V-微合金化高强度钢Q420C 180 mm×180 mm连铸坯热塑性的研究

试验用Q420C钢(/%:0.18C,0.34Si,1.40Mn,0.013P,0.011S,0.066V,0.018Als,0.011 0N)铸坯的冶炼工艺为80 t BOF-LF-CC。采用Gleeble-1500D热模拟试验机测试Q420C钢连铸坯的600~1400℃热塑性,并利用金相显微镜、扫描电镜以及透射电子显微镜分析断口形貌及金相组织和研究凝固偏析和析出物粒子对铸坯热塑性的影响。结果表明,Q420C钢第Ⅰ脆性区为1250~1350℃;第Ⅲ脆性区为700~1050℃;在1050~1250℃,断面收缩率大于60%。工业试验结果表明,通过控制Als含量0.015%~0.020%,适当降低二冷比水量(足辊段7~8t/h,Ⅰ段5.5~6.5 t/h,托辊段14±1t/h),铸坯矫直温度≥1050℃,轧材开裂率由原45.3%降至4.6%。     

Q235B 薄板坯高温塑性的研究

根据Gleeble1500热/应变模拟试验机测试的CSP薄板坯连铸工艺生产的成分(%)为0.16~0.20C,0.020~0.060Al_t Q235B钢的70 mm ×1 500 mm薄板坯600~1400℃热塑性曲线,得出连铸坯第Ⅲ脆性区为700~900℃,如在此温度范围矫直,铸坯易产生裂纹。通过扫描电镜分析断口形貌和电子探针的成分分析,得出形变诱导铁素体呈网状析出和奥氏体在低温区域析出氮化物(AlN)导致铸坯脆化。     

Q420C钢180mm×180mm连铸坯轧制角钢角部裂纹分析和工艺改进

电力铁塔用18 mm厚160角钢Q420C(/%:≤0.20C,1.00~1.70Mn,≤0.55Si,≤0.035S,≤0.035P,0.02~0.20V,≥0.015Als)的冶金流程为80 t BOF-LF-CC-车制工艺。利用光学显微镜、SEM以及能谱分析仪对热轧角钢角部裂纹进行了分析,结果表明,裂纹周围存在脱碳层及铁素体膜,裂纹处发现S富集及在晶界析出的AlN破坏了钢基体的连续性;得出连铸振痕谷底的夹渣、成分偏析,热应力和弯曲矫直应力导致了角钢沿晶界开裂。通过降低[N]至0.008 0%,控制Als 0.017%~0.022%,Mn/S≥80,钢水过热度≥25℃,保护渣牯度0.73 Pa·s,矫直温度≥950℃等工艺措施,使连铸坯的优质品率由原25.78%提高至85%,有效地降低了角钢角部裂纹的发生。     

Q235连铸板坯角部裂纹形成机理及控制

为了解决Q235连铸坯角部裂纹缺陷,采用缺陷微观形貌分析和工艺参数影响规律统计分析相结合的方法研究了缺陷形成原因。结果表明：铸坯矫直前AlN大量析出是其产生角部裂纹的主要原因。基于AlN析出热力学分析,随着钢中铝和氮含量降低,AlN开始析出的温度下降,矫直温度范围内AlN析出量显著减少。考虑实际生产,确定了降铝措施作为改善铸坯角部裂纹缺陷的控制措施,现场应用后,Q235连铸板坯角部裂纹指数由3.59下降到0.19,钢中铝的质量分数平均下降126.64×10^-4%,合金使用成本降低。     

Q420B铁塔角钢裂纹的成因分析和工艺优化

Q420B铁塔角钢（/%:0.12~0.17C,0.15~0.35Si,1.25~1.60Mn,≤0.035P,≤0.035S,0.06~0.09V）的生产流程为60 t转炉-LF-220 mm×290 mnm坯连铸-型钢轧制。铁塔角钢成品酸洗后发现部分批次出现裂纹和表面夹杂,分析表明,裂纹深度达1 mm,有夹杂物和氧化、脱碳现象。通过保护渣碱度从0.97降至0.79,粘度由0.236 Pa·s提高至0.450 Pa·s,连铸坯矫直温度从900℃提高至1 000℃,二冷比水量从0.9 L/kg降至0.7L/kg等工艺措施,铸坯的合格率由93%提高到97%,并有效地避免了角钢裂纹的形成。     

低合金钢铸坯中NbC析出行为的二次冷却调控

针对含铌低合金钢中大颗粒NbC晶界析出及先共析铁素体膜诱导连铸坯裂纹的问题,利用Matlab建立凝固传热模型和优化二冷各段目标设定温度,反算改进连铸二次冷却水量,有效提高了NbC析出温度区间内的铸坯边部冷却速率及矫直前铸坯温度,增强了铸坯窄边在矫直区前的热塑性。研究表明：Q345钢中NbC在A_e3上温度区间(1 108～905℃)基本完全析出,在原有连铸二次冷却制度下,NbC析出区间的铸坯冷却速率低(4.33℃/s),难以避免大颗粒NbC在奥氏体晶界析出,而且连铸坯矫直前窄边温度低于相变A_e3温度,导致奥氏体晶界先共析铁素体膜的形成,二者共同诱导铸坯窄边裂纹的形成;通过二次冷却3～7段的目标温度及边部水量的调整计算,实现了铸坯窄边冷却速率达到5.92℃/s,有助于NbC细小弥散析出,同时铸坯窄边矫直前温度高于A_e3温度,避免了先共析铁素体膜的形成,可显著提高含铌低合金钢的热塑性,对控制CSP工艺下含铌低合金钢边部缺陷提供了理论参考。     

Q460钢3 250 mm x 150 mm宽板坯凝固传热数值模拟研究和应用

以Q460钢(/%:0.17C,0.35Si,1.5Mn,0.020P,0.020S,0.020Nb,0.075V)3 250 mm×150 mm宽板坯为研究对象,采用ANSYS软件建立凝固传热模型,研究拉坯速度、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响。模拟结果表明:拉坯速度每增大0.10 m/min,矫直段铸坯表面温度升高36.5℃,出坯温度升高50℃,坯壳厚度减薄2.4 mm,液心长度增加1.2 m;每增加1℃的过热度,矫直点铸坯上表面中心温度增加1.73℃,延长液芯长度0.11 m;因此,拉坯速度是影响铸坯质量的关键。生产应用表明,3 250 mm×150 mm板坯拉速1.20～1.25 m/min,过热度15～20℃时板坯表面矫直温度大于950℃,降低了铸坯中心疏松和偏析,表面质量显著提高。     

SS400铝镇静钢连铸板坯角横裂纹成因及对策

针对SS400铝镇静钢连铸板坯的角横裂纹缺陷问题,研究了铸坯的高温力学性能、铸坯在矫直区内的角部温度,同时对铸坯角横裂纹缺陷试样进行了金相分析并对裂纹表面进行了SEM观察.研究分析认为对于SS400铝镇静钢,在800 ℃左右,奥氏体向铁素体转变引起的晶间脆化以及在更高温度开始析出的AlN对晶界的脆化降低了钢的延塑性,使得铸坯在这一温度附近矫直时导致角部出现沿晶开裂.在对连铸机二冷喷嘴水量分布研究的基础上,通过更改二冷喷嘴的位置和排布方式,减弱了对铸坯角部的冷却,从而有效地避免了角横裂纹缺陷的发生.     

铸坯热装温度对无取向硅钢中AlN和MnS析出行为的影响

通过固溶度积公式计算及热模拟实验,对不同热装和加热温度条件下的无取向硅钢铸坯中析出相进行了研究.在低于950℃热装时,铸坯中AlN的析出量和尺寸不再变化,但MnS和AlN-MnS的数量及平均尺寸随着热装温度降低而进一步增加,并在温度低于600℃时达到最大值后保持不变.与1200℃相比,1100℃加热的铸坯中AlN、MnS的总固溶量相对更少.相比850℃热装,600℃热装再加热到1100℃的铸坯中AlN和MnS的总固溶量更少,且AlN和MnS尺寸更大.合适的热装温度和加热温度分别为600℃和1100℃.      

连铸板坯角横裂缺陷分析与控制

从包晶反应、第二相质点析出、矫直温度控制、设备精度等方面分析了铸坯角横裂缺陷产生机理。通过从钢水S、N含量的控制、铸坯角部温度及铸机设备精度控制等方面入手,对炼钢连铸生产工艺进行了优化改进,使得铸坯矫直温度得以提高,从而达到对铸坯角横裂缺陷控制的目的。     

高强度低合金钢Q420N轧制工艺优化实践

试验高强度低合金钢Q420N(/％:0.16C,0.28Si,1.39Mn,0.015P,0.003S,0.11Cr,0.009N)的生产流程为120 t转炉-LF精炼-RH真空脱气-连铸300 mm×340 mm方坯-热连轧成Φ90 mm棒材.试验研究了普通轧制工艺(开轧1100～1150℃,终轧950～1000℃,...     

低成本90mm Q345E特厚板的生产

为了降低强韧性特厚板的生产成本,在某公司通过试验,以碳、锰成分为基本成分,采用300mm断面钢坯,通过执行较为严格的TMCP工艺,使奥氏体再结晶区的轧制温度控制在1100～1050℃,未再结晶区轧制温度在770～800℃,并严格控制轧制速度和道次压下量,同时利用ACC层流冷却避? 糠衷俳峋⑼ü?.6℃/s的冷却速度将轧后钢板冷却在620℃温度范围,最终生产出厚度为90mm、性能符合Q345E级别要求的特厚板,并满足符合Z25的厚度方向性能要求。     

MnS在固态低硫钢中析出的实验室研究

采用高温激光共聚焦显微镜对低硫钢试样抛光表面的MnS夹杂物析出进行了观察,利用高温激光共聚焦观察结果进行了控温轧制M nS析出试验,用SEM-EDS和ASPEX分析了析出物的成分.结果表明,MnS在表面的首次析出发生在1067℃并伴随有表面变形,在859.7℃当界面能随表面变形释放后停止,MnS的第二次析出发生在790...     

遇火强化型耐火钢Q420FRE的物理冶金原理与力学性能

 根据微合金纳米第二相在加热升温过程中的析出特点,充分发挥微合金第二相的强化作用,提出了遇火强化型耐火钢技术新思路。与传统耐火钢相比,通过降低钼含量,可以降低钢材成本。遇火强化型耐火钢的生产工艺路径为热轧＋快速冷却,抑制微合金纳米第二相在热轧板冷却过程中析出的同时,获得中低温转变组织。工业试制Nb-V-Ti-Mo复合微合金化遇火强化型耐火钢Q420FRE组织类型为细小的粒状贝氏体,力学性能满足耐火钢标准GB/T 28415—2012的要求,其中室温伸长率和－40 ℃低温冲击韧性优异。经计算,工业试制的遇火强化型耐火钢Q420FRE在600～700 ℃下的纳米MC相沉淀强化增量超过50 MPa。模拟测试表明,工业试制Q420FRE的耐火极限温度接近650 ℃,600 ℃高温回火3 h不失效,空冷至室温后屈服强度上升,具有二次耐火性。     

热轧加热温度对3.0 %Si无取向硅钢组织及析出物的影响

研究了热轧加热温度对Si的质量分数3.0 %的无取向硅钢的热轧和常化组织及析出物的影响规律。结果表明：热轧组织沿厚度方向存在组织梯度、析出物呈球状和不规则形状分布在晶内;随着热轧加热温度的提高,中间层纤维状变形带宽度变窄;加热温度为1 150 ℃时,小于100 nm的AlN析出粒子数量增加。热轧板经900 ℃常化后,为完全再结晶铁素体组织,组织均匀性提高、析出物聚集和粗化;提高热轧板加热温度,常化组织的平均晶粒尺寸降低,大于100 nm的析出物和20~100 nm的 AlN、AlN+Ti复合析出相数目逐渐增多。     

高建筑用Q345GJC-Z35特厚钢板的研制

 利用250mm连铸坯料,在3800mm宽厚板轧机上针对Q345GJC-Z35钢种进行了厚50～80mm钢板的TMCP工艺试验,确定了相应的热轧及控冷工艺条件。结果表明：采用碳的质量分数低于0.11%添加微量复合铌、钒、钛元素,按照2阶段控制,当轧到成品钢板厚度的2～3倍时开始待温,精轧开轧温度小于860℃,终轧温度为820～860℃,生产的Q345GJC-Z35高强度厚板的性能完全超出国家标准GB19879—2005要求,而且其钢板的平均断面收缩率都大于50%,远高于Z35钢板的技术要求。实现了钢板很好的强韧性匹配,工艺上不用后续热处理,减少了工艺流程,节约了成本。     

控轧控冷工艺对SCM435钢盘条组织和性能的影响

试验钢SCM435（/%:0.33~0.38C,0.15~0.35Si,0.60~0.85Mn,≤0.025P,≤0.025S,0.90~1.20Cr,0.15~0.30Mo）盘条的生产流程为80t BOF-LF-280 mm×325 mm铸坯-160 mm×160 mm热轧坯-热连轧成Φ16 mm盘条。试验研究了160 mm×160 mm热轧坯由常规轧制工艺（开轧1060℃,精轧930~950℃,吐丝860~900℃,冷却速度0.5~0.6℃/s）和控轧控冷工艺（开轧1060℃,精轧820~850℃,吐丝780~820℃,冷却速度0.4~0.5℃/s）对SCM435钢热轧盘条组织和力学性能的影响。结果表明,随着精轧温度的降低和冷却速度的减小,钢热轧盘条的组织得到改善,抗拉强度明显降低;常规工艺轧制SCM435钢热轧盘条的抗拉强度平均952 MPa,组织为铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体,控轧控冷工艺轧制的SCM435钢热轧盘条的抗拉强度平均817 MPa,组织为均匀的铁素体+珠光体。结合控轧控冷工艺原理对钢的组织和性能变化进行了分析。     

SCM435合金冷镦钢盘条控轧控冷工艺

对150 mm×150 mm连铸坯轧制Φ12 mm SCM435合金冷镦钢(%:0.35C、0.98Cr、0.16Mo)盘条的工艺试验表明:采用1020℃加热,900℃轧制,吐丝温度控制在780～800℃,相变前冷却速度控制在1℃/s左右,该钢可以获得均匀的铁素体+珠光体组织和良好的冷镦性能。     

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。     

热轧圆钢Q345E表面裂纹的研究与控制

采用连铸圆坯冷送轧制Q345E圆钢,发现表面存在较多裂纹,裂纹长度为20 ~80 mm,呈离散型分布。经检测,裂纹两边发现较严重的脱碳层,裂纹根部存在较多高温氧化质点,未发现非金属夹杂物。理论研究表明,初生奥氏体晶界析出网状铁素体膜是导致钢材断面收缩率降低的根本原因,而Q345E中的Nb含量在特定的温度段降低了钢材的塑性,更加剧了钢材的开裂倾向性。当预热段温度较高(850~900 ℃)时,铸坯快速升温,表面局部发生α→γ的转变,体积收缩不均匀,产生拉应力。当拉应力超过钢材所能承受的极限时,产生表面裂纹。通过对铸坯的预热缓解了内外温度差,有效解决了Q345E热轧圆钢的表面裂纹问题。