热轧高碳钢线材组织—性能预报系统

在模拟实验和工业试验验证的基础上,建立了高碳钢高速线材在轧制和冷却过程中组织演变及力学性能系列模型,包括临界应变、奥氏体动态及静态再结晶、奥氏体相变体积分数、珠光体片间距以及组织-性能关系等子模型.基于以上模型,开发了一个模拟程序,对高速线材生产的物理冶金过程进行了仿真计算,得到轧件的温度场、奥氏体晶粒尺寸演变、最终组织特征和力学性能.模拟结果显示主要轧制温度及最终组织性能与现场实测结果吻合较好.     

高线车间硬线产品组织性能研究进展

在总结目前国内外性能预报研究的基础上，指出线材生产的特点。并进一步阐述了在硬线生产过程中建立奥氏体再结晶模型、奥氏体相变模型、组织模型和力学性能模型的基本方法。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢的组织与性能影响

以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能.试验结果表明,950℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能...     

304与301B奥氏体不锈钢在线固溶热处理工艺研究

通过双道次热压缩和热轧试验研究了在线固溶热处理工艺对304和301B奥氏体不锈钢组织和性能的影响,提高终了压缩温度、冷却速度,降低卷取温度,可以改善奥氏体不锈钢微观组织,减少碳化物析出,提高抗晶间腐蚀能力和力学性能.将该工艺应用于工业生产的304奥氏体不锈钢热轧卷板,测试结果表明304各项性能得到改善,冷轧前退火工序可被在线固溶取代.     

退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响,为中锰钢的实际应用提供理论基础,在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能,并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明,试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时,抗拉强度在1 000 MPa左右,强塑积超过30 GPa·%,发生韧性断裂,宏观上可以观察到明显的层状裂纹,微观下为大量韧窝;在800~900 ℃退火时,抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大,强塑积不足10 GPa·%,断口平整,发生脆性沿晶断裂;退火温度为650 ℃时,组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体;随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解消失,等轴状组织所占体积分数明显增加,奥氏体体积分数也不断增加,在750 ℃时达到52.2%;退火温度为800 ℃时,有马氏体产生,奥氏体体积分数下降;退火温度为900 ℃时,组织基本为马氏体,残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响

 为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。     

等温冷却方式对30CrMnSi2NiNb钢的组织和力学性能的影响

研究了高强钢30CrMnSi2NiNb在稍高于Ms点温度等温并经水冷、油冷和空冷后的组织和力学性能.结果发现,等温处理后空冷的组织中增加了残余奥氏体中的C含量,使残余奥氏体稳定,残余奥氏体量明显高于油冷和水冷组织,从而改善了钢的耐延迟断裂性能.     

热轧带钢组织性能预报模型及应用

 基于物理冶金理论,研究了热轧带钢过程中的奥氏体晶粒长大模型、奥氏体再结晶模型、奥氏体相变模型以及力学性能模型。奥氏体再结晶模型中,通过研究位错密度的变化来描述由于再结晶不完全造成的变形抗力的变化。奥氏体相变模型中,通过碳扩散理论描述了奥氏体-铁素体相界面随冷却过程的变化规律。基于热轧带钢过程中的冶金物理模型,开发热轧带钢组织性能预报系统。系统包括4个模块,分别用于计算板坯在加热炉、粗轧精轧、层流冷却和卷取完成各阶段的组织和力学性能参数,生产工艺是该系统的重要输入参数。利用该系统对某钢厂实际生产过程的组织性能进行预报,预报的力学性能和现场实测值有较好的一致性。     

终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响

研究了终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响。结果表明,终轧温度在800～900℃时,试验钢轧制后均得到奥氏体组织,且随着终轧温度的升高,奥氏体组织晶粒由长条扁平状演变为准多边形状形貌,且组织内孪晶逐渐增多;屈服强度和抗拉强度随着终轧温度的升高逐渐降低,而冲击韧性和伸长率逐渐升高,在850℃终轧温度下,力学性能最佳,得到屈服强度481 MPa、抗拉强度872 M Pa、伸长率48%、-196℃冲击功73 J的高锰奥氏体低温钢。     

轧后热处理温度对热轧钢轨组织和性能的影响

 通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对珠光体钢轨的轧后热处理模拟试验,研究了热轧后不同加热温度进行奥氏体化后,同一等温温度下得到的珠光体轨钢的显微组织和力学性能。试验结果表明：与热轧态相比,热处理后的钢轨钢在保持硬度稳定的基础上,冲击韧性随着奥氏体化温度降低得到明显改善。观察轧后热处理钢轨的组织,从原始奥氏体晶粒尺寸、相变后珠光体组织中珠光体域的尺寸和珠光体片层间距大小等方面,对轧后热处理温度对热轧钢轨性能的影响规律和原因进行了分析,阐明了轧后热处理温度对于控制珠光体钢轨的组织和性能的影响作用。     

高压锅炉无缝钢管用P91管坯组织及性能研究

本课题对P91管坯试样的低倍、夹杂、显微组织、热压缩变形行为以及常温力学性能进行了分析研究。结果表明:采用"电炉+炉外精炼+真空脱气冶炼"工艺,可制备钢质纯净、夹杂物级别较低的P91管坯;P91具有良好的淬透性,在空冷条件下,即可获得马氏体组织;P91经高温正火和回火热处理后,组织为晶粒细小的亚晶化回火马氏体组织;在同一应变速率条件下,变形抗力对变形温度比较敏感,采用较高的变形温度,可降低锻造过程中的变形抗力,当变形温度达到1 150℃以上时,随着变形程度的增大会发生奥氏体组织的动态再结晶,从而进一步细化晶粒;P91管坯试样的常温力学性能可满足GB5310以及ASME SA335标准要求。     

车削非调质钢SG4201奥氏体晶粒的长大行为

采用Gleeble 3500热模拟试验机试验研究了直接车削用非调质钢SG4201（/%:0.42C,0.50Si,1.40Mn,0.009P,0.005S,0.02Nb,0.06V,0.015N）在1000~1250℃加热0~300 s的奥氏体晶粒长大行为,并建立了该钢奥氏体晶粒长大模型。试验结果表明,加热时间30 s时,奥氏体晶粒粗化温度和铌迅速大量固溶的温度为1100℃左右;奥氏体晶粒长大激活能约为110.8 kJ;确立SG4201钢铸坯均热不宜超过1150℃。工业生产结果表明,当铸坯均热温度≤1150℃,终轧温度800~850℃,轧后冷却速度30~35℃/s时,SG4201钢的力学性能为抗拉强度927 MPa,屈服强度687 MPa,延伸率23.5%,断面收缩率57%,U-冲击功48 J,HBW硬度值265。     

加热制度对氮微合金化HRB500E方坯晶粒度的影响

在加热温度1 080~1 250℃及保温时间5~30 min的条件下,研究了加热制度对氮微合金化HRB500E方坯奥氏体晶粒平均尺寸的影响。结果表明:在试验条件范围内,试验方坯的奥氏体晶粒尺寸随加热温度的升高、均热时间的延长而变大;当控制保温时间在15~25 min及加热温度1 080~1 200℃时,奥氏体晶粒长大速度较慢,晶粒平均尺寸比较细小、均匀;通过对试验数据的拟合,得到了在1 200℃以下方坯加热温度与原始奥氏体晶粒尺寸的关系模型。     

逆相变退火对连铸坯组织和力学性能的影响

 研究了逆相变退火温度对0.1C5Mn钢连铸坯的组织结构和力学性能的影响规律,采用SEM进行组织结构的表征,利用XRD技术分析连铸坯退火后奥氏体含量,并测试了退火试样的力学拉伸性能。试验结果表明,连铸坯退火过程中发生奥氏体逆转变且在较低退火温度下有少量碳化物析出,随着退火温度升高,奥氏体含量先增加后减少,析出物逐渐溶解消失。提高退火温度可以显著提高试验钢的抗拉强度但却降低它的屈服强度,另外随退火温度升高,断后伸长率和强塑积先增高后降低。在625~650℃退火,可以获得20%~25%的伸长率。研究结果说明利用逆转变退火可以大幅度提高中锰钢铸坯的力学性能。     

石油套管用钢J55翘皮缺陷浅析

介绍了唐钢1 580生产线生产石油套管用钢J55的工艺流程、产品成分性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。对连铸坯质量、粗轧立辊轧制力、热卷箱模式等因素进行了试验分析,认为J55出现翘皮缺陷是由于连铸坯表面存在角裂纹,在经粗轧立辊轧制后进一步加重产生的。而连铸坯角裂缺陷的产生与连铸拉速的波动及铌的碳氮化物在奥氏体晶界析出有关。提出了加强对二冷喷嘴的检查维护力度,保证铸坯宽度方向温度均匀分布;提高铸坯矫直前温度和钢中钛含量的改进措施。     

不同相区轧制对螺纹钢组织和性能影响

为了降低螺纹钢生产线坯料的生产成本,通过安装在16号轧机之后的预水冷装置对进入17号轧机的螺纹钢进行不同温度的控制,再经过17号和18号轧机对不同温度的螺纹钢进行轧制。探究了钢坯在不同相区进行轧制时对其组织性能的影响,结果表明,当钢种为HRB400-1NbS(Nb质量分数为0.025%)的螺纹钢在奥氏体未再结晶区轧制时(进入17号轧机的温度为(880±20) ℃),其屈服强度为437 MPa,抗拉强度为595 MPa;当钢种为HRB400-0NbS(Nb质量分数为0.015%)的螺纹钢在两相区轧制时(进入17号轧机的温度为(780±20) ℃),其屈服强度为435 MPa,抗拉强度为605 MPa;两者力学性能相差不大,这是因为HRB400-0NbS钢种在两相区轧制时,其晶粒度/级为10.5,相比HRB400-1NbS钢种在奥氏体未再结晶区轧制时晶粒度/级为9.5更加细小,通过细晶强化弥补了Nb所产出的第二相强化作用,为螺纹钢生产线坯料节约了每吨40~50元的成本。     

Influence of the Speed of High-Carbon Steel Billet in the Patenting Unit on Its Final Structure and Mechanical Properties

Prestressed ferroconcrete structures are widely used at present. As a result, compressive stress is created in the concrete and tensile stress in the reinforcing rope. The stressed reinforcing rope is better able to withstand the external loads that it experiences throughout the life of the construction. Consequently, larger loads may be applied or, with unchanged load, the size of the construction may be decreased, with accompanying savings of concrete and steel. Today, it is important to develop a manufacturing technology for nanostructured reinforcing rope that may be used in prestressed concrete-steel constructions. This technology is based on patenting, in which the steel acquires the structure of a fine ferrite–carbide mixture characterized by high strength and improved deformability. In the present work, the influence of increased billet speed in the patenting unit on the final structure and mechanical properties of steel 80, 70, and 50 is investigated, with a view to increasing the productivity in patenting, without loss of strength or plasticity of the steel, in the production of blanks for nanostructured reinforcing rope that may be used in prestressed concrete-steel constructions. To determine the heat-treatment time and temperature, the Gleeble 3500 system is used to plot diagrams of the isothermal decomposition of undercooled austenite. In qualitative and quantitative analysis of the microstructure, the interlamellar spacing of the ferrite–carbide mixture is determined for different billet speeds in the patenting system. The mechanical properties are studied in tensile tests. It is found that, for all billet speeds, the interlamellar spacing of the ferrite–carbide mixture is practically the same and is optimal for subsequent drawing: 0.1–0.2 μm. Thanks to the fine structure of the ferrite–carbide mixture formed in patenting, the strength of the billet is increased. Hence, in subsequent drawing, the billet may withstand greater compression without fracture. In the production of patented billet for nanostructured reinforcing rope, its speed in the patenting unit may be increased to 5 m/min. Consequently, the productivity may be increased without loss of strength and plasticity of the billet.     

A thermal processing technique for TRIP steels

An investigation was made to determine the effect of thermal cycling between martensite and reverted austenite on the structure and mechanical properties of a Fe-24 pct Ni-4 pct Mo-0.3 pct C TRIP steel. Measurements of hardness, tensile properties, X-ray line broadening, and metallographic structure indicate that repetitive cycling both strengthens the austenite and raises theM _D from below room temperature to above room temperature. It is shown that cyclical thermal processing produces mechanical properties essentially comparable with thermomechanical processing in this particular TRIP steel.     

Retained austenite and mechanical properties of 0. 1C- 5Mn steel after intercritical annealing

The effect of annealing temperature on the microstructure, mechanical property and austenite content for 0. 1C- 5Mn steel was studied by ART (Austenite Reverted Transformation) heat treatment process. The morphology, metastable austenite content and mechanical properties of experimental steel were characterized by means of SEM, XRD and tensile testing at room temperature. The results indicate that the structure of experimental steel is composed of ferrite and retained austenite; with the increase of the inintercritical annealing temperature, precipitation and redissolution of carbides are found in experimental steels; simultaneously, the lath- like deformed martensite reverts to form equiaxed ferrite through the recovery and polygonization, and granular austenite undercools to lath- like and blocky martensite; the contents of retained austenite are similar in 630, 645 and 660?? samples, which are 18. 4 vol.%, 19. 5 vol.% and 18. 8 vol.%, respectively; with the increase of the annealing temperature, the volume fraction of the retained austenite suddenly drops and a large amount of reversed austenite changes into martensite; the combination of different annealing temperatures indicates that the experimental steel can obtain the best comprehensive mechanical properties when the annealing temperature is 660??.     

高速线材生产过程组织性能预测模型仿真

 采用计算机对高速线材生产过程进行模拟,开发出具有较高准确度同时具有对不同轧制工艺有较好通用性的高线生产仿真系统。利用有限元方法计算了线材在待轧、轧制、水冷及风冷过程的温度场;通过对再结晶动力学模型的解析,得到了静态再结晶、动态再结晶的分数以及奥氏体晶粒在轧制过程中的变化情况;通过组织演变模型和温度模型的耦合计算,模拟出斯太尔摩风冷线上线材的组织变化过程;建立了利用初始化学成分和组织组成预测高线产品力学性能的BP神经网络模型,通过生产过程数据的训练,实现了对线材力学性能的预测。仿真计算的结果对线材控轧、控冷工艺的改进有一定的指导意义。