薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中AlN作用的试验研究

 对薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中AlN的作用进行了初步的试验研究。研究结果显示：当低碳铝镇静钢中酸溶铝含量在0.005%～0.043%时,钢中AlN的沉淀析出对热轧板材的晶粒度及力学性能没有明显影响,据此可以推测AlN的沉淀析出不是薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢晶粒细化的原因。在薄板坯连铸连轧的低碳铝镇静钢中仅沉淀析出很少量的AlN,这些AlN仅能起到很微弱的沉淀强化作用,因此AlN也不是低碳铝镇静钢中起沉淀强化作用的主要析出相。但是这些少量AlN的沉淀析出对热轧板材再加热时的晶粒长大却有明显影响：随钢中酸溶铝含量的增加,即随钢中AlN含量的增加,钢的晶粒粗化温度不断提高。     

硼对低碳铝镇静钢中AlN、MnS析出的影响

通过实验室模拟薄板坯连铸连轧(TSCR)流程实验,研究了向低碳铝镇静钢中加入质量分数为3.0×10-3%的微合金元素B对AlN、MnS在连铸连轧过程中析出的影响.结果表明:微合金元素B可以在高温奥氏体中优先与自由N结合形成粗大BN颗粒,且常与MnS复合析出,抑制了细小AlN的析出,减少了钢中细小AlN的含量.     

薄板坯连铸连轧流程低碳Al镇静钢组织细化原因探讨

研究了薄板坯连铸连轧流程生产的低碳Al镇静钢普遍存在的组织偏细,强度偏高的问题。研究结果表明,薄板坯连铸出坯后已有AlN沉淀析出,经均热1 423 K×30 min后仍有约30×10-6AlN未溶解。这些AlN微细沉淀对抑制奥氏体再结晶晶粒长大、抑制相变铁素体晶粒长大起到一定作用,使钢带组织细化;另外,薄板坯连铸连轧流程轧后冷却段长度偏短,冷却强度偏高也是造成组织细化,强度偏高的主要原因。     

薄板坯连铸连轧流程低碳铝镇静钢组织细化的原因

薄板坯连铸连轧流程生产的低碳Al镇静钢普遍存在组织偏细，强度偏高的现象，这为高强度带钢生产提供了有利条件，但也为冷轧基料生产带来了一定的困难。国内外已对薄板坯连铸连轧流程生产的低碳Al镇静钢组织细化原因进行了大量的分析和研究，得到了一些认识。本研究表明，薄板坯连铸出坯后已有AIN沉淀析出，经均热后仍有约0．0030％的AIN未溶解。这些AIN微细沉淀对抑制奥氏体再结晶晶粒长大、抑制相变铁素体晶粒长大起到一定作用，使钢带组织细化；另外，薄板坯连铸连轧流程轧后冷却段长度偏短，冷却强度偏高也是造成组织细化，强度偏高的主要原因。     

薄板坯流程连铸连轧过程中的细晶化现象分析

研究了薄板坯连铸连轧工艺的铸坯凝固组织特征和钢带的组织演变规律。通过化学相分析、微观组织分析研究发现，微细AIN粒子在薄板坯连铸过程中可沉淀析出，铸坯经20～30min均热后AIN仅部分溶解。对AIN析出的热力学和动力学分析也证实了AIN在铸坯上沉淀析出的合理性。这些在连轧开始前原始奥氏体中析出的AIN沉淀是抑制变形奥氏体再结晶晶粒长大，细化奥氏体组织，并最终使钢带组织细化的主要原因；同时，薄板坯连铸连轧流程冷却辊道短、冷却强度大等因素也是导致薄板坯连铸连轧过程中Al镇静钢组织细化的主要原因。     

硼对低碳铝镇静钢中AIN、MnS析出的影响

通过实验室模拟薄板坯连铸连轧(TSCR)流程实验,研究了向低碳铝镇静钢中加入质量分数为3.0×10-3%的微合金元素B对A lN、MnS在连铸连轧过程中析出的影响.结果表明:微合金元素B可以在高温奥氏体中优先与自由N结合形成粗大BN颗粒,且常与MnS复合析出,抑制了细小A lN的析出,减少了钢中细小A lN的含量.     

传统流程冷轧低碳铝镇静钢深冲性能分析

低碳铝镇静钢的生产工艺可分为传统流程和微合金化薄板坯连铸连轧流程,采用金相、SEM、EDS、织构等分析手段研究了传统流程低碳铝镇静钢显微组织、晶粒度、游离渗碳体和晶体织构方面对其深冲性能的影响,并对冷轧薄板冲压开裂进行了分析。实践表明:传统流程生产低碳铝镇静钢过程中通过合理控制游离渗碳体形态、铁素体晶粒和AlN第二相粒子3个关键因素,可获得有利的织构,使冲压性能满足DC04的要求,达到微碳深冲钢的水平,具有显著的经济效益。     

薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢抑制剂的析出特点

 在实验室模拟薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢的基础上,通过大量的透射电镜观察和分析检测,得到了脱碳退火后钢中形成的析出物的情况,确定了钢中的主抑制剂为Cu2S,同时还存在少量的辅助抑制剂AlN以及以复合析出物形式存在的微量的MnS。研究了Cu2S主抑制剂在薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢的析出特点,分析了实验用钢中Cu2S抑制力。结果表明,Cu2S作为薄板坯连铸连轧流程生产普通取向硅钢的主抑制剂有足够的抑制能力,能够满足CGO钢二次再结晶的要求。     

薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用研究

对薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中酸溶铝的作用进行了研究.研究结果显示,对于薄板坯连铸连轧流程生产的低碳铝镇静钢,当钢中酸溶铝的质量分数在0.005%～0.043%时,酸溶铝对热轧板材的晶粒度及力学性能没有明显影响,但是对热轧板材再加热时的晶粒长大却有明显影响,随钢中酸溶铝含量的增加,钢的晶粒粗化温度不断提高.因此对于那些不需要强调焊接性能的普通热轧钢板,w(Als)可以控制在0.01%左右;对于那些需要强调焊接性能和某些特殊性能的钢板将w(Als)控制在0.02%～0.04%比较合适.     

3%取向硅钢中MnS沉淀析出动力学的计算

利用第二相相关理论计算分析薄板坯连铸连轧3%取向硅钢中MnS沉淀析出的动力学行为。沉淀析出计算结果显示在薄板坯连铸连轧生产工艺中以铁素体位错线上形核为主导,MnS在铁素体中的析出量最大,其有效沉淀温度范围约为700~900℃,临界形核尺寸约为0.7~1.5 nm;相变完成时MnS颗粒的半径约为30 nm,可以起到抑制剂的作用。终轧温度应在800℃以上。     

2种流程生产的中高碳钢的差异及产生原因

针对传统流程和薄板坯连铸连轧2种流程生产的中高碳钢的差异进行了对比分析并探究其产生的原因.研究结果表明:与传统流程相比,薄板坯连铸连轧铸坯的冷却速度和凝固速度快,钢中易偏析元素来不及扩散偏聚,非金属夹杂物也不易聚集长大,碳的最大偏析度为1.16,较传统流程有明显改善,氧化物、氮化物、硫化物等非金属夹杂物的尺寸较细小但数量明显多于传统流程.同时,由于薄板坯连铸连轧流程具有铸坯加热温度低、在炉时间短的特点,有利于降低铸坯表面碳的扩散速度,减少脱碳量,脱碳层深度小于板带厚度的1.0％,为传统流程脱碳层深度的30％～60％.     

薄板坯连铸连轧中高碳钢生产技术

 薄板坯连铸连轧流程钢水凝固速率高,铸坯在炉温度低、时间短,道次压下量大,有助于抑制化学成分偏析、细化非金属夹杂物、降低表面脱碳、减小珠光体片层间距,一定程度上缓解了传统流程生产高碳板带钢存在的问题,适于生产高质量的高碳钢板带。采用金相显微镜、扫描电镜等方法分析了薄板坯连铸连轧流程生产的中高碳钢的微观组织,结果表明：碳的最大偏析度为1.16,较传统流程的2.0有明显改善;单面脱碳层深度小于板带厚度的1.0%,为传统流程脱碳层深度的30%~60%;珠光体片层间距显著减小,有利于提高材料的综合性能。基于薄板坯连铸连轧流程已开发出中高碳优质碳素钢、碳素工具钢、弹簧钢、合金结构钢及合金工具钢,最高碳的质量分数达到1.0%,产品已广泛应用于汽车制造、工程机械、特种设备、高端锯片以及专用器具等领域。     

薄板坯连铸连轧钢的组织性能综合控制理论及应用

在对国内外薄板坯连铸连轧工艺及产品开发现状及发展趋势分析的基础上,通过大量的试验研究提出了连铸连轧组织性能综合控制的概念,对钢中夹杂物超细化,锰和硫的控制,热连轧过程中的再结晶、组织细化及沉淀析出,层流冷却过程特征及对组织性能的影响以及柔性轧制工艺控制进行了研究分析,给出了通过组织性能综合控制得到的高性能低碳高强钢板（HSLC）在汽车上应用的实例。     

薄板坯连铸连轧生产冷轧基板的工艺与组织性能分析

比较分析了薄板坯连铸连轧的工艺特征,轧制工艺特点及板坯热历史,第二相粒子的析出行为,传统流程与TSCR流程中低碳钢的组织、析出、位错、性能差异等,结合薄板坯连铸连轧生产低碳钢板力学性能的生产统计结果实例,提出了冷轧冲压板用热轧基板的成分和性能要求及解决的途径,并给出了在CSP线上进行冷轧基板的冶金成分与工艺控制的生产性试验的初步结果.     

高磁感取向硅钢常化处理过程中氮化物的沉淀

研究结果表明,采用两段式常化工艺,不仅使高磁感取向硅钢（Ｈｉ－Ｂ钢）热轧时产生的大量Ｓｉ３Ｎ４及少量氮化铁等较完全溶解,而且在中温等温及冷却阶段,可以使大量ＡｌＮ较弥散地析出,从而抑制初次晶粒正常长大以提高Ｈｉ－Ｂ钢的磁性能。     

微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理

 降低含铌低合金钢铸坯的裂纹敏感性,是实现热装热送工艺的必要条件,采用超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)、透射电镜(TEM)等手段研究了钛含量不同的含铌低合金钢(Q390、Q390GJD)高温铸坯的晶粒度及析出物特征,旨在揭示微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理。热力学计算与TEM检测结果表明,增加钢中钛质量分数(由0.010%上升到0.023%)提高了氮化钛粒子的析出温度(大于1 400 ℃),高温析出细小弥散的氮化钛粒子可钉扎奥氏体晶界,细化高温铸坯的晶粒度(由4级变成6.5级),晶粒尺寸降低了约44%,使高温铸坯的裂纹敏感性明显降低;氮化钛粒子优先析出固氮降低了铌碳氮化物、氮化铝的开始析出温度,并作为异质形核核心,抑制了铌、铝析出物在晶界析出概率,降低了析出物脆化晶界的危害。通过微钛固氮调控氮化物的析出温度、析出位置及细化晶粒的作用,有效降低了含铌钢第三脆性温度槽的宽度和深度,同时,高温抗拉强度提高了21.3%~27.5%,铸坯皮下裂纹发生率降低了80%以上。为了避免析出物的晶界链状析出导致含铌钢铸坯热装轧制裂纹,应将其钛质量分数控制在0.015%~0.020%的合理范围。     

Finite element analysis and experimental validation of microstructure evolution during coiling of low carbon steel sheet

Abstract

The microstructure evolution during the coiling of low carbon steel sheet is analysed. For this purpose, a thermal finite element formulation coupled with a phase change model and a kinetic law for the reaction of the precipitated aluminium nitride (AlN) is described. The numerical results obtained in this work are experimentally validated. The influence of the phase change and the coiling temperature on the cooling rates and on the AlN precipitated fraction are shown.     

Aluminum nitride precipitation and texture development in batch-annealed bake-hardening steel

A model is presented that describes the development of texture during the production process of bake-hardening steel recrystallized in a batch-annealing furnace. Proper conditions are analyzed to generate a pronounced γ-fiber texture and a “pancake microstructure” that shows superior deep drawability. The γ-fiber texture is assumed to be caused by the interaction between tertiary precipitating aluminum nitride particles and the recrystallization process during heating in the furnace. Deep drawability is presented in terms of the logarithmic γ- and α-fiber X-ray intensity ratio. The computer simulation of the coupled aluminum nitride precipitation and recrystallization kinetics is based on an iterative procedure. A comparison between simulation results and available experimental data proves the ability of the model to predict the final deep drawability, taking into account the initial aluminum and nitrogen contents, the time/temperature history during slab reheating, hot rolling and coiling, the degree of cold reduction, and the heating rate during batch annealing.