980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

铸坯取样位置对经济型双相不锈钢2101热塑性的影响

为了解大型铸锭在轧制过程中产生边裂的原因,通过对比铸坯中部和边部的成分、不同温度下相比例、两相硬度差等的变化规律,利用光学显微镜,扫描电子显微镜和电子背散射衍射观察分析试验钢的微观组织和断口形貌,分析了边部容易开裂的原因.结果表明,和中部相比,边部晶粒细小,且铁素体含量较多,但边部开裂更严重.这说明晶粒尺寸和相比例并不是影响使边部开裂严重的主要原因.而和中部比,铸锭边部试样两相硬度差较大,使两相在热变形过程中应变分配不均匀,容易在相界处产生应力集中,导致开裂.同时边部析出物较中部多,相界析出物的产生破坏了基体的连续性,容易在相界处产生显微裂纹,导致开裂.      

X80管线钢边部裂纹成因分析与改进

管线钢属于能源用钢,涉及安全服役问题,对其质量要求也较为严格。针对管线钢在热轧轧制过程出现的边部裂纹缺陷,从宏观特征和微观形貌进行了机理分析。分析表明,边部裂纹形成原因与板坯减宽量、表面温差等存在一定对应关系。通过使用立辊减宽,减宽量小于30 mm;或使用定宽机减宽,减宽量大于150 mm进行试验。缺陷发生率明显降低,使得X80管线钢边裂缺陷从15%左右降低至4%以下,有效提升了市场占有率和客户满意度,为企业创造良好的经济效益和社会效益。     

980 MPa级双相钢边裂致断带原因分析

980 MPa级双相钢在冷轧工序轧制过程中易在热轧下线卷的带尾发生边裂,主要原因为贝氏体的生成和碳化物的不均匀析出。贝氏体的产生主要原因为热轧卷取温度高于贝氏体相区,钢卷边部温度较低,进入贝氏体相区。碳化物的不均匀析出的原因为钢卷在热轧工序下线后,温度下降通过铁素体区,铁素体生成,碳化物析出;同时,边部冷速较快,碳化物无法完成均匀化分布和球化。贝氏体、铁素体与贝氏体结合处和碳化物偏聚区在冷轧轧制过程中容易形成裂纹。在后续生产过程中,裂纹在带钢张力和辊面剪切应力的作用下,沿原裂纹形成方向扩展,严重时导致断带。通过提高热轧带尾卷取温度,下线后进入缓冷坑或降低热轧卷取温度可以抑制以上3种裂纹源的产生,减少边裂,降低断带风险。     

CSP热轧板卷边部裂纹成因及控制

为了抑制CSP热轧板卷边部裂纹,对CSP热轧板卷边部裂纹的成因进行了研究.CSP热轧板卷边部裂纹缺陷主要有3类:边部横裂纹、边部纵裂纹、边部烂边或掉块等.板卷产生边部裂纹的主要原因是:连铸坯表面边部横裂纹(包括深的振痕)和边部的细小纵裂纹,在加热和轧制过程中不断扩展;钢液在凝固以及铸坯在冷却、均热、轧制、层流冷却和卷取等过程中的热应力、机械应力以及相变应力等作用力超过钢的塑性变形抗力.抑制CSP热轧板卷产生边部裂纹的主要措施是:控制好合适的钢水成分;制定有效的工艺参数,如结晶器热流密度、结晶器振动参数、二冷冷却强度等.工业试验结果表明,CSP热轧板卷边部裂纹率由7.93%降低到1.81%.     

SPHC钢板卷边裂原因分析

利用金相和扫描电镜等分析手段,对SPHC钢出现边裂的板卷进行了分析。结果表明,铸坯的加热不当造成铸坯过热、过烧,使边部晶粒异常长大,并且局部晶界产生缩孔是导致边裂的主要原因,铸坯近表层的夹杂物富集,促进了轧制过程中裂纹的扩展,造成严重边裂。建议轧制过程中加强对坯料加热制度的管理,避免铸坯过热、过烧。     

中厚板边部折叠缺陷计算

钢板边部折叠缺陷的产生导致中厚板切损和表面修磨量大,降低了中厚板产品质量和经济效益.基于中厚板轧制过程中边部质点沿纵向和横向流动规律,建立边部质点流动计算模型;对轧制过程中边部折叠质点位置进行跟踪模拟计算,分析得到钢坯头部弯曲下扣是导致边部折叠缺陷的主要原因;提出通过优化轧制工艺减少折叠不良影响、提高钢板成材率的方法.     

AZ31镁合金板材轧制过程中边部物理场分布

采用数值模拟的方法研究了AZ31镁合金板材在轧制过程中板材边部的受力情况,从应变场、应力场、损伤因子等方面分析了宽厚比对边部裂纹的影响规律。结果表明,单道次轧制过程中,损伤因子值小于0.255时,轧制过程中选择宽厚比小于60∶1的板坯可有效控制边部裂纹产生,板坯损伤因子值小于0.139时,轧制过程中宽厚比小于4∶1的板坯可有效控制边部裂纹产生;在其他条件不变的情况下,减小板材的宽度,降低轧板边部所受拉应力,减小边部损伤值,有利于促进板坯变形均匀性;在加工率相同的情况下,随着宽厚比的不断增加,边部沿轧制方向上的应力峰值逐渐累积,心部等效应变场逐渐分成许多较小区域,变形更不均匀,边部损伤因子升高,导致轧件开裂几率提高,边部裂纹数量逐渐增加。     

薄板坯工艺生产无取向电工钢边部分层机理研究

薄板坯工艺生产无取向电工钢具有磁感高、节约能源等多方面的优势,但薄板坯工艺生产无取向电工钢一般会出现边部分层缺陷,对边部分层缺陷的形成机理进行研究,有助于提高无取向电工钢边部质量,提高薄板坯工艺无取向电工钢的产品成材率。以某钢厂薄板坯工艺生产的TGW600为研究原料,从中间坯褶皱的形成原因、模拟晶内变形、高温强度与其他钢种的对比以及升温降温过程中的膨胀曲线等方面对边部分层原因进行了较为详细阐述。得出了TGW600晶粒在轧向和横向上的形变不均匀是产生边部分层的显微原因,在试验温度下没有明显的相变过程,一直处于铁素体状态,不存在塑性低谷等结论。并提出通过促进TGW600再结晶或轧制过程中对钢带进行形状控制的方法来减轻或消除边部分层的影响的建议。     

无取向Fe-3.3%Si钢带材温拉伸变形行为分析

利用电子试验机对热轧后Fe-3.3%Si钢开展了温度范围为250~700 ℃及应变速率为0.001~0.1 s-1的单向拉伸试验,并对其拉伸后断口形貌和微观组织进行了观测与分析。结果表明,随着变形温度的升高,抗拉强度显著降低,伸长率呈指数增加;变形温度较低时,材料发生明显的加工硬化,非均匀塑性变形阶段较短,温度升高至550 ℃时,材料发生了明显的动态回复和动态再结晶;拉伸速率较低时断口存在明显的韧窝,与低温时发生的剪切断裂相比,温度较高时,韧窝基本与拉伸方向一致,属于拉伸断裂;变形速率较高时,断口出现部分河流花样准解理断裂,解理面由表面到芯部逐渐分层,形成了解理台阶或撕裂棱,多层解理面之间存在部分韧窝;拉伸过程中芯部变形量大,组织主要表现为变形带,温度较低时,表面组织为被拉长的晶粒,变形温度较高时,表面有大量的等轴晶。研究结果对硅钢温变形组织性能控制及温轧工艺制定和优化具有重要理论意义。     

受热不均匀对低碳钢SAE1010板材组织及成形性能的影响

为了研究退火过程受热不均匀对板材组织及成形性能的影响规律,对热轧态SAE1010低碳钢板进行冷轧及连续退火,分析热轧态、冷硬态及退火态钢板边部和芯部的显微组织,分别对退火态钢板边部和芯部试样进行拉伸和折弯试验。结果表明,热轧态试样少量岛状珠光体分布在铁素体晶界处,边部组织晶粒尺寸小于芯部,珠光体中部分片层渗碳体退化为球状。冷硬态板材组织沿轧制方向呈现明显的晶粒破碎特征,退火态边部组织存在较多的大晶粒和粒状渗碳体团,芯部组织较为均匀细小。退火态板材芯部材料伸长率高于边部而强度低于边部,经180°折弯后芯部钢板无开裂而边部出现裂纹。退火温度均匀性对于SAE1010低碳钢板组织和性能具有重要的影响。     

非对称轧制对AZ31B镁合金组织及性能的影响

开展了非对称轧制对AZ31B镁合金晶粒细化影响的研究,分析了不同温度及不同压下率时宏观形貌和晶粒尺寸变化,并与对称轧制作了对比。结果表明,非对称轧制的整体晶粒尺寸比对称轧制更为细化;非对称轧制在温度为350 ℃、压下率为60%时晶粒最为细小均匀,上表面、中心层和下表面的平均晶粒尺寸分别为2.35、2.84和2.22 μm。在初轧温度为300～350 ℃范围内,组织产生充分动态再结晶;随着轧制温度继续升高,晶界产生充分迁移和扩散,晶粒随之长大,导致镁合金的综合性能变差。非对称轧制板材的抗拉强度和断后伸长率都优于对称轧制板材,在400 ℃轧制时,压下率为30%时获得较为优异的综合力学性能,抗拉强度为365.36 MPa,断后伸长率为34.9%。     

高强IF钢冷轧边部条带缺陷机理分析与控制

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析以及酸洗模拟等方法,研究了高强IF钢HC250IF表面条带缺陷的产生原因、结构特点和控制措施。结果表明,氧化铁皮沿带钢宽度方向的不均匀分布以及拉矫破碎效果不充分导致了带钢边部比中部更容易发生过酸洗。在磷元素表面富集和晶界偏聚作用下,基体晶界处优先发生选择性侵蚀,侵蚀裂纹沿晶界从表面向内部扩展,形成具有厚度差的多孔区和粗糙区结构。冷轧过程中,缺陷部位变形撕裂,产生了大量表面微裂纹,增大了局部粗糙度差异,进而在带钢边部形成条带缺陷。以优化匹配热轧和酸洗工艺参数、改善热轧带钢表面状态为基础,通过控制酸洗进程、提高酸洗质量均匀性等措施,能够有效减少这类缺陷的发生。     

不同加热轧制AZ91镁合金带材数值模拟及试验验证

利用有限元法研究了热辊热带(HSR-HR)、热辊冷带(NSR-HR)和冷辊热带(HSR-NR)3种不同加热方式下AZ91镁合金轧制过程热-力行为,并进行了大压下率热辊冷带工艺试验和组织性能分析.结果表明,HSR-HR、NSR-HR及HSR-NR 3种加热轧制方式的应力三轴度依次增大,中性点附近应力状态软性系数依次减小....     

高碳工具钢表面翘皮缺陷分析及控制措施

利用扫描电镜和能谱仪对热轧高碳工具钢表面翘皮缺陷进行分析,结果为该部位在热轧工序发生了明显的脱碳反应,粗大的脱碳晶粒导致带钢表面局部塑性变差,在热轧过程中由于带钢不同部位塑性不同,导致其变形量不同,最终产生翘皮缺陷。对高碳工具钢开展热模拟试验,摸索出该材料的高温热塑性,通过控制热轧板坯装炉温度、板坯在炉时间、出炉温度以及设置合理的精轧温度,有效控制了高碳工具钢表面翘皮的发生。     

冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制

针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。     

冷镦钢开裂的原因分析及改进

为了研究冷镦钢开裂的原因和过程,取样分析了某钢厂生产中存在开裂的试样,利用带有能谱仪的扫描电镜(SEM EDS)观察开裂区域宏观形貌和微观组织并表征夹杂物的形貌和成分。结果发现,部分魏氏体混杂在基体中,降低了冷镦钢的塑性和韧性;开裂区域发生穿晶断裂和氧化脱碳现象,其完全脱碳层的平均厚度为28 μm,说明表面缺陷在轧制前就已经存在,导致冷镦钢轧制时开裂;残留在钢中的铝镁钙复合夹杂物也直接导致了表面缺陷和开裂。同时,提出改善微观组织、减少夹杂物的改进措施。