基于Ansys有限元的带钢层流冷却工艺的确定

采用Ansys对不同厚度带钢的层流冷却过程进行瞬态有限元模拟。得到了不同时刻带钢的温度变化和带钢宽度方向的位移变化;分析了在不同冷却工艺下带钢的温度场和应力分布;以某钢厂的层流冷却设备参数为例,来探讨不同厚度带钢的层流冷却工艺,为现场生产提供参考依据。     

热轧低碳钢不同冷却模式下的相变模拟与验证

利用计算机模拟技术，研究了控轧控冷中输出辊道上冷却模式对低碳钢相变的影响。以低碳钢SS400为例，针对鞍钢热轧带钢厂1780生产线，计算了输出辊道上3种不同冷却模式下低碳钢的相变行为，包括铁素体转变开始温度、组成相体积分数随时间的变化以及铁素体体积分数沿带钢长度方向的分布。研究表明，冷却模式对输出辊道上带钢的温度一时间曲线、铁素体转变开始温度及组成相的演化过程影响较大，但对最终组成相的体积分数影响较小。     

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

一种低成本易焊接钢的生产方法

<正>专利号:201310144348.3专利权人:河北钢铁股份有限公司邯郸分公司本发明无需加入提高焊接性能的合金元素,在线控制热轧带钢微观组织中易焊接软相铁素体含量为70%~95%、不易焊接硬相珠光体含量为5%~30%;采用加速冷却模式,冷却速率在原有冷却速率基础上提高5%~15%,经过加速后,不同厚度规格的带钢层流冷却水冷段冷却速率控制在65~105℃/s,层流冷     

河北钢铁股份有限公司邯郸分公司专利信息

<正>1、一种低成本易焊接钢的生产方法(201310144348.3)本发明无需加入提高焊接性能的合金元素,在线控制热轧带钢微观组织中易焊接软相铁素体含量为70%~95%、不易焊接硬相珠光体含量为5%~30%;采用加速冷却模式,冷却速率在原有冷却速率基础上提高5%~15%,经过加速后,不同厚度规格的带钢层流冷却水冷段冷却速率控制在65~105℃/s,层流冷却全阶段冷却速率控制在12.65~19.4     

冷却速度对V-N微合金钢相变行为的影响

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机、金相显微镜和显微硬度计研究了V-N微合金钢的连续冷却组织转变规律,分析了冷速对组织及性能的影响.试验结果表明:V-N微合金钢过冷奥氏体连续冷却过程中发生了铁素体析出、珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变;冷却速度影响铁素体分布和晶粒大小;珠光体相变结束临界冷速为7.0℃/s、贝氏体相变开始临界冷速为3.0℃/s、马氏体相变开始临界冷速为15℃/s.     

冷却模式对Grade50热轧带钢组织及性能的影响

以Grade50热轧带钢为研究对象，研究了冷却模式对其组织及性能的影响，分析了产品使用过程中折弯开裂的原因。结果发现，轧后快速冷却模式下，带钢组织为贝氏体+铁素体，铁素体内分布着大量的碳化物颗粒，强度相对较高，产品加工使用时出现了变形开裂问题；轧后缓慢冷却模式下，带钢组织为铁素体+珠光体，铁素体含量明显增高，塑性变形能力得到改善，但强度也随之降低。针对不同产品厚度制定了对应的轧后冷却模式；薄规格产品优先使用UFC低压、LFC稀疏冷却的冷却模式，确保产品的强度和塑性；厚规格产品根据需要，优先关闭UFC,采用FC集中冷却模式。同时提升钢水纯净度，采用连铸轻压下工艺，实现了产品质量的综合提升。     

ER70S-6热变形奥氏体连续冷却转变行为

采用Gleeble-1500热模拟机测定了ER70S-6合金焊线用钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合组织观察,获得了该钢的过冷奥氏体连续冷却转变动态CCT曲线;研究了其连续冷却转变产物的组织形态。试验结果表明,ER70S-6在0.1~20℃/s的冷却速度范围内组织主要由铁素体+珠光体、铁素体+珠光体+贝氏体、铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体组成。     

热轧带钢的冷却参数与翘曲关系

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84 mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲.      

热轧590MPa级车轮钢的奥氏体相变行为

 利用热力模拟试验技术,研究一种Nb-V-Ti复合微合金化C-Mn钢的奥氏体连续冷却相变行为,为低成本高性能热轧590MPa级车轮钢的控制轧制和控制冷却工艺制定提供必要的理论依据。研究表明：无形变条件下,铁素体转变存在的冷却速率范围为0. 5~5℃/s,珠光体转变存在的冷却速率范围为0. 5~2℃/s;形变条件下,铁素体转变存在的冷却速率范围为0. 5~25℃/s,珠光体转变存在的冷却速率范围为0. 5~10℃/s;不论是否存在形变,贝氏体转变存在于整个冷却速率范围(0. 5~30℃/s);奥氏体区形变增加了奥氏体内部的缺陷密度,促进了非均匀形核的发生,故形变促进了铁素体转变;由于试验钢的碳的质量分数较低(＜0. 10%),形变通过促进铁素体相变而间接促进珠光体相变;当贝氏体相变前无铁素体相变时,形变对贝氏体相变有促进作用;试验钢在实际热轧试验中冷却速率宜控制在20℃/s左右,卷取温度控制在550~650℃。     

控制冷却中钢板厚度方向上的冷却速度

应用有限元方法模拟分析了控制冷却过程钢板厚度方向上温度和冷却速度的分布。结果表明,钢板表面冷却速度随着冷却的进行逐渐减小,而钢板中心冷却速度逐渐增大,其余位置的冷却速度先增大然后减小。分析了冷却时间、开始冷却温度、冷却水温度和水流密度对冷却速度和钢板表面与中心冷却速度差的影响规律,结果表明,冷却速度差随冷却时间的增加、...     

热轧中碳宽带钢冷却过程横向弯曲变化规律的数值模拟

 针对目前困扰热轧中碳高强度宽带钢生产的横向弯曲缺陷,使用有限元软件ABAQUS结合FORTRAN语言编写子程序,建立热轧带钢轧后冷却有限元模型。通过模型计算,分析带钢轧后冷却过程中上下表面的冷却不均以及带钢厚度对带钢横向弯曲的影响。研究结果表明,相同厚度情况下,带钢上下表面冷却不均程度越大,带钢横向弯曲程度越严重,上下表面相同冷却效率比的情况下,带钢越厚,带钢横向弯曲越严重。冷却过程中,受温度变化和相变的综合影响,带钢弯曲方向和大小会发生较大变化,且冷却过程中带钢弯曲量最大值远远大于冷却结束后横向弯曲量。     

Factors Affecting Temperature Distribution along Thickness of Plate during Cooling Process and Their Control Strategies

 Based on the finite difference method, the factors affecting the temperature distribution along the thickness of plate during cooling process were analyzed. They include heat of transformation, heat conduction coefficient, specific heat, carbon content, cooling time, plate thickness and water flow. These factors form the basis of cooling specifications. In order to ensure the temperature distribution homogenous along the thickness, some cooling strategies, such as, interval cooling, zonal arrangement of header, were applied on line. The on-line results showed that the finite difference method can correct simulate the cooling process and that the structure permanence of the steel improved greatly.     

低碳钢的连续冷却转变

利用Gleeble-1500热力模拟试验机,研究了典型低碳钢在未变形及变形条件下的连续冷却过程的相变规律,并通过光学显微镜对连续冷却后的组织进行了详细观察和分析。结果表明：随着冷却速度的增加,铁素体相变温度降低,相变时间缩短,晶粒细化,贝氏体含量增多;变形加速了钢的连续冷却转变,使CCT曲线左移,贝氏体的临界冷却速度增加。     

核岛用P280GH钢的冷却相变过程及数值模拟

 为了研究核岛用P280GH钢管热轧成形后的冷却过程组织演变,采用物理模拟方法建立了CCT和TTT相变动力学曲线。结果表明,低冷速会形成粗大铁素体和珠光体,增大冷速可细化低温相组织,当冷速超过10 ℃/s时即开始出现贝氏体组织。运用叠加原理,基于有限元法,建立了试验钢冷却过程数值模型,分析了[?]219.1 mm×18.26 mm规格P280GH钢管在空冷和水冷两种冷却过程沿壁厚方向温度场、组织演变规律。结果显示,空冷条件相变组织为均匀的珠光体、无贝氏体和残余奥氏体;水冷条件获得相变组织为马氏体组织,管内外表面体积分数相差3.6%,计算结果与实际热处理工况基本一致。研究结果可为热轧P280GH钢管生产的控冷工艺提供指导。     

Effect of Slab Subsurface Microstructure Evolution on Transverse Cracking of Microalloyed Steel during Continuous Casting

As to the continuous casting process of low carbon microalloyed steel, subsurface microstructure evolution plays an important role in the slab surface cracking. In order to study the effect of the slab subsurface microstructure evolution on the transverse cracking, three different secondary cooling patterns （i. e. , mild cooling, strong cooling and controlled cooling） were performed in the corresponding slab curved continuous caster. Based on the metallo- graphic results, three transformation regions were found to be formed with the evolution of microstructures at different depths in the slab subsurface. The three regions are strong cooling transformation （SCT） region, double phase transformation （DPT） region and mild cooling transformation （MCT） region, respectively. Meanwhile, it was also found that the crack index used for evaluating slab surface cracking susceptibility was decreased when the range of the DPT region was increased. This can be explained by the fact that the double phase transformation （austenite-ferrite-austenite） occurred resulting from thermal cycling in DPT region, which resulted in promoting the refinement of prior austenite grains and inhibiting the precipitation of film-like ferrite and chain-like precipitates. Under the con- trolled cooling pattern, the widely-distributed DPT region was formed in the range of 3.5--8.0 mm to the slab surface. And compared with other cooling patterns, the cracking susceptibility is lowest with a crack index of 0.4.     

安钢低碳贝氏体钢生产的板形控制

安钢生产的低碳贝氏体钢出现瓢曲现象主要是在冷却过程中形成.出现瓢曲的主要原因是钢板在通过层流冷却系统时,在厚度方向和横向方向冷却不均匀造成的.本文分析板形缺陷,研究纵向、厚度方向及纵向的板形控制方法,并制定了相应的措施,达到了改善板形的目的.     

热轧中厚板超快速冷却过程温度场数值模拟

 超快速冷却工艺作为热轧钢板生产的核心技术,对改善板材产品组织形态、提升产品性能具有重要意义。在中厚钢板的超快速冷却过程中,心部与表面之间的冷却速度差异使得钢板在厚度方向上形成内外温度差,而超快速冷却中钢板表面的换热机制较为复杂,两者综合提升了中厚板冷却机制的界定难度。为提升中厚板超快冷模型计算精度,完善其换热体系,建立了中厚钢板轧后超快速冷却过程中等效换热系数反求法的数学模型。该模型依托离散解析法,基于导热微分方程及物体正规阶段的状态特点,将求得的超越方程根转化为等效换热系数,并将此作为超快冷温度场模型的边界条件。在此基础上,构建了超快速冷却温度场仿真模型,验证了20 mm钢板超快速冷却机制下的温度场。结果表明,等效换热系数反求法的数学模型能够适用于中厚钢板的超快冷工艺。     

珠江钢厂CSP热连轧层流冷却热过程模拟研究

分析了带钢层流冷却的传热过程，将相变潜热引入到层流冷却热过程数学模型，用过程模拟的方法研究了珠江钢厂CSP热连轧层流冷却系统。讨论了喷水方式、喷嘴位置、板速和板厚对带钢温度场分布的影响。结果表明建立的模型对于珠钢CSP热连轧层流冷却系统有较好的适应性，能够对实际生产起到较好的指导性作用。