U75V重轨冷却过程的相变变形

重轨在轧后冷却时,因固态相变会发生弯向轨底和弯向轨头的复杂弯曲变形,文章采用ANSYS软件对U75V重轨的冷却过程进行数值模拟,得到了U75V重轨冷却过程中的温度变化规律和弯曲变形规律,从理论上对重轨在冷却过程中出现的复杂弯曲变形过程给出了合理的解释;应用后处理模块对计算结果进行处理,计算出冷却后重轨的弯曲曲率半径,计算结果与现场实际情况基本相符。该研究对百米高速重轨冷床的设计和冷却工艺参数的制定,具有重要参考价值。     

U75V 60 kg/m重轨在线余热淬火温度场的数值模拟

借助于ANSYS有限元分析软件,对U75V 60 kg/m重轨的在线余热淬火过程进行了有限元分析。综合重轨淬火强度、固态相变和轨头轨底不同控冷条件,模拟分析了9种重轨淬火温度场分布和变化规律。模拟结果表明:不同初始温度范围(880~900℃、900~920℃、920~940℃)的重轨适用的淬火方案不尽相同,按照选定的方案可使轨头平均冷速控制在2~5℃/s范围内,轨头轨底温差控制在50~100℃范围内。     

U75V钢轨轧后冷却过程弯曲变形演变规律的模拟

利用DEFORM软件定量描述了U75V钢轨轧后不同冷却过程中的弯曲变形的演变规律。结果表明：钢轨冷却过程中弯曲变形不仅受热应力和相变应力作用;而且还受钢轨的不同部位冷速不同、相变进行的程度不同的影响。钢轨空冷过程最终弯曲挠度为0.0913 mm,换算成百米重轨为1.01 m,弯向轨头方向;而以轨头15 ℃/s,轨底6 ℃/s冷速水冷方式冷却时,钢轨最终弯曲挠度为0.044 mm,换算成百米重轨为0.441 m,弯向轨底方向。可见通过控制钢轨不同部位冷速,可使其弯曲变形程度较空冷的小。     

基于ANSYS的U71Mn重轨轨头淬火组织场的数值模拟

利用有限元分析软件对U71Mn重轨轨头喷水冷却过程进行数值模拟,拟合出轨头各部分温降速度曲线,并根据求得的轨头各部位实际冷却速度与各组织极限冷却速度对比结果,成功预测了轨头在该参数下喷水冷却得到的组织,对重轨轨头淬火时相关参数的选择具有一定的指导意义.     

加热温度和冷却工艺对重轨硬度及组织的影响

进行了6组对比试验,探究了加热温度和冷却工艺对U71Mn重轨轨头硬度及其组织的影响。结果表明:在820、880、940℃加热温度下,U71Mn重轨轨头经三向喷雾冷却后的硬度值先增加后减小;在相同加热温度(880℃)下,经三向喷雾冷却后的重轨轨头硬度值最大,单向喷雾冷却硬度值次之,而在室温下自然冷却的重轨硬度值最小。     

热轧钢轨空冷过程弯曲变形的计算机模拟

应用有限元软件ANSYS模拟了热轧钢轨空冷过程的弯曲变形规律。热轧钢轨具有的异型横截面使其在冷却过程中横截面不同部位的收缩量或膨胀量不同,导致了钢轨的反复弯曲,首先是向轨底弯曲,随后是向轨头弯曲,终冷后的弯曲状态为弯向轨头。     

基于Matlab的中厚板轧后冷却过程温度场数值研究

基于Matlab数值计算,对中厚板轧后冷却问题进行了研究,得到了中厚板随时间变化的温度场分布,分析了钢板厚度、终轧温度、冷却水温度、平均水流密度、钢板含碳量和冷却方式对钢板表面和芯部温度、终冷温度的影响。结果表明,钢板芯部与表面的温差,在空冷阶段先增大后趋于平稳;在层流冷却阶段随着冷却时间的增加不断增大;在返红阶段在较低的范围内趋于平稳。在相同的冷却时刻,随着钢板厚度的增大,钢板表面温度、芯部温度以及芯部与表面的温差均增大;随着终轧温度的降低和平均水流密度的增大,钢板表面和芯部终冷温度均降低。随着钢板含碳量的增加,其表面温度并不总是降低。与单水冷过程相比,间歇式冷却使钢板芯部与表面的温差更小,钢板温度均匀性更好,其对应的热应力也较小。同时,得到了终冷温度与钢板厚度、终轧温度、冷却水温度和平均水流密度的拟合关系式,结果表明钢板终轧温度对钢板终冷温度的影响最为显著,其次是钢板厚度和平均水流密度,冷却水温度对其影响较小。     

基于超快冷技术开发低合金高强度耐磨钢

采用超快冷却技术(UFC)开发了含Nb、Ti、Cr、B的低合金高强度耐磨钢。研究了起始冷却温度和终冷温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:终轧后采用较高的终轧温度进入超快速冷却时可细化试验钢的原始奥氏体晶粒,防止沉淀粗化;通过控制适当的终冷温度,可获得具有马氏体、贝氏体和残留奥氏体的高强度耐磨钢;在冷却温度为910℃,终冷温度为300℃的条件下,试验钢可获得良好的力学性能。     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

采用热模拟试验和实验室轧钢试验,研究了超低碳贝氏体钢在冷却过程中冷却速率和终冷温度对微观组织和力学性能的影响.结果表明,在相同的冷却速率条件下,随着终冷温度的降低,试验钢的微观组织中板条贝氏体数量逐渐增加,但马奥岛体积分数减少,并且形状由长条状全部转变为球状.相同的终冷温度条件下,试验钢微观组织随着冷却速率的增加,粒状贝氏体组织略为变细,马奥岛尺寸减小、数量减少.轧钢试验中,随着冷却速率的提高和终冷温度的降低,试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比都增加,但冲击韧性随着冷速的增加而明显改善,400～500 ℃范围内终冷对韧性影响不明显.     

基于ANSYS的U71Mn重轨感应加热温度场数值模拟

利用有限元分析软件对U71Mn重轨感应过程中的温度场分布进行了数值模拟,得到了随时间变化的重轨截面温度分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点.结果表明:通过调整重轨移动速度、加热装置的频率、线圈宽度等工艺参数,可以使重轨连续通过感应加热器的情况下保证轨头升温到相变温度,对U71Mn重轨感应加热工艺的运用和改进具有一定的指导意义.     

EFFECT OF REMOVING HYDROGEN FROM HEAVY RAIL STEEL BLOOMS BY STACK COOLING IN PANZHIHUA IRON AND STEEL COMPANY

The determination of dffusible hydrogen in U71Mn heavy rail steel,and hydrogen diffusivityas well as the hydrogen distribution in the cross section of blooms with stack cooling were stu-died.The results showed that,most of the hydrogen in blooms of heavv rail steel is diffusible,the hydrogen diffusivity in U71Mn rail steel blooms at room temperature is(0.85—1.02)×10~(-6)cm~2/s,after stack cooling,the hydrogen content in bloom will decrease greatly which ishelpful to form the flake-free phenomenon in the heavy rail produced by Panzhihua Iron andSteel Company.     

攀钢2号大方坯连铸机优化设计及改造

攀钢对原有2号方连铸机进行了改造,新增410 mm×320 mm断面,产品以生产百米高速重轨钢为主。通过对结晶器、扇形段、二冷区、二级系统等进行优化设计和设备改造,所生产的铸坯质量基本满足了百米重轨的轧制需求。目前,正在进一步优化生产工艺,以提高最终高速重轨产品质量。     

U76CrRE重轨钢热处理工艺优化及力学性能分析

通过在连续冷却的在线热处理工艺基础上进行工艺优化,研究了等温处理工艺对U76CrRE重轨钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,相变前的冷却速度、等温温度和等温时间共同影响U76CrRE重轨钢的组织和力学性能。在相变前8 ℃/s的最佳冷却速度下,等温温度越低、等温时间越短,获得的珠光体越细小;U76CrRE重轨钢的抗拉强度随着等温温度的降低、等温时间的缩短而增大;560 ℃×30 s等温处理是U76CrRE重轨钢的最优热处理工艺,其综合力学性能最好,抗拉强度为1370 MPa,硬度为390 HBS,断后伸长率为9.33%,断面收缩率为41.32%,冲击吸收能量为4.4 J。     

钢轨表面质量自动检测技术的发展与应用

钢轨人工表面质量检测存在漏检率高、劳动强度大、人工成本高等问题,已无法满足企业现代化、智能化的要求,同时也不能适应高速铁路对钢轨质量越来越高的要求。表面质量自动检测技术已在板带材、棒线材生产中大量应用,但在复杂断面的型材特别是钢轨表面质量检测方面的应用还不多。本文介绍的2D视觉检测和3D激光检测技术在钢轨方面已推广应用,但均存在缺陷检测不全或误报率高的问题,结合钢轨缺陷及现有检测技术的特征,提出了钢轨表面质量检测技术的发展方向及钢轨表面质量、断面轮廓一体化检测的建议。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

大断面轴承钢棒材超快速冷却过程温度场模拟

对大断面轴承钢棒材高温保温后超快速冷却过程温度场进行模拟,分析超快速冷却过程中棒材断面不同部位温度和冷却速度的变化。利用ANSYS软件,采用计算超快速冷却终冷温度与实测值一致时停止计算的途径,确认换热系数的较精确值,不断修改传热模型,并对其温度场进行求解。结果表明,对于直径Φ≥60mm棒材,运用分段式二次超快速冷却,可在不延长超快速冷却总时间的前提下,提高棒材内部的冷却速度,使棒材断面不同部位的冷却速度均达到抑制网状碳化物析出?过冷奥氏体完全发生珠光体转变的冷却速度要求。     

U76CrRE钢轨热处理过程组织控制及性能

通过对U76CrRE钢轨热处理时的冷却工艺进行优化,消除了钢轨脱碳层中的异常上贝氏体组织。对异常组织产生的原因进行了分析,提出了U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺。在分段冷却过程中,U76CrRE钢轨的强冷介入温度在568 ℃。钢轨内部相变潜热与表面急冷层容易在钢轨脱碳层内形成等温层,是异常上贝氏体组织产生的温度条件;同时,钢轨近表面晶界处严重脱碳为上贝氏体组织形成提供了化学成分条件。U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺为淬火开冷温度780 ℃,淬火时间120 s(20 s+100 s),淬火终冷温度控制在410 ℃,返温温度控制在540 ℃。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响。利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况。研究结果表明,模拟结果与实测结果吻合较好;根据重轨温度场的变化规律,控制喷风时间,最终得到理想的索氏体组织。     

厚大断面球墨铸铁件凝固装置的研制

自行研制了能够模拟厚大铸件冷却环境的小型凝固装置，通过控制不同的环境温度和冷却速度，来获取厚大断面球墨铸铁件凝固过程温度场的分布和变化规律。与空冷凝固时间相比，延长了300％的冷却凝固时间，验证了这一装置在实验中的有效性。