Q420 C角钢铸坯凝固传热分析及AlN析出控制

为研究Q420C角钢在大矫直应变过程中的铸坯凝固传热行为以及AlN析出对铸坯和轧材质量的影响,本文通过ProCAST模拟软件和射钉试验,对不同参数条件下铸坯表面和角部温度以及坯壳厚度等进行模拟计算,并提出了凝固坯壳厚度修正公式.通过Gleeble实验得出,铸坯在1008~1364℃温度范围内时具有较好的热塑性.对AlN析出的热力学和动力学研究表明,铸坯应避开在AlN析出"窗口"内矫直,轧制前加热炉均热温度控制在1160~1200℃,终轧温度控制在850℃以上可减少AlN在奥氏体晶界沉淀析出.经过工艺试验,成功开发出Q420C角钢,轧材平均合格率达到90%,综合性能指标满足要求.     

40CrNiMo钢的热变形组织变化

利用G leeble 1500热/力学模拟实验机,对40CrN iMo钢进行双道次热模拟单向压缩试验。变形温度分别为710℃、760℃、950℃,变形速率为0.5~30 s-1,变形量为0.05~0.4,道次间停留时间为1~100 s。分析了钢热变形组织特征,结果表明钢在950℃温度变形过程中发生奥氏体动态再结晶,在760℃温度变形过程中,应变奥氏体诱发铁素体析出,而在710℃温度变形过程中,应变奥氏体加速了铁素体析出。     

铸态高强铝合金热变形流变应力行为的研究

文中采用热力模拟试验方法对新型铸态高强铝合金试样进行了热压缩实验,研究了新型高强铝合金在变形温度为300~420℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下压缩变形程度达到50%的流变应力变化规律。研究表明,该合金热变形应力—应变曲线呈现动态回复型曲线;流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;热变形激活能为269.985 k J/mol,应力指数为7.009 7。     

冷却速率对耐候钢高温力学性能的影响

铸坯高温力学性能是铸坯受力过程中决定裂纹产生的关键因素。在Gleeble热/力模拟实验机上模拟测试1.65, 5,10 ℃/s ３个冷却速率下耐候钢Q450NQR1铸坯高温力学性能。在1 050 ℃,3个冷却速率下试样都出现奥氏体动态再结晶;在850 ℃,塑性值都达到最低点,断面收缩率接近23%;随着冷却速率的增大,铸坯易产生裂纹的第III塑性区扩大,且向低温段扩展,塑性凹槽变深;增大冷却速率钢的各种强度降低,但增大到一定程度后强度不再降低;小的冷却速率下,奥氏体晶界上很少析出网状或薄膜状铁素体、微合金的     

焊接气瓶钢HP295热塑性研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机对焊接气瓶钢HP295的高温热塑性能进行测试,利用OM、SEM、EDS对实验钢热变形后的微观组织、断口形貌及微区成分进行表征,并对断裂类型及影响因素进行分析。结果表明,在500～1100℃的温度范围内,实验钢的断面收缩率R_A均超过了77%,整体表现出了良好的高温塑性;实验钢的热塑性曲线在700～900℃之间出现了一个"塑性凹槽",在800℃时试样的断面收缩率达到极小值77.98%,故实际生产中应避开这一温度范围,在铸坯表面温度高于900℃时进行矫直。HP295钢在900℃以上的高温塑性区,表现为穿晶韧性断裂;在800℃塑性极小值时,铁素体在奥氏体晶界的析出降低了实验钢的塑性,表现为沿晶韧性断裂。     

Zener-Hollomon参数对AZ61镁合金热变形行为的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机,对均匀化退火处理后的铸态AZ61镁合金进行了等温热压缩变形实验,研究了合金在变形温度为220℃～380℃、应变速率为0.001 s~(-1)～10 s~(-1)条件下的热变形行为和组织演变特征,并基于双曲正弦模型建立了合金的本构模型。研究了Zener-Hollomon参数对热压缩变形组织演变的影响规律,揭示了高Z值、中等Z值和低Z值对应参数条件下的变形合金呈现不同的组织形貌特征,并阐明了随Z参数的逐渐减小,变形组织逐渐由失稳组织、不完全动态再结晶组织转变为粗化的完全动态再结晶组织,确定了合理的热成形工艺参数区间对应的lnZ数值范围为22.17～29.25。     

冷却速度对含铌、钛微合金钢铸坯表层组织结构的影响

铸坯出结晶器后的冷却速度是影响和决定铸坯表层组织结构(0～5 mm)及第2相析出物分布的关键因素. 在开发重熔凝固冷却实验装置的基础上,模拟铸坯在垂直段的凝固冷却条件,研究不同冷却速度对铸坯表层组织与第2相析出物分布的影响. 研究表明,在0.8 m·min-1拉速下,以5 ℃·s-1的冷却速度,使铸坯在出结晶器后表面温度下降到A3温度以下,得到的表层组织均匀,晶界无膜状先共析铁素体,微合金元素析出物在晶内分布均匀,有利于提高铸坯热塑性及降低裂纹敏感性.     

新型钴基耐热合金高温流变变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上,采用等温压缩试验,研究了一种含Ti和Al的新型钴基耐热合金在850~1150℃温度范围的压缩变形行为.实验结果表明:该合金具有良好的抗高温流变性能,在850℃及应变速率0·0021~2·1s-1范围时其峰值流变应力可以达到360~475MPa.合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述.     

形变温度对0.45%C中碳钢形变储存能和组织演变的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了形变温度对0.45%C中碳钢组织演变的影响规律,推导出了0.45%C中碳钢在单向压缩过程中奥氏体的形变储存能与温度补偿形变速率因子Z的关系式,结果表明,形变储存能随着形变温度的降低和形变速率的增大而增加。形变温度降低,形变储存能增加,可以有效地细化铁素体晶粒并促进渗碳体的球化过程。当形变温度为670℃和650℃时,铁素体晶粒细小均匀且碳化物球化效果好。     

Q345钢低温形变微纳米级铁素体制备实验研究

为了充分激发钢材自主控制晶粒的潜力,以Q345为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟试验机进行低温大塑性平面变形实验,研究了低温大变形下制备微纳米级晶粒的工艺条件.实验中变形温度为500～700℃,应变速率为0.01～1 s-1,并借助数值模拟技术确定出了单道次平面压缩实验最大可产生4.0以上的塑性应变.根据实验金相分析结果,得出了Q345钢低温大变形下铁素体晶粒细化以动态再结晶为主和晶粒尺寸与Z因子的关系,且获得的铁素体晶粒尺寸小于1μrn.实验结果表明,Q345钢低温大塑性形变制备微纳米级铁素体组织是可行的.     

Fe-11Mn-4Al-02C钢的应变硬化行为

采用淬火-回火的新工艺，使冷轧实验钢Fe-11Mn在700~800℃淬火后得到铁素体和奥氏体的双相组织.通过拉伸实验可得实验钢抗拉强度达到920~1150MPa，延伸率达到35%~65%.通过XRD对试样拉伸变形前后的组织进行了分析，表明实验钢在拉伸过程中发生了TRIP效应.通过分析冷轧实验钢拉伸过程中的应变硬化行为，证明了合适的铁素体数量和奥氏体晶粒尺寸使奥氏体发生TRIP效应的时机最佳，从而得到优良的力学性能.     

铜钢复合冷却壁热变形分析

提高高炉炉腰及炉身下部冷却壁抗热变形能力是维持高炉长寿的关键.采用热态实验和数值模拟手段研究高炉炉腰及炉身下部区域铜钢复合冷却壁的传热及热变形行为,并与铜冷却壁进行对比分析.铜钢复合冷却壁热面无渣铁壳覆盖,煤气温度1200℃条件下,铜钢复合冷却壁最高温度为180℃,传热性能与铜冷却壁接近.铜钢界面最大等效应力约为114.45MPa,低于铜钢复合板的抗拉强度.铜钢复合冷却壁发生弯曲变形,中心z向位移为0.66 mm,较铜冷却壁低约25.8％;顶底端沿z向位移为0.13mm,较铜冷却壁低约50％;曲率为0.93×10-4 mm-1,较铜冷却壁低约51.81％.铜钢复合冷却壁抗变形能力优于铜冷却壁,可以避免铜冷却壁热变形过大导致的螺栓及冷却水管断裂破损问题.     

分段冷却模式下热轧双相钢的组织演变及力学性能

通过热模拟实验研究了分段冷却模式下变形温度、保温温度及保温时间对Nb-Ti微合金热轧双相钢组织演变及性能的影响.结果表明:降低变形温度可促进铁素体的转变,使马氏体形态由大块状过渡到岛状;保温温度从740℃逐渐降至580℃时,铁素体转变量先增加后减少,保温温度为660℃时铁素体转变量达到峰值;随保温时间延长铁素体转变量增加,且铁素体转变量与时间的关系曲线呈“S”型.采用超快冷+空冷+层流冷的冷却模式并通过调整终轧温度及空冷时间获得了630~710MPa的热轧双相钢,屈强比≤061,相应的组织为铁素体+马氏体或铁素体+马氏体+少量的贝氏体.     

不同工艺低碳Nb-B贝氏体钢组织性能

对一种不添加其他微合金元素的低碳Nb-B微合金贝氏体钢在不同工艺的组织和力学性能进行研究.结果表明,终轧温度为850℃,冷却速度10℃/s左右,终冷温度560℃时,实验钢的屈服强度和抗拉强度分别为495和720MPa,-20℃冲击功和延伸率分别为159 J和23%,实验钢组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体;终冷温度降至480℃,实验钢组织为粒状贝氏体,屈服强度和-20℃冲击功分别提高51 MPa和93 J;终轧温度降至810℃时,屈服强度相对增加24MPa;冷却速度增大到25℃/s,组织为粒状贝氏体、少量的针状铁素体和板条贝氏体,屈服强度和抗拉强度分别为655和777 MPa,而-20℃冲击功和...     

铸造工艺参数对半连续铸造A390合金管坯宏微观组织的影响

采用半连续铸造方法制备了A390合金管坯.研究了铸造速度和铸造温度对A390合金管坯宏微观组织的影响.结果表明:随着铸造速度由90 mm/min提升至120 mm/min、铸造温度由800℃增加至850℃,管坯中初生Si宏观分布趋于均匀,初生Si颗粒的平均尺寸逐渐减小.截面尺寸为164 mm/60 mm的半连续铸造A390合金管坯的最佳铸造工艺参数为:铸造速度110 mm/min、铸造温度850℃,可以获得初生Si宏观分布均匀、初生Si颗粒平均尺寸不超过26μm的管坯,管坯内侧的抗拉强度为264 MPa,延伸率为0.5%.     

Fe–0.3C–9Mn–2Al中锰钢的热塑性行为

The hot ductility of a Fe–0.3C–9Mn–2Al medium Mn steel was investigated using a Gleeble3800 thermo-mechanical simulator. Hot tensile tests were conducted at different temperatures (600–1300°C) under a constant strain rate of 4 × 10?3 s?1. The fracture behavior and mechanism of hot ductility evolution were discussed. Results showed that the hot ductility decreased as the temperature was decreased from 1000°C. The reduction of area (RA) decreased rapidly in the specimens tested below 700°C, whereas that in the specimen tested at 650°C was lower than 65%. Mixed brittle–ductile fracture feature is reflected by the coexistence of cleavage step, intergranular facet, and dimple at the surface. The fracture belonged to ductile failure in the specimens tested between 720–1000°C. Large and deep dimples could delay crack propagation. The change in average width of the dimples was in positive proportion with the change in RA. The wide austenite–ferrite intercritical temperature range was crucial for the hot ductility of medium Mn steel. The formation of ferrite film on austenite grain boundaries led to strain concentration. Yield point elongation occurred at the austenite–ferrite intercritical temperature range during the hot tensile test.     

轻型漂珠保温砖的研制

粉煤灰漂珠作为一种新兴多功能材料,由于它具有轻质、绝热、耐酸碱、无毒、不燃烧、无臭味等特点,将之用作生产轻质保温材料首选材料,并探索出一条合理的生产工艺路线,为粉煤灰的综合利用开辟了一条新途径,对窑炉工业的发展将产生积极的推动作用;生产的轻型漂珠保温砖的耐火度为1100~1300℃,最佳使用温度为400~1150℃,导热系数为0.105~0.127W(m.K)。     

湘钢含铝冷镦钢开发及质量控制

采用铁水预处理-顶底复吹转炉-LF精炼-小方坯连铸-铸坯检验-高线／二高线／棒材轧制工艺，成功地开发出XSWRCH6A—XSWRCH35A等中、低碳优质含铝冷镦钢盘条和棒材。生产中严格控制转炉冶炼、LF精炼、连铸和轧制工艺，保证了钢中ωS，ωP，WAls，ωT.O合格，热轧态组织为铁素体＋少量粒状珠光体和粒状贝氏体，铁素体晶粒度评级为8—8．5级。各级别含铝冷镦钢力学性能优良．1／3冷顶锻试验合格率平均为98．6％．1／4冷顶锻试验合格率达到97．7％．     

结晶器内连铸坯热弹塑性应力的有限元分析

建立了结晶器内连铸坯热弹塑性应力有限元分析模型,在推导的热弹塑性本构方程中考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,模拟计算了结晶器内连铸坏应力分布。模拟结果表明,在铸坯的热节约内,高温坯壳受到拉应力的作用,易于产生裂纹,从而说明铸坯偏角区形成的热节约是连铸坯裂纹缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

Z3CN20—09M铸造奥氏体不锈钢的低周疲劳行为

采用径向应变控制研究了Z3CN20-09M奥氏体不锈钢在室温和350℃高温下的低周疲劳行为．Z3CN20-09M不锈钢表现为先硬化后软化的循环特性,但硬化的程度取决于温度和应变幅．随着应变幅的增加,Z3CN20-09M钢的低周疲劳循环寿命逐渐减短,而相同循环次数下应力幅也随之提高．温度对Z3CN20-09M钢的低周疲劳行为影响较大,与室温相比高温下的循环硬化程度更高,相同应变幅下高温的低周疲劳寿命也高于常温下的寿命．通过疲劳实验的原位观察发现,奥氏体内的滑移面、夹杂物及奥氏体和铁素体两相的界面是疲劳裂纹可能的形核位置,奥氏体和铁素体两相的不协调变形使相界处产生应力集中,导致疲劳裂纹容易沿两相界面扩展．