模拟热轧工艺对氧化铁皮组织性能的影响

采用热模拟实验机、场发射扫描电子显微镜、电化学测试等试验方法,研究了开轧温度、终轧温度和卷取温度对氧化铁皮组织和耐蚀性能的影响规律.研究表明:热轧钢板表面氧化铁皮由3层结构组成,即最外层Fe2O3、中间层Fe3O4和最内层FeO.随着开轧温度和终轧温度的降低,FeO先共析转变的驱动力增大,FeO在整个氧化铁皮层中的含量逐渐减少,Fe2O3和Fe3O4含量逐渐增多.随着卷取温度由650℃降低到500℃,在FeO层中析出的Fe3O4粒子数量不断增加,粒子尺寸越来越细小.析出的Fe3O4越多,氧化铁皮的耐蚀性能越高.当卷取温度降低至450℃时,FeO发生了共析转变,生成片层状Fe+Fe3O4的共析组织,这些片层状组织形成微电池,使氧化铁皮的耐蚀性能急剧降低.     

帘线钢表面氧化优化工艺及控制机理研究

采用OM和SEM分析方法研究了帘线钢空气气氛下连续氧化行为以及高线精轧、吐丝温度对热轧盘条表面氧化铁皮厚度和相组成的影响,同时采用热模拟方法分析了FeO层发生先共析、共析转变生成Fe3O4的条件.实验结果表明,945℃是帘线钢快速氧化起点温度,随着温度升高,氧化速率急剧增加;而当温度降低到700℃时,氧化过程极其缓慢.控制700~945℃范围内的冷速是控制氧化铁皮厚度及相组成的关键工艺.高线生产控制精轧和吐丝温度在900~940℃,氧化铁皮厚度7~20μm,FeO质量分数为65%~80%,具有最佳除鳞性能.热模拟分析表明,400~500℃是FeO层发生共析转变的"鼻尖"温度,孕育期最短.提高400~500℃区间冷速可抑制FeO层发生共析转变,使机械除鳞率提高3%左右.     

Q345B钢氧化铁皮的高温粘附性研究

热轧板带加热过程中高温氧化将直接影响氧化铁皮的结构、元素分布以及粘附性,进而间接影响后续除鳞效果以及粗轧和精轧后得到的成品钢板表面质量。本文利用Gleeble热模拟试验机模拟Q345B连铸坯粗轧前在1 150和1 250℃加热阶段的氧化情况,并结合拉伸试验研究了两个温度下氧化铁皮的表面形貌、次生氧化铁皮的裂纹以及氧化铁皮与基体界面处截面形貌和各合金的元素分布。研究表明：高温短时氧化生成的一次氧化铁皮粘附性小,仅微小变形即可完全剥离脱落;次生氧化铁皮粘附性大,但强度低,塑性差,易产生裂纹。此外,次生氧化铁皮与基体界面处反应生成的Fe₂SiO₄会改变氧化铁皮FeO内层的相间分布,对氧化皮起到钉扎作用,导致氧化皮的粘附性强,这增大了后续除鳞的难度。为改善钢板的表面质量,生产实践中建议在粗轧除鳞前控制钢板氧化铁皮界面温度高于Fe₂SiO₄凝固温度,以降低氧化铁皮与钢板基体附着力。     

镀锌用热轧SPHC钢的氧化铁皮在升温过程的组织转变

为了分析在还原退火炉的直燃段升温过程中热轧带钢表面氧化铁皮的组织转变规律.本实验采用GLEEBLE3800热模拟试验机通过模拟不同升温速率和目标温度对热轧带钢氧化铁皮在升温过程中的组织转变进行了研究,并采用电子探针(EPMA)对不同工艺条件下氧化铁皮的断面形貌进行观察.当升温到530℃时,共析组织中片层状的Fe优先发生溶解形成铁离子.Fe离子通过近程扩散到邻近的Fe3O4中,使得邻近的Fe3O4中Fe离子含量升高,此时氧化铁皮中未发现Fe1-yO形核.当温度升高到600℃时,Fe1-yO开始出现形核并长大,新形成的Fe1-yO中含有大量白色点状Fe,同时还有大量的先共析和共析组织残留.当温度升高到650℃时,共析组织完全消失,部分先共析Fe3O4也已经转变成Fe1-yO.当温度达到760℃时,氧化铁皮组织已形成外层为Fe3O4、内层为FeO的双层结构.氧化铁皮中片层状的共析组织和先共析Fe3O4在升温过程中转变成Fe1-yO.在Fe1-yO形核前,片层状共析Fe优先溶解,近程扩散到共析Fe3O4中.     

X52管线钢热轧板卷表面裂纹成因分析

在某批厚度为15.9mm的X52管线钢热轧板卷上发现批量尾部裂纹缺陷。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等设备对裂纹缺陷处的微观形貌和化学成分进行观察和分析。结果表明:在热轧制过程中,热轧中间坯存在翘头积水和反冲水拦截除鳞水效果不佳现象,导致带钢局部过冷,因此在精轧过程中带钢表面变形不均匀从而产生局部拉裂。通过改善粗轧翘头现象和调整反冲水角度,可有效控制裂纹的产生。     

铁素体区轧制IF钢试生产实践

为了充分发挥薄板坯连铸连轧机组的优势,采用铁素体区轧制技术试生产了1炉IF钢,对试验钢冷轧料成品与常规轧制成品的组织结构和力学性能进行了对比分析。结果表明:铁素体区轧制IF钢成品在综合性能上要优于常规轧制成品的,尤其是反映深冲性能的重要指标塑性应变比r值比常规轧制成品的平均值高出约0.2;但试验钢成品表面存在典型的热轧除鳞不良导致的氧化铁皮缺陷,表面氧化铁皮问题是其与常规轧制成品相比存在的劣势,也是制约其大批量生产的主要难题。     

电沉积与铁基体电位活化的增强拉曼光谱研究

为探讨电沉积初始过程对电镀层结合强度的影响,采用循环伏安法和表面增强拉曼(SERS)光谱研究了光亮铁电极在5%KCl溶液中表面氧化物随电位负移的还原过程,并应用循环伏安法和恒电流电位-时间法研究了氰化物镀铜体系铁基体的电位活化现象和电沉积初始过程.结果表明,在电位-0.9 V时,特征波数为424 cm-1和499 cm-1的Fe3O4谱峰消失,电位-1.2 V时,特征波数671 cm-1的FeO、谱峰明显降低,说明Fe3O4和FeO在不同电位下依次实现还原过程.循环伏安曲线在-0.9 V及-1.2 V附近也依次出现了铁氧化物的还原电流平阶.在氰化物镀液中,铜的析出电位(约-1.4 V)负于铁表面氧化物的还原电位,电极过程首先实现铁表面氧化物的还原,随后铜沉积在活化的铁基体上.     

热轧钢材氧化铁皮的高温形变机理研究

利用热力模拟实验机研究了低碳微舍金钢在热变形过程中钢材表面氧化铁皮的高温形变机理,并采用场发射电子探针和电子背散射衍射仪来表征氧化铁皮的厚度、截面形貌、元素分布和晶体结构.结果表明,在高温条件下钢材表面的氧化铁皮具有较好的塑性,氧化铁皮的变形特征与温度和变形量密切相关.此外,塑性变形的位置主要分布在FeO层,这主要是由于FeO的晶体结构为疏松粗大的柱状晶,利于其在高温下发生塑性变形.根据氧化铁皮塑性变形机制合理制定热轧工艺可以使钢材表面的氧化铁皮与钢基体等比例变形,从而达到改善热轧钢材表面质量的目的.     

热轧钢材氧化铁皮的高温形变机理研究

利用热力模拟实验机研究了低碳微合金钢在热变形过程中钢材表面氧化铁皮的高温形变机理,并采用场发射电子探针和电子背散射衍射仪来表征氧化铁皮的厚度、截面形貌、元素分布和晶体结构。结果表明,在高温条件下钢材表面的氧化铁皮具有较好的塑性,氧化铁皮的变形特征与温度和变形量密切相关。此外,塑性变形的位置主要分布在FeO层,这主要是由于FeO的晶体结构为疏松粗大的柱状晶,利于其在高温下发生塑性变形。根据氧化铁皮塑性变形机制合理制定热轧工艺可以使钢材表面的氧化铁皮与钢基体等比例变形,从而达到改善热轧钢材表面质量的目的。     

不同气氛下柠檬酸铁制备铁氧化物的研究

以柠檬酸铁为原料,分别在富氧和无氧气氛中经热处理得到铁氧化物,利用TG技术研究了柠檬酸铁在不同气氛下的热解过程,采用XRD技术研究了不同气氛下柠檬酸铁反应温度与反应时间对产物组分、结构的关系。结果表明:柠檬酸铁在空气气氛的热解产物为Fe3O4,提高反应温度或延长反应时间均有利于Fe3O4向α-Fe2O3的转变。然而,柠檬酸铁在无氧气氛的热解产物为Fe3O4与无定形热解炭,增加反应温度和/或延长反应时间会促进Fe3O4向Fe、FeO的转变。     

连铸坯热送轧制对钢的组织与性能影响初探

对连铸坯热送轧制工艺进行了探索,同时对冷、热送坯所轧制钢材的组织和性能进行了对比试验。提出了较为合适的轧制工艺,在此工艺条件下,热送坯所轧制的钢材比冷送坯所轧制的钢材力学性能略好。     

Q460C钢组织特性对表面裂纹成因的影响分析

通过光学显微组织观察,测定显微组织硬度和能谱分析等方法对Q460C中厚板表面裂纹成因进行了分析研究,分析了热送热装工艺对裂纹形成的影响,分析了轧制过程中裂纹的形成机理.利用热膨胀法结合金相法在Gleeble-1500热模拟实验机上测定了实验钢连续冷却转变曲线,分析了材料组织转变与裂纹形成规律的联系.分析结果表明：热送热...     

On the Occurrences of “Frizzle-Type” Surface Defects in a Hot-Rolled Steel Plate

Metallurgical investigations were directed to probe into the genesis of “frizzle” and fissure-type surface defects on 10-mm hot-rolled steel plates meant for application in flat-bed wagons for carrying heavy machinery. The thin hairline fissures on the steel plates were identified as skin laminations associated with long, shallow, and branched cracks, intruding from the plate surfaces to the interior with curved contours, replete with fragmented oxide scale entrapments and debris. The incidence of these superficial defects on the plates was linked to surface damage to the solidifying skin of continuously cast steel slabs, induced by the extensive pitting and cavitation of caster pinch rolls. It is presumed that during hot rolling of the steel slabs, surface blemishes like indentations and folds got rolled over by metal flow, entrapping copious amounts of primary as well as secondary scales underneath the laminated skin. Under the influence of shear forces during rolling, the defects are believed to have ingressed further into the plate interior leading to the formation of long, shallow, and branched cracks with curved contours and entrapped fragmented oxide scales.     

带钢表面黑斑缺陷分析

采用扫描电镜及能谱等手段对热轧带钢和冷轧带钢表面产生黑斑的原因进行了分析。结果表明:酸洗热轧带钢表面黑斑主要是氧化铁,冷轧带钢表面黑斑主要是热轧带钢氧化铁经退火后被还原产生的还原铁。     

Behaviour of surface oxide scale before roll bite in hot rolling of steel

Abstract

Hot stalling rolling tests using mild steel slabs with thin and thick scale layers, and cold stalling rolling simulation tests using lead slabs coated with brittle lacquer layers, have been conducted to investigate the behaviour of the surface oxide scales before hot rolling. The effects of rolling reduction, temperature, scale thickness and structure, and slab geometry were examined. The experimental results indicate that the oxide scale can either adhere and deform with the parent steel, or delaminate from the parent steel, or suffer from cracking before hot rolling, depending on the hot strength of the scale and the stress status in the scale, which depend on rolling reduction and temperature, and scale thickness and structure. Therefore, the cracks observed in the oxide scales on the steel slab after hot rolling are generally the combined results of cracking before rolling and further cracking in the roll gap. On the basis of comparative analysis, the prerolling behaviour of the oxide scales in a laboratory scale rolling mill and in an industrial hot strip mill is discussed.     

热处理温度对510L热轧带钢原始氧化皮结构及其腐蚀行为的影响

利用不同温度的热处理工艺改善510L热轧带钢表面原始氧化皮结构,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、EDS、电化学测试方法对不同结构氧化皮的热轧带钢在NaHSO<,3>溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明:当温度低于570℃时,随氧化温度的增加,氧化皮上分布的白色弥散状组织减少,氧化皮的微观形貌由带毛刺...     

Influence of hot rolling and heat treatment on structure and properties of HSLA steel explosively clad with austenitic stainless steel

Abstract

The present work aims at studying structure–property correlations in an explosively clad HSLA steel with austenitic stainless steel of AISI 304L grade. The clad plate was subjected to hot rolling followed by a quenching and tempering treatment to achieve better mechanical properties in the base plate. Optical microscopy studies revealed that the interface between the two steels was wavy in the as clad plate and the waviness decreased substantially due to hot rolling. Subsequent heat treatment has not shown any significant effect either. The base plate had tempered martensite/bainite structure in as clad or heat treated conditions and ferrite-pearlite-bainite structure in hot rolled condition. The grains were finer and elongated near the interface. The stainless steel exhibited equiaxed grain structure in as clad, hot rolled or heat treated plates. Tensile properties and charpy impact energy of the base plate were lowered due to hot rolling and then increased substantially due to heat treatment. The microhardness was observed to be a maximum at the bond interface for all three conditions studied. The shear bond strength was the highest in the as clad condition and decreased for the rolled as well as heat treated conditions. Scanning electron microscopy fractography on shear bond specimens revealed the presence of predominantly equiaxed dimples with few regions of rubbed fracture. Quantitative electron probe microanalysis across the bond interface indicated linear change in concentrations of nickel, chromium and manganese between the levels appropriate to the clad layer and base metal.     

高碳钢盘条氧化皮的激光拉曼光谱分析

采用激光拉曼光谱并结合SEM和XRD等手段对高碳钢盘条表面氧化皮进行了研究,同时,对不同冷却条件下形成的氧化皮机械剥离性能进行了评价。结果表明,氧化皮为三层结构,控冷条件下形成的氧化皮机械剥离性能良好,而炉冷条件下形成的氧化皮经机械剥离后仍有一层Fe3O4残留。     

镍-不锈钢复合板轧制过程中界面的结合机制

采用轧制终止取样法对镍-不锈钢热轧复合板轧制过程中的界面成分、界面组织以及界面处的氧化物进行了表征,研究了轧制过程中界面的结合机制并根据热力学原理解释了高温下选择性内氧化的机理.将复合板坯加热至1200℃,保温120 min后进行轧制,分别在轧制3、5、7道次后中断轧制快速水冷,随后进行取样观察.结果 表明,轧制3道次...     

引线框架铜合金精轧薄板表面起皮剥落的数值分析

运用弹塑性有限元方法的平面应变分析模型，依据引线框架Cu-Fe-P合金精轧后表面起皮剥落处的显微组织特征，研究了Cu基体和Fe相颗粒界面附近的应力应变场分布。研究表明：铜基体与铁相的塑性行为及应力应变分布具有明显的不均匀性．界面区强烈的应力集中易造成界面开裂；精轧前Fe相周围的微裂纹在精轧变形时将进一步发展，直至发生引线框架扳材表面起皮剥落破坏。应避免热轧板坯中出现较大Fe颗粒。