导致结构产生低应力断裂。为了研究氢的扩散行为,采用水银法和气相色谱法测定了逸出的扩散氢量,并采用真空抽取法测试了不同温度下残余氢的释放量。试验表明,扩散氢量不受焊道数量的影响,它的逸出时间随焊道数的增多而增长,逸出速度随合金含量的增多而降低。随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多,测定出的扩散氢量减少;测氢试样在100~200℃保温时,逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。残余氢量与扩散氢量的多少无关,它与焊缝的含氧量、组织和硬度等有关系。     

加热条件和轧制过程温度对35K盘条组织的影响

盘条表层的魏氏组织是35K冷墩盘条冷镦开裂的主要原因.为控制表层魏氏组织,首先在实验室模拟了加热炉的加热时间和均热温度,然后根据实验室的研究结果在工厂进行了不同轧制过程温度的试验.试验结果表明:当在加热时间80～90min、均热温度1160～1230℃、终轧温度820～840℃和吐丝温度800～820℃的条件下,所获得的盘条组织均匀、表层魏氏组织小于1级,有效地防止了冷镦开裂.     

双电弧集成冷丝复合焊中冷丝位置对焊接过程的影响

搭建了双电弧集成冷丝复合焊接系统,研究了冷丝不同位置对焊接过程的影响机理,其中包括冷丝作用位置对其加热熔化作用及表面成形的影响。实验结果表明:冷丝从两引导焊丝正前方送入时,熔池前端对冷丝的加热熔化作用不充分,冷丝末端会顶触熔池底部,随着冷丝的持续送进和母材的向后移动,某一时刻冷丝回弹,焊丝末端的熔滴弹出落在母材表面形成大颗粒飞溅。当冷丝从侧面送入时,熔池一侧的温度较低,影响熔池金属的流动,导致最终的焊缝成形不对称分布。当冷丝从两引导焊丝正后方送入熔池时,冷丝始终插入熔池中,焊接过程稳定,是理想的冷丝作用位置。此外,随着冷丝送丝速度的增加,两种脉冲电流模式（同相和反相）下,熔敷率均随之增加,且相差不大。同相脉冲电流下电弧对冷丝的加热熔化作用最强烈,反相脉冲电流下次之,直流模式下最弱。