数据清洗对热轧微合金钢性能预报模型的改进

摘要：对热轧0.1C-5Mn中锰钢进行了3种不同的处理制度：在两相区分别进行5min(TG7样)和30min退火(TG8样),随后将一部分TG8样再500℃回火60min(TG8-500样),其余TG8样则拉伸预变形5%(TG8-5%样),然后利用电化学充氢和慢应变速率拉伸实验研究了3种试样的氢脆敏感性。结果表明,3种试样的奥氏体体积分数均约为12%,然而其氢含量和氢脆敏感性却不同,其中TG8-500样几乎不呈现氢脆敏感性,而TG7和TG8-5%样的氢脆敏感性指数分别为56%和67%。扫描电镜断口分析表明,充氢的TG7和TG8-5%样的拉伸断口呈现穿晶+沿晶的混合断裂机制,而充氢的TG8-500样则呈现韧窝韧性断裂,且存在较多的二次裂纹。3种实验钢氢脆敏感性的这种差异主要与其微观组织特征特别是原奥氏体晶界的逆转变奥氏体有关。     

Nb-Ti微合金钢力学性能的预报模型

根据Nb Ti高强度低合金钢 (0 0 8%～ 0 11%C ,0 0 1%～ 0 0 4 %Nb ,0 0 1%～ 0 2 3%Ti)板材实际生产数据 ,采用多元逐步线性回归 ,得出钢板屈服强度σs(MPa)和抗拉强度σb(MPa)的数学模型 :σs=2 94 0 1Wc+74 7 89WNb+10 2 1 0 9WTi- 0 17Tc+5 95 99;σb=135 6 73WNb+136 1 39WTi- 0 0 1b - 1 6 9h +44 2 4 3(Wc,WNb,WTi为成分质量分数 / % ;Tc 为卷取温度 ;b为成品板宽 ;h为成品板厚 )。同时建立了BP神经网络预报模型 ,两种模型均具有较好的预报精度 ,神经网络预测值与实测值之间的相对误差小于± 10 %。     

热轧工艺参数对含钒微合金钢组织性能的影响

以实验室热模拟实验和热轧实验为基础,采用光学显微技术和力学分析等方法,系统研究了不同热轧参数对含钒微合金钢组织和性能的影响,给出了试验钢种获得较好组织和力学性能的控冷控轧工艺制度,为改进工业生产提供了理论依据。     

热轧温度对含钛微合金钢组织性能的影响研究

通过试验以及力学性能检验,研究了温度参数对含Ti微合金钢组织性能的影响。结果表明:生产Ti微合金化钢应采用较高的加热温度,同时严格控制粗轧温度、终轧温度和卷取温度,充分发挥细晶强化和析出强化作用,使钢板的强韧性匹配良好。     

热轧含Ti微合金钢拉伸性能及冲击韧性的改善

为研究Ti对热轧钢板拉伸和冲击性能的影响,利用热轧试验机组对不同成分体系含Ti微合金钢采用不同的轧制工艺进行轧制试验,并采用OM、SEM、拉伸和冲击试验等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明,低碳钢中加入一定量的Ti,可以显著提高钢的强度,但同时也会导致钢的冲击韧性明显降低。钢中析出的大颗粒的TiN和粗大的铁素体晶粒是导致含Ti微合金钢冲击韧性恶化的主要因素。通过在含Ti微合金钢中加入Nb,采用Ti-Nb复合强化,同时配合840℃低温终轧和560℃低温卷取工艺,可显著改善含Ti微合金的冲击韧性,使钢板获得高强、高韧的综合性能。     

热轧带钢用高强度贝氏体钒微合金钢

本案目的是探讨通过钒微合金化及适当配用基本合金成分生产低碳贝氏体,使热轧带钢钢和屈服强度达到高于600MPa的具体条件是什么。实验室研究所选工艺条件以及碳和氮含量均与一般电炉所炼钢（最终含碳量0．04％及氮含量0．010％——均为重量百分数）经传统或紧凑式轧机轧成8mm热轧带钢生产条件相同。实验表明,只有采用1．4％锰,1．O％铬及0．25％钼（均为重量百分数）这样的基本合金成分才能在400℃温度下卷取中形成全贝氏体金相组织。决定热轧带钢钢种贝氏体强度的关键因素,首先是贝氏体转变温度,其次是对高密度位错贝氏体中铁素体回复的阻止。研究结果证明,钒微合金化能有效阻止贝氏体的铁素体回复,从而保持原生贝氏体强度。其中主要原因是位错结构上的细钒碳氮化物沉淀物阻止贝氏体中马氏体回复,实际沉淀强化只起很小的作用。在0．08％V加0．010％-0．02％N时,屈服强度高达750—790blPa,而不加钒的对照钢在其它成分相同条件下仅为680MPa。在将铬含量增加至2％时屈服强度达到840—880MPa。这要归功于基本合金元素水平较高,使贝氏体转变温度降低所致。     

微合金钢中板热轧时晶粒尺寸的模拟计算

通过Φ180mm× 2 0 0mm二辊实验轧机对成分 (% )为 0 0 5 3C 1 5 6Mn 0 0 4 6Nb 0 2 5Mo 0 0 14Ti 0 0 0 12B微合金化钢的轧制实验 ,验证了新建立的热轧板带晶粒尺寸的仿真模拟系统 ,得出晶粒尺寸的仿真计算值与实测值的相对误差≤ 8 3% ,并对该微合金钢 9道次 2 2 0 0mm× 14mm中板轧制时各道次钢板晶粒尺寸进行了计算。结果表明 ,精轧各道次均没有发生动态再结晶 ,在板厚 5 1 6mm轧至 2 2 0mm的 1～ 5道次 ,晶粒尺寸显著减小 ,由 4 5 μm降至 10 μm ,在板厚 2 2 0mm轧至 14 0mm的 6～ 9道次 ,晶粒尺寸减小不显著 ,由10 μm降至 7 5 μm     

热轧温度参数对Nb-Ti和Nb-V微合金钢力学性能的影响

 设计了650 MPa级的Nb Ti和Nb V微合金钢的化学成分。采用正交实验方法考察了加热温度、终轧温度和终冷温度对这2种钢力学性能的影响。实验结果表明,加热温度和终冷温度是影响Nb Ti和Nb V钢力学性能的主要因素。2种钢的伸长率与屈服强度以及屈强比与屈服强度之间都具有明显的相关关系。     

热装热轧微合金钢板表面裂纹分析

 利用金相观察、扫描电镜及能谱分析和透射电镜等手段,对热装热轧微合金钢板出现的表面裂纹进行分析研究,并与使用同批次连铸坯冷装热轧无裂纹的钢板进行比较,分析产生表面裂纹的原因。实验结果表明热装热轧微合金钢板产生表面裂纹的原因是铸坯冷却或加热过程中Cu、As低熔点元素在奥氏体晶界的偏聚。与热装热轧板相比,冷装热轧板晶粒尺寸小直径在10μm左右,而热装热轧板晶粒尺寸大且不均匀。热轧板析出物尺寸在15～25nm之间,裂纹源处较基体多,大量细小的Nb(C,N)化合物在奥氏体晶界析出,降低了晶界强度。     

微合金钢热力学模型的发展

介绍了微合金钢中碳氮化物相热力学模型的发展概况，概括总结了各类热力学模型的特点和适用范围。通过热力学计算阐明了微合金钢冶金学特点。     

应变速率的影响与带钢热轧模型预报精度改进

轧制力预报模型是带钢热轧模型的核心，而变形阻力模型作为轧制力预报模型的核心，直接决定轧制力预报精度。从解决调试生产中存在的实际问题出发，对变形阻力模型的结构以及自适应方法进行分析。指出应变速率的影响、存在的问题以及相应的改进措施，并进一步阐明在实践中应用所取得的良好效果。     

热处理对Ti微合金钢组织性能的影响

采用OM、SEM、拉伸及冲击试验等方法,对比研究了淬火温度对Ti微合金高强钢组织和性能的影响。结果表明,热处理后钢获得板条马氏体组织,随着淬火温度的升高,奥氏体化越充分,碳化物及合金元素溶解充分,强硬度增加;当加热温度过高,碳化物聚集长大,晶粒度过大,降低强硬度;冲击功随淬火温度升高则呈现下降趋势,即韧性降低。     

数据驱动的热轧带钢边部线状缺陷智能预报模型

 边部线状缺陷是热轧带钢易发缺陷,不仅严重影响成材率,还可能对热轧下游工序生产过程造成影响。边部线状缺陷的影响因素复杂多变,建立精确的机理预报模型十分困难。为此,首先分析边部线状缺陷的主要影响因素;然后以智能方法为基础,分别建立了基于逻辑回归与神经网络的边部线状缺陷智能预报模型,并分析了2个模型的精度与泛化能力;最后,以神经网络智能预报模型为基础,对加热工艺参数进行优化,使缺陷发生率与封闭率均大幅降低。研究结果对提高热轧带钢表面质量具有实践意义,可推广应用于同类轧线。     

融合大数据与冶金机理的热轧带钢力学性能预报模型

融合工业大数据与冶金机理,提出一种全局可加型热轧带钢力学性能预报模型。首先,给出一套系统的、具有一定通用意义的建模方法,包括:综合应用随机森林、因果图、贝叶斯网等数据挖掘方法,并结合冶金机理与人的先验知识筛选模型的影响因素;接着,构建一元无交互作用广义可加模型,包括数据清洗、子模型建立、子模型验证、子模型修正等环节;探明各影响因素之间的交互作用,构建二元有交互作用的广义可加模型;分析各子模型之间的关系,将各子模型整合构建整体模型。最后,对上述建模方法进行了应用验证,利用大量热轧含铌微合金钢生产数据,建立微合金钢产品力学性能预报模型,获得工艺、成分对力学性能的影响规律,新模型对钢材抗拉强度的预报误差为2.51%。上述研究为复杂工业系统数学建模提供了新的思路。     

控冷工艺对微合金钢性能的影响

通过热轧模拟实验，研究了轧制过程中控制冷却工艺对含Nb－V微合金钢性能的影响。适当降低终轧温度，增加冷却速度，降低终冷温度，以控制Nb(CN),V(CN）析出行为，从而改善钢的性能。     

微合金钢热轧板坯加热过程中组织演变的研究

在热模拟试验机试验的基础上建立了Nb -Ti微合金钢加热过程中组织变化的数学模型。分析了加热过程中板坯组织的变化 ,测试了加热时奥氏体晶粒粗化温度 ,并研究了控轧控冷工艺的适宜加热温度     

热轧 20MnSi 螺纹钢性能预报研究

分析了热轧过程中的冶金现象，并在此基础上通过建模与编程，开发20MnSi螺纹钢热轧过程性能预报模型，用它来分析产品的质量情况。     

冷却制度对Ti微合金钢组织性能的影响

以一种Ti微合金钢为研究对象,通过热轧实验,利用SEM和TEM方法,对比研究了三种轧后冷却工艺对获得的钢板组织和性能的影响。利用SEM和TEM方法研究了三种轧后冷却工艺对一种Ti微合金钢组织和性能的影响,结果表明,当轧后采用快冷+空冷工艺和空冷弛豫+层冷工艺时,钢板组织均以粒状贝氏体组织为主,并存在少量珠光体,第二相粒子弥撒分布,尺寸小于10 nm,力学性能良好,且采用后者工艺钢板性能略优于前者;当轧后采用快冷+炉冷工艺时,珠光体组织增多,第二相析出量少,尺寸大,综合力学性能较差。     

冷却路径对V-Ti微合金钢组织性能的影响

 为了获得较大的沉淀强化增量,采用热模拟试验研究了UFC终冷温度和二阶段冷却速度对一种V Ti微合金钢组织和硬度的影响规律。结果表明,协同控制UFC终冷温度和二阶段冷却速度可显著优化V Ti微合金钢的组织性能。UFC终冷温度为750、700和650 ℃时,获得全铁素体组织的临界二阶段冷却速度分别为1.0、1.0和0.2 ℃/s。UFC终冷温度由750降低至650 ℃时,在二阶段冷却速度为0.2~1.0 ℃/s条件下,可将铁素体晶粒由10.5细化至8.4 μm,二阶段冷却速度为5.0 ℃/s时,可将铁素体晶粒由10.5细化至5.1 μm。在750和700 ℃较高UFC终冷温度条件下,适当提高二阶段冷却速度,在650 ℃较低冷却速度条件下,适当降低二阶段冷却速度,均可有效提高试验钢的维氏硬度,试验钢的最大维氏硬度可达到295HV。