模拟焊后热处理对12Cr2Mo1R厚钢板冲击性能的影响

研究了模拟焊后热处理(PWHT)、阶段冷却热处理对临氢重整设备用12Cr2Mo1R钢厚钢板的组织和冲击性能的影响,试图建立厚钢板的组织与冲击韧件之间的联系.结果表明,采用正火(加速冷却)+回火生产的95 mm厚12Cr2Mo1R钢板,显微组织以贝氏体为主,其中分布着一定数量的Cr、Mo析出相,具有良好的低温冲击韧性;经模拟焊后热处理和阶段冷却热处理后,基体组织未发生明显变化,有新的尺寸更小的析出相析出,其脆化指标VTr54+2.5△VTr54值为-97℃.经不同模拟热处理后,未明显变化的基体组织和晶粒内1～2μm的亚晶使厚钢板仍具有高的低温冲击韧性,母材中原有碳化物析出相和在不同模拟热处理条件下的新析出的细小碳化物相,未显示出对低温冲击韧性不利影响.     

2.25Cr1Mo钢大型锻件热处理工艺数值模拟

利用有限元模拟计算,结合CCT曲线,研究了2. 25Cr1Mo大型锻件不同热处理工艺下的组织演变规律。以大型2. 25Cr1Mo管板锻件为背景,模拟现场工况,对热处理工艺进行数值模拟。讨论不同热处理工艺下的换热系数,利用有限元模拟软件与实测的CCT曲线,建立了2. 25Cr1Mo锻件在热处理工艺下的温度场、组织场,探究了2. 25Cr1Mo锻件在水冷,油冷以及空冷3种冷却工艺下温度场和组织场的变化,并利用质点追踪的方法对比了大锻件不同部位的温度变化。结果显示在水冷工艺条件下,最终的组织主要以贝氏体为主,能满足工艺的需要,为最优的热处理工艺。     

特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的组织控制

对特厚临氢设备用SA387Gr.22Cl.2钢板的CCT曲线进行测定,模拟计算不同厚度下SA387Gr.22Cl.2钢板厚度1/2处的冷却速度,确定形成贝氏体组织最小冷却速率(临界冷却速度)。结果表明,形成贝氏体组织最小冷却速率为1℃/s及正火空冷临界厚度为50 mm,板厚超过200 mm时临界冷却强度急剧增加,心部会出现铁素体且含量2%内多边形铁素体,对力学性能没有显著的影响。     

11Cr10Co2W2MoREVNbNB钢在热处理过程中的强化机制分析

研究11Cr10Co2W2Mo REVNb NB钢在不同热处理工艺下的组织和力学特性,确定其最佳热处理条件,并分析其强化机制。结果表明,11Cr10Co2W2Mo REVNb NB钢的最佳热处理条件为1 120℃淬火、油冷,680℃回火、空冷。热处理后,组织均匀细密,在晶界和晶粒内部弥散分布着大量的强化颗粒M23C6。     

塑料模具钢4Cr2Mn2Mo厚板的开发

在开发过程中,通过热模拟试验、金相观察确定了塑料模具钢4Cr2Mn2Mo的成分范围和组织构成;通过实验室和大生产试验选取了最佳预硬化工艺制度。研究表明,采用控轧控冷+回火工艺,将终轧温度控制在905℃以上,轧后空冷到300~350℃,缓冷至室温,在560℃下回火的热处理工艺,成功开发出厚度≥150 mm,组织为回火马氏体+贝氏体,硬度均匀且满足钢板预硬态300~350 HBW企业标准要求的模具钢厚板。     

Cr15Mo2Cu高耐磨铸铁的热处理工艺研究

研究了经几种不同工艺处理的Cr15Mo2Cu高铝铸铁的组织和性能。结果表明，采用1120℃×6h空冷＋220℃×3h空冷处理和530℃×6h空冷亚临界热处理工艺处理的Cr15Mo2Cu高铬铸铁，其耐磨性比经980℃×3h空冷＋220℃×3h空冷处理的分别提高40％和20％。     

大型加氢反应器混晶组织热处理消除方法

采用临界区等温退火细化奥氏体晶粒,得到平衡组织,消除了12Cr2Mo1V锻件组织中混晶现象,从而提高了12Cr2Mo1V锻件的低温冲击性能。     

基于H13钢水淬在线监测的热处理数值模拟优化

为准确预测厚度较厚的H13钢热处理过程中的温度场和淬火残余应力,对规格为φ300 mm×350mm的H13钢工件进行淬火实时温度监测,分别设置了位于芯部、亚表面(离外表面10 mm)、1/3R(离圆心50 mm)和2/3R(离圆心100 mm)处的监测点。考虑钢/水对流换热系数受沸腾条件和热辐射的影响,对对流换热系数h进行了优化。结果表明各个温度监测点的试验结果与计算结果相符,证明经过优化后的对流换热系数可应用于大截面尺寸工件温度场的预测。模拟工件淬火后的应力场并结合显微组织观察发现,淬火在750 s前后出现芯部、表面最大的拉压峰值应力差,证明大尺寸工件淬火存在淬火危险期。     

水冷工艺生产巨型扁钢锭的模拟研究

本文提出采用水冷工艺生产巨型扁钢锭,对水冷生产80t巨型扁钢锭(尺寸为4 200 mm×1 100 mm×2 600 mm)的浇注、凝固行为进行模拟,并与空冷条件的凝固进行对比,讨论了水冷工艺生产巨型扁钢锭可能存在的缺陷及解决办法.研究表明,巨型钢锭浇注完成时,凝固区主要集中在钢锭下部、边部和角部;水冷厚度为1100mm巨型扁钢锭凝固时间为空冷的四分之一,内部质量可以显著改善;水冷工艺有利于改善钢锭组织结构,减少偏析.     

12Cr2Mo1R耐热钢MIG焊焊接接头显微组织分析

采用MIG焊对12Cr2Mo1R耐热钢进行了焊接及回火处理,并对比分析了焊态和回火态焊接接头焊缝、熔合区和热影响区金属的显微组织。结果表明,12Cr2Mo1R耐热钢具有较高的淬硬和冷裂倾向,焊前需要进行200~250℃预热,焊后应该进行回火处理,用MIG焊能获得冶金结合良好的焊接接头,但回火态的焊接接头金属显微组织晶粒更细小,分布更均匀。     

轧制温度和后处理方式对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

在不同的轧制温度下,对AZ31镁合金板进行轧制,然后取出轧板立即进行水冷、空冷和退火3种不同的后处理。探究轧制温度和后处理对镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,轧制温度为250、300℃时,水冷和空冷处理后板材存在着大量的孪晶,350℃时由于轧制温度较高,孪晶的数量很少;水冷处理后的平均晶粒尺寸要小于空冷,空冷处理之后的孪晶数量略少于水冷,当轧制温度为350℃时,退火处理后,晶粒尺寸减小,晶粒趋于等轴状,晶格畸变程度低。在相同的轧制温度下,水冷处理的镁合金板材的屈服强度、抗拉强度和硬度较高;退火处理后可以显著提高板材的伸长率,但屈服强度、抗拉强度略有下降。轧制温度升高时,3种后处理方式之间屈服强度和抗拉强度的最大差值会减小。     

冷却介质对高强度贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响

研究了不同冷却介质对贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响。结果表明,轧制、低温回火及热轧后奥氏体化空冷低温回火耐磨板的组织为板条贝氏体铁素体和残留奥氏体,油冷、水冷热处理耐磨板的组织为板条马氏体和残留奥氏体。经轧制、低温回火及奥氏体化空冷低温回火,新型贝氏体耐磨钢板具有良好的强韧性配合。热轧后用控制奥氏体化介质冷却可以获得不同力学性能的耐磨钢板．     

钢板堆冷过程温降计算

在实际测量钢板温度的基础上,结合有限元分析对堆垛钢板的温度场进行了预测计算。针对厚度为30、40、50、80、100 mm 5种规格的钢板,堆垛高度为10、20 m,下线温度为300、400 ℃的不同工况进行了计算,预测了不同堆冷工艺下钢垛不同位置的温度场变化趋势。     

热模拟方法确定A537钢临界冷速的研究

在中厚板淬火工艺中,钢的临界冷速是非常重要的参数,是制定冷却工艺的基础。本试验采用热模拟方法,确定了A537美标容器钢的淬火临界冷速。同时,分析了不同冷速下钢的组织形态和性能。此外,通过EBSD分析了不同冷速下的大小角度晶界的比例以及晶粒的平均尺寸,得到了大小角度晶界以及晶粒尺寸随冷速变化的关系。     

60 mm厚Q550D 钢板在线淬火韧性提升的研究

针对在线淬火厚规格高强钢板韧性提升问题,对比分析了在线淬火工艺与离线淬火工艺的差异;根据某产线在线淬火的工艺特点,建立了水冷模拟仿真模型,得到了60 mm厚Q550D钢板在线淬火过程中的温度场;根据实际的冷速,对钢板化学成分进行了优化设计,即提高碳当量,并添加Mo、Cr等强淬透性元素,以此提高材料的淬透性,在现有的冷却速率条件下得到以马氏体为主的组织,其回火后组织使钢板强韧性匹配良好,韧性明显改善,能够满足60 mm特厚调质高强钢板的性能要求。     

中厚板加速冷却后返红过程模拟计算

针对某中厚板厂的加速冷却系统,采用有限差分方法模拟不同厚度规格钢板的水冷-返红过程,得出不同冷却条件下钢板的返红时间、返红过程温升量以及返红结束时芯表温差的变化规律,为中厚板加速冷却过程终冷温度的控制提供了计算依据。     

喷射沉积2195铝锂合金轧制板材晶粒组织及性能控制研究

研究了喷射沉积制备2195铝锂合金锭坯挤压板坯经不同终轧温度热轧至6mm厚度板材,以及经不同中间退火后再冷轧至6mm厚度板材固溶后的晶粒组织。结果表明,终轧温度290℃时,热轧板固溶后表层为粗大再结晶晶粒,而中心层为细长纤维状晶粒;终轧温度降低至220℃时,虽然表层再结晶晶粒尺寸减小,但中心层转变为尺寸粗大的长条状再结晶晶粒。板材中尺寸1μm以上的富Cu第二相粒子数量随中间退火(空冷)温度的增加(从330℃提高至450℃)而增加;冷轧固溶后表层等轴状再结晶晶粒尺寸增加,而中心层晶粒逐渐由粗大长条状再结晶晶粒转变为细小等轴状再结晶晶粒。适当温度中间退火、随炉冷却并冷轧、固溶后表层和中心层全部为细小等轴状再结晶晶粒。优化中间退火后的冷轧板材T8时效态强度最高,而终轧温度220℃的热轧板材T8时效态强度最低。     

高炉炉壳用超宽BB503Z35厚板的生产实践

目前采用铸坯生产的厚度100 mm以下、宽度不大于3 500 mm、探伤保Ⅱ级的高炉炉壳用BB503Z35钢板,已满足不了大容量高炉的使用要求。为此,南阳汉冶特钢有限公司采用模铸钢锭对100~120 mm厚、3 800 mm超宽且保Ⅰ级探伤高炉炉壳用BB503Z35钢板进行了开发试制。介绍了BB503Z35钢板化学成分设计,VD炉真空冶炼、水冷模浇注、控轧控冷工艺,研究了正火+控制冷却钢板、高温正火+控制冷却钢板不同热处理下钢板的组织性能。结果表明:通过采用Nb、V、Ti复合微合金化、钢坯低温加热、控轧控冷、高温正火+控制冷却热处理工艺,成功研发出100～120 mm厚、3 800 mm超宽BB503Z35钢板。钢板碳当量为0.405%,焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.228%;钢板中夹杂物及夹杂物总量均较低,内部组织均匀、晶粒度细小、带状组织轻微,各项性能指标有较大富裕;超声波探伤检验符合NB/T 47013.3—2015 标准Ⅰ级要求;在高温930 ℃时钢板高温塑性较好,面缩率指标优异,符合高炉炉壳用钢的耐高温性能要求。     

厚板厚向温度分布对热轧过程金属变形的影响

基于温控形变耦合工艺下轧件厚向温度分布的特点,即使轧件厚向芯表温差相等,但厚向温度梯度不同,会对金属变形产生不同的影响。通过数值模拟,研究了厚板厚向温度梯度对轧件内部金属变形的影响。对于芯表温差为300 ℃的温度场,随着冷却强度与水冷时间的不同,沿钢板厚向会形成“近表层大温度梯度区+近芯部等温区”的混合温度场。随着冷却强度的增大,水冷时间的减少,近芯部等温区厚度逐渐增加。经模拟计算,当钢板近芯部等温区厚度增加至1/2板厚时,轧件芯部应变值减少约0.015。结果表明,大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,会弱化轧件厚向变形渗透效果。另外,随着近芯部等温区厚度的增加,头部沿纵向金属变形不均匀性减小,表明大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,有利于提高轧件头部沿长度方向的金属流动均匀性。     

FEA technique of hot plate forming process using cell-typed die with cooling device

Hot plate forming using a cell-typed die is a process for forming a large thick plate with a spherical shape for the manufacture of a large spherical LNG tank.Cell-typed upper and lower dies made of a framework of steel plates fitted to make a grid pattern are used in this process,and an air-cooling device is separately installed inside the lower die.A finite element analysis (FEA) technique was developed,which included hot forming,air flow,cooling and thermal deformation analysis for the hot plate forming process using the cell-typed die.Further,the convective and interface heat transfer coefficients were used to reproduce analytically the effects of the cooling device in the hot plate forming analysis.A small-scale model test of the process was conducted to verify the FEA technique.The analysis results show that the curvature of the final plate agrees well with that of the designed experiment within a maximum relative error of 0.03% at the corner of the plate.