大棒材轧后控制冷却和组织预测的尺寸效应研究

针对大棒材轧后冷却工艺中的尺寸效应问题,建立了42CrMo不同直径(φ25~φ150 mm)棒材轧后冷却过程温度—组织耦合非线性有限元模型。通过数值模拟,对比分析了空冷、风冷、雾冷和水冷条件下,棒材直径对工件内部温度场、温降速率和组织分布均匀性的影响规律,研究了大棒材轧后控冷工艺的尺寸效应,并通过冷却实验验证了数值模型的正确性,这能为线棒材轧后控冷工艺制定与优化提供重要依据。     

控轧控冷工艺对钎杆用22CrNi3Mo钢耐磨性能的影响

为了改善钎杆用22Cr Ni3Mo钢的耐磨性能,提高其使用寿命,通过光学显微镜、扫描电镜、单轴拉伸试验、磨损试验等方法研究了终轧温度及轧后冷却方式对其耐磨性能的影响。结果表明,采用轧后空冷工艺时,随终轧温度的降低,试样耐磨性能与硬度规律保持一致,呈逐渐升高趋势;采用轧后空冷-炉冷工艺时,随终轧温度的降低,试样耐磨性能与块状残余奥氏体含量规律相反,呈先降低后增加的趋势;轧后直接空冷工艺比轧后空冷-炉冷工艺获得的钎杆用钢耐磨性能更佳。     

22CrNi3Mo超高强钢的直接热处理工艺试验

凿岩机械用钢需具有高强度、高耐磨性及抗疲劳特性,通常通过热加工和热处理工艺改善其性能,但是工艺流程长、能耗较高。通过热轧试验研究了840~900℃之间不同终轧温度以及轧后空冷、空冷-炉冷两种冷却方式对22CrNi3Mo钢组织和性能的影响,探索了一种新型的直接热处理工艺。结果表明,轧后空冷至室温时,组织为板条贝氏体+马氏体,降低终轧温度可使组织细化,强度提高;轧后空冷-炉冷时,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及沿奥氏体晶界分布的残留奥氏体,且块状残留奥氏体体积分数随终轧温度的降低呈现先增加后减小的趋势,而尖角状M/A岛的出现使得应力集中,引起韧性的下降,降低空冷终止温度可显著减小块状残留奥氏体体积分数,使得材料强度、韧性明显提高,力学性能接近传统工艺。     

TRIP钢控轧控冷参数对组织和性能的影响

TRIP钢采用控轧控冷工艺处理后,得到铁素体、贝氏体和残留奥氏体的显微组织。结果显示,试验钢在700℃,中间空冷时间为12 s,其规定塑性延伸强度、抗拉强度、伸长率及强塑积分别达571 MPa,797 MPa,36%,28 692 MPa·%的最高值。800℃终轧温度,中间空冷时间为9 s,其力学性能最差; 750℃终轧温度,中间空冷时间为16 s,其力学性能适中。终轧温度越低,应变诱导铁素体相变越显著,铁素体晶粒愈加细化。中间空冷时间越充分,铁素体充分形成,TRIP效应越显著。终轧温度相对较高,中间空冷时间不足,铁素体没有充分时间形成TRIP效应相对较差。     

轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响

在相同变形量、变形温度以及微量合金元素条件下,研究轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响,并与轧后空冷状态下的组织性能进行比较。结果表明:轧后空冷状态下的钢材边部组织为铁素体+珠光体,心部组织也为铁素体加珠光体,心部晶粒度等级约为7.0级;轧后穿水冷却下的钢材边部组织为回火索氏体,心部组织为铁素体+珠光体,晶粒度等级约为8.5级,其淬透层深度为1.60 mm;轧后穿水冷却的热轧钢材的伸长率为22.68%,与空冷的24.30%基本相等,但其屈服强度提高了39.20%,抗拉强度提高了23.23%。     

1 500 MPa级超高强钢组织性能的研究

为改进贝氏体钢的生产工艺,对贝氏体超高强钢进行了控轧+空冷（1#钢）、控轧+快冷（2#钢）试验,对轧后钢板组织性能进行了检测分析。结果表明,1#钢（空冷）的显微组织主要为板条贝氏体和铁素体;2#钢（快冷）的显微组织主要为板条马氏体;1#钢和2#钢的抗拉强度都在1 500 MPa以上,并具有良好的塑性、韧性,但1#钢的综合性能优于2#钢。     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo低合金超高强钢组织和性能的影响

设计了一种以无碳化物贝氏体为主要组织的1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强度钢,对比研究了实验钢轧后经空冷、先水冷至550℃后空冷和先水冷至450℃后空冷3种冷却工艺的显微组织和力学性能。结果表明:实验钢轧后直接空冷获得无碳化物贝氏体+少量M/A组织,先水冷后空冷得到无碳化物贝氏体+少量马氏体组织。组织中对性能尤其是韧性性能有显著影响的残留奥氏体薄膜的形貌和分布随冷却工艺的变化而变化,空冷冷却残留奥氏体薄膜分布在贝氏体铁素体板条间,先水冷再空冷冷却残留奥氏体薄膜不仅存在于贝氏体铁素体板条间,在板条内部也可以观察到少量细小的膜状残留奥氏体,分割贝氏体铁素体板条,起到了细化晶粒的作用,有益于实验钢力学性能的提升。先水冷至550℃后空冷,实验钢的抗拉强度可达1600 MPa,-20℃冲击吸收功为28 J,具有最优的综合力学性能。     

冷速对热连轧钛合金棒材残余应力的影响

采用ABAQUS有限元分析软件,在钛合金棒材八道次连轧的基础上,对轧后轧件冷却过程进行热力耦合分析,研究了冷却速率对轧后棒材应力的影响。结果表明,自然水冷和强制水冷时,随着温度变化有较大残余应力产生。自然空冷和强制空冷时,残余应力随温度变化缓慢上升,尤其以自然空冷时应力上升幅度最小,棒材表面应力大约136 MPa,中心应力大约35 MPa。钛合金棒材冷却时最好采用空冷或更慢冷的方式,以降低残余应力。     

非调质钢F40MnV三辊楔横轧的实验研究

针对非调质钢F40MnV空心轴类件楔横轧成形问题,为获得最佳轧制与冷却工艺制度,在三辊楔横轧机上开展了轧制与冷却实验研究。利用正交法制定实验过程工艺参数,并将带有热电偶的试件进行轧制。轧后采用水冷,水冷加空冷,风冷,空冷4种方式进行冷却,得到相应的温度变化曲线。基于实验结果,采用金相分析和性能实验手段研究了温度、断面减缩率和冷却介质对F40MnV钢轧后冷态力学性能的影响。结果表明采用水冷加空冷、断面减缩率35%、轧制温度为950℃时的成形工艺可得到较为优良的力学性能。     

冷却工艺对Ti微合金高强钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM、拉伸及冲击试验等方法,对比研究了3种热轧后冷却工艺对Ti微合金高强钢板组织和性能的影响。结果表明,当轧后采用快冷+空冷工艺和空冷弛豫+层流冷工艺时,钢板组织均以粒状贝氏体组织为主,并存在少量珠光体,第二相粒子弥撒分布,尺寸小于10 nm,力学性能良好,且采用后者工艺钢板性能优于前者;当轧后采用快冷+炉冷工艺时,珠光体组织增多,第二相析出量少,尺寸大,综合力学性能较差。     

热连轧冷却线工艺设计及软件开发

采用水力学模型和卷取温度数学模型分别研究了热连轧轧后冷却线设计中的水量计算和温度计算方法。基于集管上的鹅颈管管径、压力、位置分布等基础设备信息,进行了上下集管和侧喷管的流量计算、热流密度计算和冷却能力计算;基于冷却子区的上下喷射集管布置型式,进行了冷却线的集管数计算;基于产品大纲对冷却线的要求,进行了水量校核和温度模拟计算;基于冷却工艺、流量计算模块和温度计算模块,进行了冷却线工艺设计软件开发。多条冷却线参数的实际比对表明,所开发软件流量计算和温度计算准确,轧后冷却线设计信息可靠。     

连铸小方坯在步进冷床上的温降计算

探讨了小方坯在步进冷床下线的温降过程。理论推导了小方坯辐射散热的计算公式,并利用有限元软件对连铸小方坯冷却模型进行了数值模拟,对比分析了不同条件对铸坯温降的影响,结果表明铸坯温降过程主要由热辐射散热决定。通过考虑不同影响因素及实际生产条件的差异,得出了小方坯在步进冷床下线的温降时间估算公式,用于指导相关工程设计。     

Factors Affecting Coiling Temperatures in the Hot Strip Mill

An investigation was carried out to determine the variables affecting the coiling temperature of strip in the 56-in. hot strip mill. After statistical treatment, equations have been derived to determine the temperature drop between mill and coiler for both full spray (top and bottom) and top spray only practices. The individual influences of each variable in the temperature drop were derived for both practices. Limitations of the present practices were shown and adjustments in cooling for increased rolling speeds were suggested. A method of estimating the required number of sprays, their spacing, pressure, etc., to achieve a desired temperature drop is developed.     

高精度坐标镗床伺服电机温度主动控制装置研发与运用

针对高精度坐标镗床伺服电机温升影响机床精度问题,研发伺服电机温度主动控制装置。使用PLC程序实时读取电机内部温度,与室温进行比较,由程序控制在4种不同模式下调节比例阀控制冷却气体流量,并在冗余环路连接方式下使用传感器对各冷却口流量进行监控,实现闭环控制,使得电机温升幅度和速度得到抑制,同时在冷却气流影响下使电机周围温度场快速均衡。     

304不锈钢热处理过程温度场和应力场数值模拟

以304不锈钢为研究对象,分别测量了304不锈钢试样经淬火和空冷后的残余应力场。建立有限元模型,模拟了上述试样的温度场和应力场,并将模拟的残余应力场和测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建立的模型是有效的。在此基础上,分析了淬火和空冷过程中温度场和应力场的变化规律。     

模具冷却系统介质压降计算

针对模具冷却系统的主要结构,分析了系统介质压降的基本构成,并对常用冷却系统介质压降进行了理论分析,给出了直管型、喷管型、折流板型和螺旋型冷却系统通道长度、转角与压降的关系,为冷却介质供给系统设计或模温机介质流量与扬程的确定提供了计算依据。     

分段冷却工艺对新型热轧耐磨钢组织性能的影响

采用控制轧制十分段冷却技术一步生产法,可使新型热轧耐磨钢NM400R在线获得最终多相组织,无需轧后热处理,工艺流程短、工序能耗低、节能环保.由于在轧后采用分段冷却技术,为保证产品力学性能,需精确控制组织中各相比例,对冷却工艺和层冷设备控制精度要求较高.经研究,一段中冷温度、空冷时间,二段冷却速率和卷取温度是影响成品带钢...     

小方坯定尺铸坯在切割后温降模拟

铸坯后期温度的精细模拟和控制对工艺制定和铸坯质量有重要作用。基于传热模型,在边界处理上引进附加换热系数和相对辐射系统,兼顾辐射、对流、导热3种基础传热方式,涵盖描述连铸二冷后影响铸坯温度变化的所有传热细节,满足热送、直送直轧和翻转冷床铸坯温降的预测要求。通过实测和模拟计算表明:铸坯在翻转冷床上的温降速率同温度区间及工况有关,范围在7~14℃/min,相对辐射系数取0.5~0.95,附加换热系数和厂区的通风情况关系较大,取值在5~25范围内;在翻转冷床区域加雾炮可以增大铸坯温降,效果相当于附加换热系数增加20~25。     

有限元法分析控轧控冷厚板的截面效应

采用ANSYS／LS-DYNA显式动力学及ANSYS隐式有限元研究方法，分别模拟Q345钢50mm厚板的轧制及冷却过程，得出相应力学参数、温降曲线及瞬态温度场分布。结果非常明显地显示出控轧控冷过程中钢板沿厚度方向的不均匀程度，并进一步分析不同控轧控冷工艺对厚板截面不均匀性的影响。     

ZL101铝合金轮毂的时效处理

按正常工艺热处理的ZL101铝合金轮毂,强度达到了要求,但由于塑性较差,落锤冲击试验时往往开裂。不改变固溶处理工艺和时效温度,适当缩短时效时间,结果,塑性有所提高,而强度仍符合要求,轮毂冲击试验合格率大大提高。