高性能碳素钢轨热轧及轧后在线冷却工艺研究

本文利用Formastor-Press模拟试验机和φ300 mm二辊热轧试验轧机研究了采用接近共析成分的碳素钢生产高性能60 km/m钢轨的新的热轧及轧后在线冷却工艺,其工艺为:钢坯加热温度1150℃,终轧温度为900～850℃,轧后冷却速度为5～10℃/s。获得了珠光体团直径为5～6 μm,珠光体片层间距为900 A的超细珠光体组织。钢轨模拟试样性能达到:σ_b=1135 MPa,σ_(0.2)=808MPa,δ_5=12～15.4％,接近或达到了热处理钢轨的性能水平。     

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。     

热轧窄带65Mn钢珠光体组织与性能的窄范围控制

为制定65Mn窄范围质量控制工艺参数,利用OM、SEM、拉伸试验机及洛氏硬度仪等,研究热轧窄带65Mn钢的终轧温度、终轧后冷速下以及卷取后冷速对珠光体组织及力学性能的影响。结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,随着终轧温度的提高、终轧后冷却速率的减缓和卷取后冷却速率的加快,热轧窄带65Mn钢珠光体球团尺寸和片层间距不断增大、片层变厚、抗拉强度及硬度均逐渐降低,当终轧温度大于960℃、终轧后冷却速率小于5.58℃/s及卷取后冷却速率小于0.1℃/s时,其抗拉强度小于900 MPa。     

50kg/m PD_2SQ全长淬火钢轨工艺和性能

本文概述了采用双频加热、压缩空气淬火、喷雾二次冷却淬火工艺及其特点。利用该工艺生产的9000吨PD_2 SQ全长淬火钢轨性能优良:σ0.2≥798MPa,σb≥1155MPa,δ_5s≥10％;淬火层低倍组织为均匀对称帽形,金相组织为细珠光体;硬度HRC36～42,由表及里均匀下降。线路铺设试验证明,SQ钢轨在抗剥离掉块、抗波浪磨耗和耐磨性方面均优于国内外热轧普轨,可提高寿命两倍,与日本同类产品相当。     

铌高性能结构钢相变规律的研究

利用MMS-100热／力模拟机,研究了不同冷却速度下铌高性能结构钢奥氏体动态转变规律及不同终轧温度和不同压缩比对显微组织的影响。结果表明：在冷却速度为1～5℃／s得到完全的铁素体和珠光体,且随冷速增大,晶粒明显细化,珠光体细小分散,当冷却速度大于15℃/s时,得到完全贝氏体组织;随变形温度的降低,铁素体晶粒细化,珠光体的球团和片层间距减小,组织的均匀性改善;随变形程度的升高,铁素体体积分数增加,且组织细小均匀。铌裔陛能结构钢终轧后冷却速度应控制在5℃/s左右,终轧温度选择850℃。     

变形温度对弹簧钢55SiCrA组织和性能的影响

通过Gleeble-1500热/力模拟试验机,采用光学、电子显微技术及力学测试等方法,研究了800～950℃变形温度对汽车悬架用弹簧钢55SiCrA(%:0.56C、1.42Si、0.68Cr)组织和性能的影响。结果表明,随着变形温度的提高,相变开始温度和相变结束温度均逐渐下降,珠光体片层间距逐渐减小,变形温度为850～900℃时,珠光体片层间距为130～140 nm,抗拉强度为1 075～1 090 MPa,断面收缩率43.5%～44.0%,综合力学性能最佳。     

集装箱用高强耐候钢组织及腐蚀行为研究

利用动态相变仪分析Nb-Ti微合金化高强耐候钢在不同冷却速率下的显微组织变化规律,采用控轧控冷工艺获得高强热轧钢板,并通过72 h周期浸润腐蚀试验和腐蚀锈层元素分布分析对高强热轧钢板的腐蚀行为进行研究.结果表明：当冷却速度小于1℃/s时,变形后的奥氏体转变为铁素体、珠光体和贝氏体;随着冷却速率的增加,珠光体和铁素体逐渐减少并直至消失,贝氏体数量增加;采用控轧控冷工艺获得的高强钢板屈服强度为704 MPa,抗拉强度为753 MPa,伸长率为20.2%,-40℃低温冲击吸收功平均值为121 J;腐蚀后的实验钢与Q345B碳钢的相对失重率为52.11%,其表面锈层与铁基体结合紧密,表明Nb-Ti高强耐候钢在工业大气腐蚀环境下具有良好的耐腐蚀性能.     

高铁用U75V钢轨钢动态CCT曲线

用膨胀法结合显微组织观察及硬度测量方法,得到了U75V钢轨钢动态CCT曲线。结果表明:当冷却速度为0.05~3℃/s时的U75V钢轨钢的显微组织为珠光体组织,而且随着冷却速度的加快珠光体片层间距逐渐减小;冷却速度为5℃/s时主要的显微组织为珠光体组织,但出现少量马氏体组织;当冷却速度为15~50℃/s时的显微组织为马氏体和残余奥氏体组织。随着冷却速度的增大,硬度呈增加趋势。高铁用U75V钢轨钢奥氏体向珠光体开始转变温度不超过700℃,相变结束温度不低于500℃,当冷却速度为2~3℃/s时珠光体片层间距最为细小。     

形变对共析钢连续冷却过程中珠光体相变的影响

摘要：为掌握形变对共析钢连续冷却过程中珠光体相变的影响,研究了共析钢在720～920℃温度范围内进行形变后,在连续冷却过程中奥氏体向珠光体相变的规律,建立了相变时的过冷度和珠光体片层间距的相互关系,并预测了试验钢的力学性能。结果表明：形变储存能促进共析钢在50℃/s高冷速下发生珠光体相变,形成片层间距为129～187 nm的超细片层珠光体,抗拉强度达到近1000MPa,且随着形变温度提高,形变储存能减小,珠光体相变温度降低,珠光体片层间距减小,屈服强度和抗拉强度提高。     

轧后热处理温度对热轧钢轨组织和性能的影响

 通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对珠光体钢轨的轧后热处理模拟试验,研究了热轧后不同加热温度进行奥氏体化后,同一等温温度下得到的珠光体轨钢的显微组织和力学性能。试验结果表明：与热轧态相比,热处理后的钢轨钢在保持硬度稳定的基础上,冲击韧性随着奥氏体化温度降低得到明显改善。观察轧后热处理钢轨的组织,从原始奥氏体晶粒尺寸、相变后珠光体组织中珠光体域的尺寸和珠光体片层间距大小等方面,对轧后热处理温度对热轧钢轨性能的影响规律和原因进行了分析,阐明了轧后热处理温度对于控制珠光体钢轨的组织和性能的影响作用。     

U71Mn钢分段式冷却强化工艺试验研究

通过测定U71Mn钢的过冷奥氏体转变动力学曲线,分析其相变规律。基于现场钢轨热处理工艺进行分段式冷却强化热模拟试验,研究冷速和终冷温度对组织及硬度的影响。结果表明,U71Mn钢的珠光体转变临界冷速为7℃/s,允许珠光体转变的温度范围为500～600℃。其分段式冷却合理工艺参数为开始冷却温度为850℃,冷速为6～12℃/s,终冷温度为570℃,此工艺参数下可获得珠光体组织,同时满足钢轨硬度要求。     

加工条件对管线钢组织影响的实验研究

管线钢的最终组织和性能与控轧工艺以及加速冷却直接相关。采用一种新型的模拟轧制过程设备来研究X70级别管线钢在热变形冷却后的组织；设计了一系列的平面应变压缩实验来模拟板带轧制过程参数特别是精轧温度和冷却速率对最终组织的影响。采用恒定的变形速度70 s-1以及恒定的道次间隙时间，在850、900、950 ℃温度下的单道次和多道次压缩变形，随后研究2种不同冷却速率（3 ℃/s，6 ℃/s）获得的最终微观组织。观察发现，对于950、900、850 ℃的变温变形，出现了严重的混晶现象，而850 ℃下进行的3次压缩试样在6 ℃/s冷却到660 ℃后铁素体晶粒尺寸达到4.3 μm。     

相变区控制冷却速度对60Si2MnA钢线材组织的影响

通过热模拟机 Gleeble- 15 0 0对控制冷却过程的模拟 ,研究了相变区冷速对 6 0 Si2 Mn A弹簧钢的组织结构、珠光体量、珠光体片层间距和平均晶粒尺寸的影响 ,结果表明 ,冷速 v≤ 5℃ / s时 ,组织为珠光体 +铁素体 ;v>5℃ / s时 ,有马氏体产生 ;v=3℃ / s时珠光体量达到 85 % ;珠光体片层间距在 v=9～ 11℃ / s时达到较小值 0 .118～ 0 .133μm;在 v=7℃ / s时 ,平均晶粒尺寸达到较小值 2 6 .1μm。综合考虑 ,终轧温度 95 0℃ ,吐丝温度在 870～ 930℃范围内 ,相转变时冷却速度控制在 5℃ / s,产品性能得到明显改善     

新型60kg／m全长欠速淬火钢轨的研究

介绍了新型60kg/m全长欠速淬火钢轨的化学成分、生产工艺和性能。其成分特征是碳含量在共析点左右的高碳低锰钢轨钢。主要工艺：钢轨经工频电感应整体预热，中频电感应轨头加热，压缩空气欠速淬火，喷雾控翩变形。性能：σ0.2=926．3MPa，σb=1278．8MPa，δs=12．5％，使用寿命较普通热轧钢轨延长3倍。     

U75V钢相变动力学曲线测定及热处理工艺研究

用Formastor-F型热膨胀仪测定了U75V钢的相变动力学曲线(CCT与TTT曲线);对该钢轨的热处理工艺进行了初步探讨。结果表明:当冷却速度为0.25~6.00℃/s时,组织以珠光体为主,且随冷却速度增加,组织变细,硬度增大;冷却速度大于6.00℃/s时,组织中开始出现马氏体;当转变温度大于525℃时,组织为珠光体,且随温度减小,片间距变细,硬度增大;当温度降到500℃时,开始发生贝氏体相变。U75V钢热处理时,控制转变温度高于525℃并进行等温转变,冷却速度为2.00~6.00℃/s,获得的珠光体片间距最细,硬度可满足钢轨的性能要求。     

耐蚀钢轨U68CuCr连续冷却转变研究

在Formastor-F试验机上进行热模拟试验,采用膨胀法测定了耐蚀钢轨U68CuCr临界点及在0.1～5.0℃/s的冷却速度下连续冷却的温度膨胀曲线,结合微观组织和显微维氏硬度分析,采用Origin软件绘制出连续冷却转变(CCT)曲线。试验结果表明,耐蚀钢轨U68CuCr冷却速度不超过0.1℃/s时,可获得索氏体+珠光体组织;冷却速度达到2.0℃/s时,钢中出现马氏体组织;当冷却速度达到5.0℃/s时,得到片间距更细小的屈氏体组织,过冷奥氏体转变为马氏体+屈氏体组织。根据连续冷却转变曲线,为优化耐蚀钢轨轧后冷却工艺提供理论依据。     

PD3 75 kg/m含钒微合金热处理钢轨

采用双频电感应加热、压缩空气欠速淬火技术研制的PD375kg/m含钒微合金热处理钢轨,钢轨成分(%)C0.74～0.81,Si0.60～0.90,Mn0.70～1.05,V0.05～0.12。热处理钢轨硬化层深度≥15mm,HRC≥36.0,硬化层组织为全细珠光体,σ0.2=890～1010MPa,σb=1290～1390MPa,δ5=10%～13%,常温aku=20～32J/cm2,KIC平均值为46.3MPa*m1/2。该钢轨强度高、韧性好。使用寿命比同线路的U74和U71Mn热轧钢轨大幅度延长。     

冷却速度对热轧40CrMo圆钢组织的影响

连续式棒材轧机生产Φ70～80 mm 40CrMo系圆钢(/%:0.40～0.41C、0.97～1.05Cr、0.17Mo)时,由于轧制道次少,终轧后无控制冷却装置,易出现珠光体+铁素体和贝氏体+马氏体两种类型组织。通过Gleeble-2000热模拟试验机测试炉批No1和炉批No2这两类原始组织试样的连续冷却转变(CCT)曲线和研究了该钢1150℃保温5 min后以10℃/s冷至900℃停留10 s,以变形速率20 s^-1变形30%再以0.2～10℃/s冷却至200℃的组织和微区成分。结果表明,轧后冷却速度大则产生马氏体组织,40CrMo系圆钢在0.1～1℃/s冷却速度下可获得正常的贝氏体组织和珠光体组织。     

H11Mn2SiA焊接用钢连续冷却组织转变与工艺控制

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了H11Mn2SiA的动态连续冷却转变(CCT)曲线,并观察了其组织和硬度。结果表明,当H11Mn2SiA从奥氏体以不同冷却速率冷却时,存在奥氏体向铁素体和珠光体的转变、贝氏体转变和马氏体转变;贝氏体转变的临界冷却速度为2.5℃/s;冷却速度达到20℃/s时会出现马氏体组织;因此H11Mn2SiA的冷却速度应控制在≤1℃/s。实践中选用终轧温度860℃～900℃、吐丝温度850±10℃和0.10～0.15 m/s的辊道速度,能够将冷却速度控制在0.3～0.6℃/s范围内,使H11Mn2SiA获得最佳的组织和性能。     

低冷却速度下700MPa级V，Ti微合金化高强钢组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察700MPa级钒微合金化低合金高强钢热轧后在3~5,1.5~2和0.3~0.5℃/s三个不同冷却速度下获得的微观组织,对晶粒度、珠光体体积分数、珠光体片层间距进行了定量分析,测定了拉伸性能并观察了拉伸断口。结果显示,冷却速度为1.5~2℃/s时产品性能最佳。这是因为该冷却速度下铁素体基体上纳米碳化物数量增加且弥散细小,析出强化效果随析出物数量呈线性增加。