钢高温蠕变特性对连铸坯矫直变形的影响

 为使连铸坯在矫直过程中能够充分利用钢的高温蠕变特性,避免产生内部矫直裂纹,对铸坯矫直及机型曲线进行了研究。首先,在Gleeble-3800热模拟试验机上对Q345C连铸坯进行热塑性和高温蠕变试验,确定了Q345C钢的热物性参数和最小蠕变应变速率方程;其次,根据钢的高温蠕变特性,针对目前使用的某连铸机设计了新机型曲线;最后,采用热力耦合数值模拟的方法,计算了距离铸坯内弧侧表面38.3 mm处中心点的温度分布和应变速率。通过蠕变矫直机型应变速率和蠕变速率的对比表明,蠕变矫直机型曲线可以充分利用钢的高温蠕变变形进行矫直,蠕变变形量占总矫直变形量的比例达到88.6%,因此可降低铸坯内部矫直裂纹产生的可能性,有利于提高铸坯质量。     

铌-钛微合金化中碳硼钢连铸坯的高温力学性能

为了避免或减少铌-钛微合金化中碳硼钢320mm×280mm铸坯(%/:0.35C,0.04Si,0.87Mn,0.010P,0.007S,0.27Cr,0.031Alt,0.03Nb,0.030Ti,0.0018B,0.0046N)表面裂纹,研究了该钢种连铸坯的高温力学性能,并对高温拉伸断口和断口附近显微组织进行了观察。结果表明:在600～1250℃,试验钢在600℃时的断面收缩率为54.4%,其它测试温度点的断面收缩率均高于60%;试验钢第Ⅰ脆性区; 1200℃,第Ⅲ脆性区在750～850℃,在850～1200℃试验钢具有良好的热塑性;试验钢在800℃时具有相对偏低塑性,但拉伸断口微观下仍以韧窝形貌为主;试验钢在实际连铸生产时,采用≤1.0m/min铸速和≥950℃矫直温度,连铸坯表面质量良好。     

连铸坯表面质量评价系统的开发

近年，用户对无缺陷钢的要求越来越严格，因此减少连铸坯缺陷十分重要。大同特殊钢公司知多厂的小川贵宽等人根据其1号铸机铜结晶器的温度变化；铸坯二冷及矫直后铸坯温度等情况。开发了一种铸坯表面质量新的评价系统。能清楚反映经矫直后铸坯表面横裂纹的产生情况，从而可以在适当条件下对铸坯表面进行火焰清理，以大大减少裂纹缺陷。     

含钒微合金化重轨钢连铸二冷技术的研究

应用Gleeble-1500热模拟试验机定量地研究了变形温度、变形速率和冷却速率对含钒重轨钢高温热塑性的影响。据此，制定了含钒重轨钢的连铸二冷配水制度，并利用该二冷制度在成都无缝厂成功浇铸出PD3连铸坯。铸坯表面无纵裂、横裂等与二冷配水相关的质量缺陷，铸坯中心疏松1．0级，中心缩孔0～0．5级。     

大圆坯连铸带液芯矫直过程的应力、应变有限元模拟

应用Marc有限元软件对圆坯连铸的连续矫直变形过程进行模拟.以马鞍山钢铁公司大圆坯连铸机为原型,考虑铸坯与辊子的接触状态,建立了圆坯矫直变形模型;模拟分析了大圆坯连铸带液芯矫直过程中坯壳的应力、应变,得到了铸坯在矫直过程中的变形规律,可为铸机矫直工艺及设备设计提供参考依据,从而进一步优化铸坯的矫直变形,以提高圆坯的内部质量和表面质量.     

Q460C连铸板坯的高温塑性

 在Gleeble 1500热模拟机上测定了Q460C连铸坯的热塑性,深入分析了钢Q460C的高温脆化机理,确定了连铸坯的最佳矫直温度。结果表明,钢Q460C高温脆化受变形速率的影响较大,在第Ⅲ脆性区变形速率越低脆化越严重,实验用钢Q460C的低塑性区确定在660~985 ℃,连铸坯顶弯、矫直温度应高于985 ℃,有利于提高塑性,避免连铸坯表面裂纹的产生。     

900～600℃温度区域钢的脆化特性

为了查明钢在900～600℃温度区域的脆化特性,通过熔融拉伸试验、高温拉伸试验和用光学显微镜对铸坯表面横裂纹附近的组织进行观察以及对冲击断口进行电镜扫描等方法,对低碳镇静连铸钢坯进行试验和观察,在试验中模拟了连铸热过程,再现了铸坯表面横裂纹的生成过程,明确了脆化是钢固有的性质;这个温度区域的脆化与变形速度有关;脆化与钢的化学元素、含量、γ晶粒度、冷却速度等因素的关系。认为避开脆化区域的操作方法是解决铸坯表面横裂纹的根本方法。     

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。     

65Mn矩形坯单点矫直的凝固行为研究及工艺优化

以国内某厂65Mn矩形坯为研究对象,建立了矩形坯的传热和热弹塑性模型,模拟矩形坯凝固过程的温度场,以及在进行单点矫直时矫直点处的应力场分布情况;分析温度场及热应力的分布对铸坯质量的影响,为优化连铸工艺提高矩形坯的质量提供了理论依据。模拟结果表明:采用普碳钢工艺浇铸65Mn钢时,在矫直点还存在大量液芯,高拉速下铸坯处于带液芯矫直,较全凝固矫直而言,其应力云图出现了不规则分布,且应力梯度增大,大大增加了内裂的产生几率。通过对工艺优化前后的铸坯低倍进行对比分析发现,本研究所提出优化工艺方向合理,铸坯质量大幅提高,取得较好的实践效果。     

Q420 C角钢铸坯凝固传热分析及AlN析出控制

为研究Q420C角钢在大矫直应变过程中的铸坯凝固传热行为以及AlN析出对铸坯和轧材质量的影响,本文通过ProCAST模拟软件和射钉试验,对不同参数条件下铸坯表面和角部温度以及坯壳厚度等进行模拟计算,并提出了凝固坯壳厚度修正公式.通过Gleeble实验得出,铸坯在1008~1364℃温度范围内时具有较好的热塑性.对AlN析出的热力学和动力学研究表明,铸坯应避开在AlN析出"窗口"内矫直,轧制前加热炉均热温度控制在1160~1200℃,终轧温度控制在850℃以上可减少AlN在奥氏体晶界沉淀析出.经过工艺试验,成功开发出Q420C角钢,轧材平均合格率达到90%,综合性能指标满足要求.      

高强度冷轧汽车用钢1500MS连铸板坯的高温力学性能

试验用1500MS钢（/%:0.20C,0.31Si,1.39Mn,0.011P,0.001S,0.028Als,0.26Cr,0.028Ti,0.0018B,0.0048N）240mm板坯的生产流程为250t BOF-LF-RH-板坯连铸。通过Gleeble-1500热模拟试验机,测试了试验钢1350~600℃的力学性能,得出该钢第Ⅰ脆性区为1350~1250℃,第Ⅲ脆性区为650~750℃在800~1200℃铸坯具有良好的热塑性;建立了板坯凝固传热数学模型和计算了铸坯凝固过程的表面温度。1500MS钢铸坯矫直区域的温度应控制在800~1150℃。     

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。     

冷镦钢连铸过程高温塑性的模拟研究

采用热加工模拟试验机研究了w(C)为0．24％的冷镦钢在连铸过程中的物理冶金学现象,通过模拟工艺参数变化对钢的高温塑性的影响,研究高温下钢的抗拉强度和塑性的变化规律和特点,旨在预防和控制连铸坯表面裂纹的形成,提高和改善铸坯质量。     

S355ML异形坯表面横裂纹研究

采用金相检测、SEM、TEM、能谱、水口流场分析等方法,并通过对连铸坯热成像温度分析,对S355ML异形坯表面横裂纹产生原因进行研究。结果表明:直通型水口流场分布不合理;异形坯表面存在较大的温度梯度,特别是从翼缘顶端到腹板R角处,异形坯在矫直段处于铸坯脆性区;并且在S355ML异形坯大量析出碳氮化物破坏钢的高温热塑性,从而使铸坯裂纹敏感性增加。通过优化二冷制度,窄成分控制等措施,矫直时避开铸坯第Ⅲ脆性区,提高铸坯表面质量。     

应变速率对Q460连铸坯高温力学性能的影响

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机和金相法测试了不同应变速率下建筑用钢Q460连铸坯的高温力学性能,获得了600~1200℃范围内Q460连铸坯的高温强度、热塑性和最终室温组织随拉伸温度和应变速率的变化规律。结果表明,当Q460连铸坯在较高的应变速率（10s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率随着拉伸温度的升高而升高,没有出现高温脆性区;在较低的应变速率（10-3s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率出现了2个脆性区,第1个在1100℃至熔点温度,第2个脆性区间在700℃附近。总体来说,实验钢种的高温断面收缩率均大于65%,表明建筑用钢Q460连铸坯具有较好的高温热塑性。此外,同一应变速率下,Q460连铸坯的抗拉强度随着拉伸温度的升高而降低,而伸长率随着拉伸温度的升高而升高。     

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%。     

钢绞线用钢连铸坯二冷配水工艺研究

用热模拟试验研究了钢绞线用钢连铸坯的高温塑性曲线,确定连铸拉矫温度应控制在1 020℃,建立了连铸二冷配水模型。通过PROCAST软件模拟钢绞线用钢凝固过程的冷却曲线,并对模型参数进行了优化。射钉试验和生产实践证明:采用优化的二冷配水技术可有效改善铸坯质量,降低铸坯的裂纹缺陷。     

连铸低合金钢热塑性的研究现状

钢的连铸生产中,铸坯的质量问题之一是裂纹,它是钢的凝固壳在连铸过程中受到各种应力的作用下当钢的塑性很低时产生的。影响裂纹形成的最主要的因素之一是钢在连铸温度范围内的力学行为。因此,研究钢在连铸温度范围内的力学行为,对于制定合理的连铸工艺、防止裂纹的产生、提高钢的质量具有实际的意义。本文从研究钢在连铸温度范围内的力学行为(主要指热塑性)的实验方法、连铸裂纹的种类及其与钢的热塑性的关系、影响热塑性的因素等几个方面来叙述连铸低合金钢热塑性的研究状况,并且提出目前研究中所存在的问题。     

Nb、V、Ti微合金元素对连铸坯表面质量的影响

本文通过连铸坯表面温度及坯壳厚度的测试，并借鉴宝钢对含Nb、V、Ti连铸坯的热塑性研究成果，认为舞钢连铸坯在原有的工艺条件下，铸坯凝固时冷却强度较大，在矫直段正处于Nb、V、Ti、碳、氮化物析出的高峰区。通过调整工艺等措施，矫直时避开铸坯脆性区。连铸质量有较大的提高，Nb、V、Ti连铸坯比例有较大的增加。     

Q345C连铸坯高温热塑性的研究

在Gleeble-2000热模拟机上,针对Q345C钢连铸坯,进行了高温热塑性测试.分析了Q345C钢试样的断口性质及显微组织与塑性的关系.研究了第Ⅲ脆性区的脆化原因.实验结果表明:在1 300～600℃区间存在两个脆性温度区,其中第Ⅲ脆性温度域为600～850℃,其断面收缩率RA范围是60.23%～29.61%;指出了该钢种在实际生产条件下适宜的铸坯矫直温度.