稀土对V微合金重轨钢高温塑性的影响

U76CrRE钢(/%:0.71～0.80C、0.50～0.80Si、0.80～1.10Mn、0.04～0.10V、0.25～0.35Cr、0.02RE)和U75V钢(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、0.04～0.08V)的冶炼工艺流程为铁水预处理-150 t复吹转炉-LF-VD 280 mm×380 mm连铸,LF精炼后通过喂稀土包芯线加入稀土。对钢的铸坯进行热塑性试验结果表明,加入稀土主要在第Ⅲ脆性区提高V微合金重轨钢的高温塑性,950～1225℃U76CrRE钢和U75V钢的平均断面收缩率Z值分别为83.34%和65.17%,1250℃U76CrRE钢和U75V钢的Z值分别为58%和12%。为防止铸坯出现裂纹,铸坯的矫直温度应≥900℃。     

钒对微合金化重轨钢高温塑性的影响

用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了U71Mn钢(%:0.75C、1.20Mn)和U75V钢(%:0.75C、0.94Mn、0.05V、0.005Al)700～1300℃的高温塑性。结果表明,由于碳氮化钒在晶界和晶粒内部析出,加钒降低微合金化重轨钢的高温塑性,特别是第Ⅲ脆性区(850℃)的塑性。为防止铸坯裂纹出现,铸坯矫直温度应≥900℃。     

重轨钢连铸凝固末端位置研究及工艺优化

根据武钢第一炼钢厂重轨钢连铸生产条件,建立380 mm ×280 mm方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。模拟结果表明,U71Mn和U75V钢的凝固末端各自位于距结晶器液面16.96～21.68 m和16.50～21.17 m;减弱二冷强度或增大拉速,U71Mn和U75V钢凝固终点均会明显后移。根据计算结果,二冷制度由弱冷(0.346 L/kg)改为超弱冷(0.218 L/kg),拉速采用0.7 m/min,应用1～4~#机架轻压下,压下量为5～7 mm,U71Mn和U75V钢凝固终点延长至21 m以上。连铸工艺优化后,重轨钢大方坯中心疏松Ⅰ级内平均合格率由89.64%提高到99.50%。     

轧制变形对重轨脱碳深度的影响

钢厂轧制U75V钢(%:0.71～0.80C、0.50～0.80Si、0.70～1.05Mn、0.04～0.12V、0.23Cu)60 kg/m重轨的铸坯尺寸为380 mm×280 mm,经第2架粗轧后坯料的断面面积为18 015 mm²。通过轧制变形试验和显微镜观察测试,结合生产现场技术参数建立了有限元模型,以研究分析轧制变形对脱碳层影响。得出经第1粗轧机架和第2粗轧机架孔型轧制后,轨头脱碳层从1.2mm降至0.53 mm,轨腰脱碳层从1.5 mm降至0.54 mm,轨底脱碳层从1.5 mm降至0.83 mm。实测成品轨头的脱碳层为0.2 mm。     

Q450NQR1高强度耐候钢连铸板坯的高温性能

采用DIL402C热膨胀仪和Gleeble-1500D热模拟试验机,测试了Q450NQR1钢(%:0.05～0.10C、0.30～0.50Si、0.80～1.00Mn、0.20～0.30Cu、0.15～0.35Ni、0.40～0.60Cr)200 mm×1 350 mm铸坯的热膨胀性能和高温力学性能。结果表明,升-降温速率由5℃/min提高至10℃/min时,升温相变温度区间上移,降温相变区间下移;Q450NQR1钢连铸坯二次脆性区为750～1 050℃,铸坯的矫直温度应≥1 050℃。     

控轧控冷对38CrMoAl钢盘条硬度的影响和工艺优化

Φ8～20 mm 38CrMoAl钢(/%:0.35～0.42C,0.20～0.45Si,0.30～0.60Mn,≤0.035P,≤0.035S,1.35～1.65Cr,0.15～0.25Mo,0.70～1.10Alt)的生产工艺为90 t转炉-LF-VD-150 mm×150 mm方坯连铸-连轧。分析了成分、轧制温度、冷却速度对38CrMoAl钢组织的影响。通过将铸坯加热温度、开轧温度和吐丝温度分别由(1100±40)℃,(1020±20)℃(和(900±15)℃降至(1060±40)℃,(980±20)℃和(840±15)℃,同时降低冷却线辊道速度,盘条HB硬度值由284～353降至221～254,显著降低冷拔过程的断丝率。     

280 mm×380 mm连铸坯结晶器电磁搅拌技术的应用

试验研究了电磁搅拌的电流(150～500 A)对重轨钢U75V等钢种(mm)280×380、280×325连铸坯冶金质量的影响。结果表明,当电流由250A提高至500A时,重轨钢U75V铸坯中心区等轴晶率由18.8%增至36.2%,夹杂总量由8.53mg/10kg降至4.68mg/10kg,中心疏松、偏析、缩孔、中心裂纹和中间裂纹等缺陷≤1.0级别的比例达98%。中碳钢连铸电磁搅拌电流为350～400A,低碳钢连铸电磁搅拌电流为250A时,铸坯内部缺陷≤1.0级的比例分别为93%和90%。     

SWRH82B钢Φ14 ~ 15 mm盘条的生产实践

采用Cr、V微合金化技术开发了抗拉强度≥1180 MPa的SWRH82B钢Φ14～15 mm盘条(/%:0.79～0.82C,0.15～0.35Si,0.60～0.90Mn,≤0.025P,≤0.006S,≤0.015As,0.26～0.32Cr,0.04～0.07V)。水钢用100 t转炉-LF精炼-160 mm×160 mm连铸(结晶器带电磁搅拌)-铸坯缓冷-高速线材轧制-Stellmor风冷的工艺流程生产的SWRH82B钢Φ14～15 mm盘条组织的索氏体化率达到了95%。盘条的抗拉强度为1 180～1 270 MPa,断面收缩率为27.0%～37.5%。盘条满足大规格高强度矿用钢绞线的要求。     

60Si2Mn弹簧钢150 mm x 150 mm铸坯缺陷分析与工艺优化

针对60Si2Mn弹簧钢(/%:0.56～0.64C,1.50～2.00Si, 0.70～1.00Mn,≤0.025P,≤0.020S)的150 mm×150 mm连铸坯角部存在横向表面裂纹缺陷问题,通过采用金相显微镜和扫描电镜对铸坯角部横向表面裂纹缺陷进行分析及试验比对。结果表明：结晶器铜管锥度过大、拉坯阻力大、保护渣润滑效果差以及二次冷却不均匀导致角部产生横向表面裂纹。通过将结晶器铜管锥度从2.2 mm降到1.6 mm、保护渣熔化温度从1182℃降到1072℃、粘度从0.76 Pa·s降到0.52 Pa·s以及二次冷却比水量从0.45L/kg降到0.32L/kg等措施,降低铸坯在铜管内拉坯阻力,改善结晶器冷却传热和二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,使得铸坯缺陷得到有效控制,铸坯表面探伤合格率从35%提高到92%。     

U75V重轨钢BD2开坯过程有限元数值模拟和分析

通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对重轨钢U75V(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、≤0.025P、0.008～0.025S、0.04～0.08V)在BD2轧机于1 200℃开坯5道次轧制过程进行了数值模拟,分析了各道次稳定断面处等效应力、等效应变的分布情况。结果表明,轧件头部、腰部和底部随每道次的变化其应力、应变分布存在差异;稳定截面处轨头、轨腰和轨底各道次应力曲线的分析得出,轨头应力变化最大,最大值达64.8 MPa,提高重轨轨头的屈服强度有利于延长重轨寿命。     

U75V重轨钢280mm×380mm连铸坯加热工艺的试验研究

在钢厂利用Thermophil STOR测试系统(黑匣子)进行步进式加热炉内U75V重轨钢280 mm×380mm铸坯加热过程温度跟踪,并用Origin软件进行数据处理,得出铸坯加热温度、升温速度、表面与中心温差等曲线.结果表明,铸坯平均加热温度为1 220℃,当在炉时间超过180 min,应降低均热段控制温度约20℃...     

980 MPa耐蚀钢轨U68CuCr的开发和应用

通过制定合理成分和铁水脱硫-120 t顶底复吹转炉-吹氩-LF—RH-280 mm×380 mm坯连铸-轧制工艺,开发了980 MPa热轧耐蚀钢轨U68CuCr（/%:0.65~0.75C,0.40~0.80Si,1.00~1.30Mn,≤0.030P,≤0.025S,≤0.50Cu,≤0.50Cr,≤0.05Nb）。试验结果表明,耐蚀钢轨U68CuCr抗拉强度≥1060 MPa,伸长率≥12%,踏面硬度HB值为300~310,珠光体片间距为0.2μm,耐磨性能优于同一强度级别的U75V钢轨。2%NaCl溶液腐蚀试验显示,耐蚀钢轨U68CuCr腐蚀速率为U75V钢轨的57%。在京广线使用3年,通过总重量超过3亿吨,耐蚀钢轨U68CuCr使用性能良好,其各项指标均满足铁路运输要求。     

重轨端部淬火温度场与相变的计算机模拟

运用有限元法对U71Mn钢(%:0.65～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn、≤0.030V、≤0.025Ti)重轨端部电磁感应加热55 s,空冷8 s,喷风冷却42 s,空冷至常温的热处理过程进行了计算机模拟分析,计算机图形学理论动态显示轨端内部任意时刻的温度分布、组织分布。模拟结果表明,在该冷却条件下淬火后端部横断面组织为细片状珠光体(索氏体+托氏体),无马氏体、贝氏体等组织,与实验结果相吻合。     

重轨钢浇次第一炉钢冶金质量的研究

对100 t LD-LF-VD-280 mm×380 mm连铸坯流程生产的U71Mn和U75V重轨钢第一炉钢的冶金质量进行了研究。统计结果表明,虽然第一炉钢过热度(21～38℃)较高,但第一炉钢中后半炉的最大氢、氧含量较前半炉分别降低0.2×10^-6和5×10^-6,夹杂物亦降低0.5级,后半炉钢的冶金质量可以满足重轨钢的要求,因此可将后半炉钢由原来的吊车轨改为重轨,该工艺实施后每年重轨钢可增产6万t以上。     

回火工艺对热轧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨组织性能的影响

U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的生产流程为150 t 转炉-LF-VD-280 mm×380 mm铸坯 轧制,终轧930~980 ℃,空冷-340 ℃ 4 h两次回火,空冷。U20Mn2SiCrNiMo钢热轧态(终轧930~980 ℃空冷）和(320 ℃一、二次回火)组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。力学性能试验结果表明：U20Mn2SiCrNiMo钢轨最佳回火工艺为320 ℃ 4 h空冷+320 ℃ 4 h空冷二次回火,其性能为：屈服强度1242 MPa,抗拉强度1393 MPa,HBW硬度值417,伸长率15.0%,断面收缩率60%,冲击吸收功K_U2 98 J,轨底纵向残余应力+180 MPa。     

大轴重铁路货车车轴用新型LZ45CrV钢坯的开发

大冶特钢采用60tUHP EBT EAF-LF-VD-6.5t铸锭-850初轧开坯的工艺流程试制了大轴重车轴用260mm×260mm和280mm×280mm新型LZ45CrV钢坯(/%:0.43C、0.27Si、0.77Mn、0.007P、0.005S、0.55Cr、0.10V、0.10Mo)。通过电弧炉配加45%铁水和优质废钢,控制终点[C]≥0.15%,[P]≤0.005%,LF喂铝线,使Al控制在0.035%～0.045%,VD真空处理≥20min等工艺措施,LZ45CrV钢坯的氧含量为8.5×10^-6,非金属夹杂物≤1.0级,晶粒度7～8级,力学性能符合标准和设计要求。     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了34Mn5V钢Φ400 mm圆坯连铸过程中的凝固传热数学模型,运用该模型计算得到的二冷各区控制点的表面温度与现场实测结果一致。用该模型计算得出,钢水过热度对铸坯表面温度影响较小,拉速和二冷区冷却强度对铸坯温度影响较大。生产实践表明,当生产Φ400 mm铸坯的拉速达到0.4～0.6 m/min时,自动控制的二次冷却制度能满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。