轧制工艺对20CrMnTiH钢带状组织影响的热模拟和生产实践

采用Gleeble热模拟试验机研究了不同轧制应变速率、不同终轧温度、不同轧后冷速对20CrMnTiH齿轮钢带状组织的影响。研究结果表明,轧制应变速率0.05 s-1、终轧温度940℃、轧后冷却速度0.8℃/s时,试验试样的铁素体带宽最窄。通过工业化试验,以Gleeble热模拟试验结果为指导并结合本钢特钢生产过程实际情况,使20Cr MnTiH齿轮钢的带状组织级别控制在2.0级以下,达到了很好的效果。     

温度制度对齿轮钢带状组织的影响

结合20CrMnTiH钢生产过程中实际的温度控制情况,分析了轧制工艺对带状组织的影响。综合考虑组织与性能,不宜采用高的加热温度来控制带状组织;最佳的终轧温度应该在950～1000℃;轧后冷却速度的增加,带状组织级别减小。莱钢通过降低加热温度、控制终轧温度及轧后冷却速度等措施,将20CrMnTiH带状组织控制在2.0级以下。     

石油套管用钢带状组织研究

采用硫印、热酸侵蚀、原位分析和SEM扫描电镜及能谱分析等方法,分析J55钢级石油套管铸坯中心元素的偏析,研究加热温度、终轧温度、未再结晶区变形率、终轧后冷速及卷取温度等因素对消除或者减轻带钢中带状组织影响规律。结果表明:Mn元素偏析是引起热轧带钢带状组织的直接原因,采取提高加热温度、终轧温度、未再结晶区大变形率、终轧后冷速及降低卷取温度等措施,可以减轻或者消除由于铸坯中心偏析引起的带状组织。     

终轧温度对加Ti低合金Q355B钢板组织性能的影响

以钛微合金化的355 MPa级低合金高强度钢为研究对象,将试验钢分别在830、800、750、700 ℃系列温度下终轧,研究了终轧温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着终轧温度的降低,屈服强度和抗拉强度呈现不断升高的趋势,伸长率和冲击性能呈现先升高后下降的趋势,在Ar3温度附近终轧,钢板可获得最佳的综合力学性能。不同终轧温度下钢板基体组织均为铁素体+珠光体,在800 ℃终轧钢板晶粒最为均匀细小,830 ℃终轧钢板晶粒较800 ℃终轧相对粗大,750 ℃终轧钢板组织出现混晶现象,700 ℃终轧时,钢板晶粒已经拉长变形,一定程度上出现“纤维状铁素体”。充分细化晶粒可以减轻钢板中的带状组织。     

精轧控冷工艺对20CrMoH齿轮钢带状组织影响

为减轻20CrMoH齿轮钢带状组织,进行了Φ80mm棒材在精轧区的3种穿水冷却试验。结果表明:精轧前穿水冷却,轧制温度处在两相区轧制,带状组织级别为2.5~3.0级;精轧后以及精轧前、后进行穿水冷却,轧制温度处在奥氏体区轧制,带状组织级别为1.0~2.0级,尤其在奥氏体未再结晶区轧制时,带状组织级别为1.0~1.5级。     

高氮钒微合金钢中终轧温度和锰的综合作用

通过对高锰高终轧温度钢和低锰低终轧温度钢的力学性能测试、并观察其组织及其碳氮化物的析出,研究了Mn和终轧温度在高氮钒微合金钢中的综合作用.结果表明： 高锰含量可以弥补高的终轧温度对组织的不利影响,而高的终轧温度可以弥补高的锰含量对析出的不利作用;提高锰含量同时提高终轧温度比降低锰含量同时降低终轧温度有利于组织细化和析出.     

终轧温度对高性能桥梁钢力学性能及组织的影响

利用拉伸、冲击试验机测试力学性能，采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了终轧温度对高性能桥梁钢Q370qE力学性能和微观组织、晶界取向角度差、织构、位错和析出相形态的影响。结果表明：在875～803℃范围内降低终轧温度，钢的屈服强度和抗拉强度均提升，屈强比上升，韧脆转变温度降低，低温韧性提高。终轧温度为803℃时，钢的屈服强度、抗拉强度分别为420、542 MPa,-40℃的夏比冲击功均值为243 J。降低终轧温度有利于铁素体晶粒的细化和均匀性的提升，细化珠光体团束的尺寸，减少珠光体组织的数量，改变了珠光体形态，出现退化形态；但较低的终轧温度，珠光体组织由分散变为连续的条带，加重了钢的带状组织。同时降低终轧温度，促进了大角度晶界的形成和小角度晶界的减少，有利于晶粒<001>取向的减弱和<110>取向的增多；有利于晶内Nb/Ti碳氮化物析出相颗粒的细化及球状的形成，铁素体晶粒内部位错增多并大量缠结，也促进了Nb/Ti碳氮化物在位错上的形成。     

终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响

研究了终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响。结果表明,终轧温度在800～900℃时,试验钢轧制后均得到奥氏体组织,且随着终轧温度的升高,奥氏体组织晶粒由长条扁平状演变为准多边形状形貌,且组织内孪晶逐渐增多;屈服强度和抗拉强度随着终轧温度的升高逐渐降低,而冲击韧性和伸长率逐渐升高,在850℃终轧温度下,力学性能最佳,得到屈服强度481 MPa、抗拉强度872 M Pa、伸长率48%、-196℃冲击功73 J的高锰奥氏体低温钢。     

终轧温度对高强度工程机械用钢组织性能的影响

对不同终轧温度的高强度工程机械用钢热轧钢卷进行了力学性能和金相组织的测试,研究了终轧温度对其组织和性能的影响。试验结果表明,随着终轧温度的降低,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,延伸率升高。高温终轧的低温冲击值很低,随着终轧温度的降低,低温冲击值大幅度升高。高温终轧的金相组织是铁素体＋微量的珠光体,铁素体组织均匀性较差;中温终轧和低温终轧的组织是铁素体＋珠光体,铁素体晶粒比较规则,而且低温终轧的均匀性比中温终轧好。高温终轧的铁素体晶界明显存在M3C型复合条状或短棒状的碳化物。     

连续冷却变形及冷却工艺对低碳钢相变的影响

分别利用Gleeble3500热模拟试验机和JMat Pro材料计算软件获得实验钢的临界相变温度Ar3=835℃、Ar1=698℃、A3=892℃、A1=722℃;同时在热模拟试验机上,采用连续冷却压缩与控冷相结合的方法进行了不同终轧温度和轧后冷却速度的工艺模拟。试验结果表明:终轧温度及轧后冷却速度对实验钢最终组织形态影响明显,终轧温度在Ar3以上温度时,实验钢获得均匀的等轴状组织,加快轧后冷却速度可细化晶粒组织;当终轧温度在Ar3温度附近时,实验钢会发生形变诱导铁素体相变,轧后缓冷有利于组织均匀,快冷容易导致混晶;当终轧温度在Ar3温度以下时,轧后不论缓冷、快冷均获得混晶甚至明显的变形带组织。     

终轧温度对高强度工程机械用钢组织性能的影响

对不同终轧温度的高强度工程机械用钢热轧钢卷进行了力学性能和金相组织的测试,研究了终轧温度对其组织和性能的影响。试验结果表明,随着终轧温度的降低,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,延伸率升高。高温终轧试样的低温冲击值很低,随着终轧温度的降低,低温冲击值大幅度升高。高温终轧试样的金相组织是铁素体+微量的珠光体,铁素体组织均匀性较差;中温终轧和低温终轧试样的组织是铁素体+珠光体,铁素体晶粒比较规则,而且低温终轧的均匀性比中温终轧好。高温终轧试样的铁素体晶界明显存在M3C型复合条状或短棒状的碳化物。     

控轧控冷工艺对X100管线钢组织和性能的影响

通过实验室φ350 mm 4辊轧机对V-Nb-Wi微合金化X100管线钢(%:0.057C、1.84Mn、0.25Mo)进行控轧控冷试验。结果表明,在1 100℃始轧,800～900℃终轧,100～400℃终冷温度下,X100钢的组织为针状铁素体+粒状贝氏体-下贝氏体。降低终轧温度可细化组织,提高钢的强度;降低终冷温度可提高钢的强度,但使钢的韧性降低。X100管线钢的最佳轧制工艺为终轧温度850℃,终冷温度200℃。     

16Mn钢系列的节锰研究

在分析大生产数据基础上，结合１６Ｍｎ钢生产质量问题，提出该钢组织偏析和带状严重是与锰含量偏高密切相关的，上述问题可控制终轧温度和降低锰含量约２０％，得以解决并因此获巨大的经济效益。     

控轧控冷工艺参数对冷镦钢10B21组织影响的热模拟研究

通过Gleeble-1500热模拟实验机对冷镦钢10B21(/%:0.20C,0.02Si,0.85Mn,0.014P,0.005S,0.001 8B)精轧前Φ28 mm圆坯进行控轧控冷工艺热模拟试验,以研究变形速率20 s~(-1),变形量65%时终轧温度(850~1 000℃)、吐丝温度(820~940℃)和相变区冷却速度(0.2~1.0℃/s)对该钢组织的影响。结果表明,增加吐丝温度和相变区冷却速度可明显提高钢中铁素体含量,增加相变区冷却速度,可有效地改善钢的带状组织。为了获得较高的铁素体含量、粗大的铁素体晶粒且较均匀的组织,以提高钢的冷镦性能,较佳的控轧控冷工艺为终轧温度950℃、吐丝温度910℃、相变区冷却速度1.0℃/s。     

热镀锌双相钢热轧工艺制度研究

研究了热轧工艺对热镀锌双相钢组织与性能的影响。结果表明,通过调整热轧工艺,可以得到强韧性能配合较好的组织均匀的铁素体-马氏体双相钢。在一定的温度范围内,随着终轧温度和卷取温度的升高,双相钢的屈服强度和抗拉强度有不同程度的下降,而延伸率有所上升。高温卷取易导致热轧基板晶粒粗大并出现带状组织,通过降低卷取温度可有效提高热轧基板组织的均匀性,使热轧基板的晶粒细腻均匀,从而改善热轧带状组织。     

轧制工艺对700MPa级低碳贝氏体钢组织性能的影响

根据变形量、终轧温度、终冷温度等终轧工艺参数的变化，研究控轧控冷工艺对700MPa级低碳贝氏体钢组织性能的影响，从而得出满足700MPa级低碳贝氏体钢性能要求的该组织性能的最佳轧制工艺     

60Si2Mn弹簧钢的柔性轧制技术

通过调整终轧温度,研究了冷却速度对60Si2Mn钢相变组织及力学性能的影响。结果表明：终轧温度和冷却速度的变化对60Si2Mn钢显微组织和性能有显著的影响,在相同的终轧温度下,随冷却速度增大铁素体组织和珠光体片层间距得到细化,索氏体含量提高,硬度逐渐增加。     

Q345E低温冲击不合分析

通过对Q345E低温冲击性能影响因素的分析和研究,结果表明：钢中夹杂物、中心偏析、异常组织及带状组织是Q345E低温冲击性能不合格的主要原因。通过降低终轧温度,轧后下冷床进行多支堆放冷却,改善了Q345E的低温冲击性能,产品性能合格率显著提高。     

船用锚链钢M20Mn冷弯断裂原因分析

通过化学成分测试和金相组织分析，认为M20Mn试样冷弯断裂的主要原因是圆钢存在严重的热轧带状组织和表面增碳。采取选择合适的浇注温度和注速、在浇注过程中避免保护渣污染钢液、控制终轧温度等预防措施，消除了M20Mn冷弯断裂缺陷。     

终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响

通过加压冶炼、控制轧制方式获得氮质量分数为0.59%的Mn18Cr18N钢板,研究了终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制并且终轧温度为970 ℃的钢板,组织为奥氏体等轴晶和部分孪晶,强度较低,塑性、冲击韧性较好;终轧温度为910 ℃的钢板,大部分组织为变形奥氏体晶粒,有少量再结晶晶粒,随着终轧温度降低钢板强度升高,塑性和冲击韧性降低;在未再结晶区轧制并且终轧温度为780 ℃的钢板,组织为变形严重的奥氏体晶粒,强度最高,塑性、韧性最低。所有试验钢有晶界析出的Cr₂N相,降低终轧温度和减缓轧后冷却速度,会增加Cr₂N相的析出。