冷却条件对EH40钢板坯表层奥氏体晶粒长大的影响

铸坯表层异常长大的奥氏体晶粒是产生横裂纹的重要原因之一,研究冷却过程对其生长行为的影响对科学制定连铸工艺、降低铸坯裂纹敏感性有重要意义。采用原创连铸坯凝固过程热模拟方法,再现了EH40低碳船板钢板坯的凝固过程,观察在传统板坯连铸条件下,2种结晶器冷却强度对铸坯表层奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明,在结晶器冷却阶段,热模拟坯表层5 mm的绝大多数奥氏体晶粒短轴尺寸均不超过0.5 mm,但已出现粗大晶粒,且强冷条件下奥氏体晶粒尺寸平均值和极大值均更大,分别为弱冷条件下的2.5倍和2.0倍。在足辊区到矫直点区间,表层奥氏体晶粒生长非常缓慢,平均尺寸仍未超过0.5 mm。矫直点处,结晶器强冷热模拟坯表层20 mm的晶粒短轴最大尺寸为2.2 mm,为弱冷条件下的1.7倍。综上,奥氏体晶粒在连铸不同阶段表现为不同的生长行为,且采用结晶器弱冷更有利于EH40钢板坯获得相对细小的表层奥氏体晶粒。     

低合金铜时效强化钢奥氏体化过程的动力学模型

通过高温金相试验,研究了一种船用低合金铜时效强化钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为和尺寸分布规律。结果表明:随着加热温度的升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,并且在不同的温度区间,奥氏体晶粒具有不同的长大速度。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒也逐渐长大,但加热温度越高,奥氏体晶粒长大速度越快。各加热温度及保温时间下奥氏体晶粒尺寸呈对数正态分布,且随着加热温度升高或保温时间延长,对数正态分布曲线峰值横坐标右移,峰值频率下降。通过对试验数据进行回归分析,建立了适用于本钢种的奥氏体晶粒长大的动力学模型,模型计算值与试验值吻合较好,平均相对误差小于5%,所建立的模型具有较高的精准性和可靠性。     

机车车轮用钢奥氏体晶粒的长大行为

采用金相显微镜和截距法,对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究,分析加热温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响,应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析,同时研究钢中第二相粒子变化对奥氏体晶粒长大的影响.随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸明显增加,加热温度对晶粒的长大影响更明显.奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值0.5;奥氏体晶粒长大和钢中第二相粒子AlN体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性.     

Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大原位观察

摘要：以往研究表明Nb析出相钉扎和固溶Nb溶质拖曳作用共同阻碍奥氏体晶粒长大。采用高温共聚焦显微镜研究了Nb对一种高碳含Nb钢奥氏体晶粒长大的影响,对含Nb钢加热过程组织演变进行原位观察。结果表明,Nb在没有钉扎作用下（即高温条件下）仍能起到阻碍奥氏体晶粒长大的作用,该阻碍效果主要是固溶Nb的溶质拖曳作用引起的。采用2种模型对奥氏体晶粒长大行为进行拟合,给出了不同加热温度下Nb微合金化高碳钢的Beck长大方程,同时考虑到加热温度和保温时间的共同影响,根据原位观察结果得到实验钢的奥氏体晶粒长大动力学模型,该模型能够较准确地预测Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大行为。     

帘线钢SWRH82A铸坯加热过程中钛夹杂的固溶

根据热力学和动力学理论,研究了过共析帘线钢SWRH82A铸坯中钛夹杂固溶的条件.研究表明:(1)当SWRH82A铸坯加热温度达到1 347 K时,奥氏体中TiN具备固溶的热力学条件;(2)当加热温度达到1 360 K时,Ti(C,N)夹杂将开始溶解;(3)在1 423~1 523 K的加热升温阶段,由于钛夹杂的分解并向奥氏体中扩散固溶,使得小颗粒钛夹杂逐渐消失,大颗粒钛夹杂尺寸变小;在铸坯高温加热后的冷却降温过程中,固溶在奥氏体深处的Ti和N会重新结合析出TiN夹杂,但缺少继续长大的动力学条件;固溶在残余钛夹杂周边奥氏体中的Ti和N会以残余钛夹杂为核心不断析出长大.     

减小振痕深度，细化大方坯表面奥氏体晶粒

铸态大方坯表层奥氏体晶粒的细化有利于减少钢材的表面裂纹。本研究旨在澄清冷却速率对铸态奥氏体晶粒尺寸及其长大机理的影响。在较小行程和较高频率的振动条件下，振痕的深度和间隔减小，方坯表面的晶粒得到细化。估计奥氏体相温度区的平均冷却速率为6～16K／s，与振痕特性相关。即使当振痕特性改变时，奥氏体晶粒的生长方向也不改变。表层下的奥氏体晶粒尺寸也取决于方坯表面的奥氏体晶粒尺寸。     

65#高碳硬线钢加热行为探究

铸坯加热温度及时间是轧制工艺中主要参数之一,通过探究65#高碳硬线钢的加热行为,从而为65#高碳硬线钢铸坯加热工艺的制定提供理论依据和技术指导.试验结果表明:随着加热温度的升高、保温时间的加长,其脱碳层深度逐渐增加;其晶粒尺寸与加热温度之间满足抛物线函数关系,在实验温度范围内加热时,晶粒尺寸随保温时间基本保持线性增大关...     

35CrMo钢控温模锻加热过程中奥氏体晶粒长大行为

将35CrMo钢试样在不同的加热温度和保温时间下进行等温奥氏体化处理,采用正较实验法研究加热温度与保温时间对奥氏体平均晶粒尺寸的影响,并对奥氏体晶粒长大行为进行研究。结果表明:当保温时间一定时,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,奥氏体晶粒的粗化温度为950℃;当加热温度一定时,奥氏体晶粒尺寸随保温时间延长而增大,保温初期晶粒快速长大,随保温时间延长,晶粒长大速率放缓。综合考虑加热温度、保温时间和初始奥氏体晶粒尺寸的影响,推导出35CrMo钢奥氏体晶粒长大模型,用该模型计算的晶粒尺寸与实验结果基本吻合。     

固溶处理对超低碳奥氏体不锈钢00Cr24Ni13铸坯δ-铁素体转变的影响

研究了1000～1200℃ 1～3 h固溶、淬火或空冷对超低碳奥氏体不锈钢00Cr24Ni13(/%:≤0.02C、23～25Cr、13～14 Ni)200 mm×1 250 mm铸坯8铁素体转变的影响。结果表明,随固溶温度升高和保温时间延长铸坯中δ铁素体量减少;随固溶温度的升高,铸坯中的连续网状δ铁素体断开并且长大,空冷则会促使高温下长大的δ铁素体向小尺寸颗粒状组织转变;当铸坯试样在1 200℃保温3 h空冷后,网状δ铁素体完全转变成弥散分布的小于10μm的颗粒状铁素体组织,δ铁素体相比例也由14.3%降至7.3%。相对于颗粒状铁素体,网状δ铁素体的奥氏体-铁素体两相界面在轧制中更容易产生裂纹。     

通过减少振痕深度细化铸态方坯表面奥氏体晶粒

在连铸钢生产过程中，细化铸态方坯表面层的奥氏体晶粒有助于减少其表面裂纹的产生。本研究目的在于阐明冷却速率对铸态奥氏体晶粒尺寸及其长大机理的影响，在小振幅和高频率的振动条件下，可以减少振痕的深度和间隔距离，并且细化铸坯表面奥氏体晶粒。在奥氏体相温度区，估计平均冷却速率从6K／s变化到16K／s，其速率与振痕特征有关，此外我们发现：甚至当振痕的特征发生变化时，奥氏体晶粒长大方向也没有发生变化。通过方坯表面的奥氏体晶粒尺寸也可确定铸坯表面层下的奥氏体晶粒尺寸。     

In-situ observation on austenite grain growth of a Nb microalloyed high-carbon steel

It was reported in previous studies that the growth of austenite was inhibited by the pinning effect of Nb containing precipitates and the solute dragging effect of solute Nb. The effect of Nb on austenite grain growth of high carbon steel was investigated by laser scanning confocal microscope (LSCM). Microstructure evolution during heating process of the tested steel was observed by in situ observation. The results show that even without the pinning effect of Nb containing precipitates (at high temperatures), Nb can hinder the growth of austenite grains due to the solute dragging effect of Nb. Two models were used to fit the austenite grain growth process, and the Beck growth models of Nb microalloyed high carbon steels at different heating temperatures were established. The austenite grain growth kinetics model considering the influence of heating temperature and holding time can accurately predict the austenite grain growth process of Nb microalloyed high carbon steels.     

高温渗碳齿轮钢铝氮含量对奥氏体尺寸的影响

轨道交通用高端齿轮钢往往要求长时间高温渗碳处理以提高其表面硬度与耐磨性,利用合适的铝、氮含量实现AlN粒子对奥氏体晶界的有效钉扎对保证齿轮的晶粒度、力学性能与尺寸精度至关重要。在通常的渗碳温度下,AlN已经发生了部分固溶,为了保证高温渗碳后奥氏体晶粒细小,齿轮钢中的酸溶铝质量分数一般需要保持在0.02%～0.055%以保证析出足量细小的AlN第二相粒子来钉扎晶界,且氮质量分数要求为0.01%～0.016%。这一元素含量范围较广,因此有必要研究钢在高温渗碳时所需要的恰当铝氮积与铝氮比,也就是钢中w(Al)与w(N)的乘积和比值的取值范围,还需要研究AlN粒子对于奥氏体的钉扎作用。针对不同含铝含氮轨道交通用齿轮钢进行了伪渗碳试验与AlN第二相粒子Ostwald熟化和Gladman钉扎模型计算研究,揭示了奥氏体晶粒不均匀性因子Z与加热温度T的定量关系式。研究了含铝含氮齿轮钢高温保温过程奥氏体晶粒半径R_A的变化规律,以及不同铝氮积和铝氮比对奥氏体晶粒生长的影响。结果表明,加热温度T在1 173～1 273 K范围内,此类微合金高强钢的奥氏体晶粒长大不均匀性因子服从线性规律...     

Study on Austenite Grain Growth Law of Ultra-High Strength Hot-Stamped 22MnB5 Steel During Thin Slab Casting and Rolling Process

Clarifying the austenite grain growth law in the thin slab casting and rolling (TSCR) process can provide theoretical guidance for the control of austenite grain in the slab. Starting with the austenite nucleation during solidification process, the growth law of austenite grains is methodically studied throughout the TSCR continuous casting and soaking process. The results show that the austenite growth is not interrupted during the TSCR continuous casting and soaking process. The austenite grain growth in the continuous casting process accounts for more than 70% of the total growth. The growth rate of austenite in the continuous casting cooling process is always faster than that when reheated to this temperature. Compared with the holding temperature and holding time, the final size of austenite grains in the TSCR process slab is most affected by the continuous casting cooling rate. In addition, compared with the traditional process, the growth rate of austenite in TSCR process is faster at the end of soaking.     

大型盾构机用轴承钢奥氏体晶粒长大模型

 利用箱式电阻炉研究了加热温度为900,950,1 000,1 050,1 100,1 150 ℃,保温时间为10,30,60,90 min时大型盾构机用GCr15SiMn轴承钢的奥氏体晶粒长大规律,利用截线法统计奥氏体晶粒尺寸。试验结果表明,随着加热温度提高和保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸和长大速率逐渐增大,加热温度的提高比保温时间的延长对奥氏体晶粒长大速率影响更大,奥氏体晶粒迅速长大的加热温度为1 000 ℃,保温时间为60 min。在已有晶粒长大模型的基础上,通过对试验数据进行线性回归,得到了描述GCr15SiMn钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

Structure formation in steel 45 for railroad axles at high temperatures

The growth kinetics of austenite grains in steel 45 is studied. The influence of the holding time of railroad-axle blanks at different temperatures is found to be nonmonotonic. Above 1150°C, with prolonged holding (>5 h), significant austenite grain growth is observed in the steel, with considerable variation in the final grain size.