82B线材控冷工艺及性能模拟

论述高碳钢线材控冷工艺以及力学性能的模型，同时针对武汉钢铁(集团)公司高速线材车间生产的82B钢种在斯太尔摩冷却线上的相变过程进行模拟，预测了最终的显段组织和力学性能。简单地评述组织性能预报在过去所取得的成绩，并展望了其未来的发展趋势。     

工艺参数对60Si2MnA钢高速线材相变规律的影响

通过热模拟机Gleeble-1500对终轧温度和控制冷却过程的模拟，研究了60Si2MnA钢高速线材生产的有关工艺参数，分析了终轧温度、吐丝温度及相变区冷却速度对相变温度的影响，得出其影响规律性的结论，并测定了该钢种动态连续冷却转变（CCT）曲线。     

20CrNi2MoV钢连续冷却过程中的相变行为

利用热力模拟试验机研究了20CrNi2MoV钢在变形和未变形条件下的连续冷却相变行为及微观组织演变规律,绘制了该实验钢静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了合金元素、冷却速度和变形条件等对其连续冷却相变行为的影响。结果表明:20CrNi2MoV钢中Cr、Ni、Mo等合金元素使得过冷奥氏体稳定性增强,贝氏体相变可以在较宽的中温转变温度区间发生;随着冷却速度的增加,20CrNi2MoV钢的铁素体相变温度下降,铁素体扩散型相变受到抑制,贝氏体中温区相变得到加强;变形使得20CrNi2MoV钢CCT曲线的铁素体和珠光体转变线明显左移,并且由于变形作用,贝氏体相变温度提高。     

利用冷却法构建湿气流过饱和场的实验研究

以模拟湿法脱硫后的高湿烟气为工质,采用冷却的方式在相变室内建立水汽过饱和环境.提出一种间接测量水汽过饱和度的方法来衡量水汽相变过饱和场构建效果.考察了不同气流温湿度、冷却水温度以及相变室壁面材料对水汽过饱和场的影响.结果表明,提高气流相对湿度以及适当提高气流温度都有助于提高水汽过饱和度;冷却水温度对过饱和场建立有非常明显的影响,冷却温度越低,得到的水汽过饱和场过饱和度越高;采用低表面能的聚四氟乙烯材料作为相变室内内壁可有效增强相变效果,获得较大过饱和度的水汽氛围;当相变室入口气流温、湿度分别为50℃,90%且冷却水温度为20℃时,采用有机玻璃材料的相变室内水汽过饱度可以达到1.5左右.     

形变条件对热变形过冷奥氏体相变的影响

热变形造成的奥氏体组织结构的变化将影响到热变形奥氏体在随后冷却过程中的相变．依据热模拟试验结果，研究了变形温度、变形速率、变形量和变形后高温停留影响相变过程的微观物理本质，认为变形促进热变形奥氏体的相变，提出变形温度、变形速率和变形后高温停留时间对热变形奥氏体转变过程没有直接联系，但可以通过对再结晶过程的控制影响相变过程．再结晶虽然可能细化了晶粒，但大量消耗了热变形奥氏体中的晶体缺陷，其结果是迟滞了相变过程．     

热变形过程中γ→α相变开始温度的预测——C-Mn钢与Nb-v微合金钢

以Cahn理论和Scheil法则为基础,讨论了热变形过程对γ α相变的影响,预测了C Mn钢变形过程铁素体析出的开始温度Ar3d和Nb V钢连续冷却转变开始温度Ar3·结果表明,同样变形条件下,碳含量或锰含量越低的钢种Ar3d越高;同一成分钢种,随着变形量增大或变形速率降低Ar3d提高;随着冷却速率的增加,Ar3温度降低;变形可以提高Ar3温度·用该方法进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程·     

基于物料品质调控的高温熔渣余热回收能质传输机理

该研究组利用高温熔渣相变冷却实验装置完成了一系列高炉渣颗粒相变冷却与物性结构演变实验,获得了风冷高炉熔渣化学组成对物相结构及活性变化的影响;分析了风冷渣形成工艺参数对其结构及性能的影响;探讨了风冷高炉渣的水化性能。结果表明:四元碱度是高炉渣玻璃体含量和7天活性指数的重要影响因素,Si O2/Al2O3比影响28天活性指数,出渣温度影响玻璃体含量,保温时间和冷却风速影响活性指数。高炉渣降低水泥的水化放热速率,适量结晶对其水硬活性有益。建立了熔渣颗粒相变冷却的传热模型,应用温度法模型、VOF方法和凝固/熔化模型及辐射模型,研究了换热条件、流体温度、颗粒变物性和颗粒尺寸等对颗粒相变冷却换热的影响规律,获得颗粒凝固的相变动态过程及不同组合工况下的颗粒凝固时间。提出了在空气冷却基础上辅以喷雾冷却的转杯粒化干式余热回收新方法,并对喷雾冷却过程中单个液滴撞击固壁机理进行了实验研究和数值模拟。结果表明:熔渣颗粒内部的冷却速率存在较大差异,粒径是影响颗粒换热的关键因素;换热系数在横向直径处、迎风滞止处及背风面回流处获得较大值。搭建了液态物料离心粒化特性可视化实验台,前期以水为工质研究了转杯粒化过程中液滴的形成机理,获得了液滴形态及分布等信息,探讨了转杯转速、工质流量、转杯结构对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律,结果表明:高转速和小流量下液滴直径小;浅和小内倾角转杯粒化效果较好。搭建了高炉渣离心粒化余热回收系统,拟在此基础上深入研究熔渣颗粒形成机理、颗粒运动及流化特性、气固换热特性以及颗粒最终物相品质等相关问题,揭示各相关因素对熔渣颗粒的影响规律以及获得兼顾余热回收和物料品质的系统运行最佳工况。     

焊接热循环对5Mn钢连续冷却过程中马氏体相变的影响

利用热模拟试验测定海洋平台用5Mn钢在不同焊接热循环下的热膨胀曲线,结合显微组织观察,分析峰值温度和冷却速率对5Mn钢连续冷却过程中马氏体相变行为的影响。结果表明,在不同的焊接热循环下,5Mn钢室温组织均以板条马氏体为主;峰值温度为1320℃和850℃时的马氏体相变开始温度Ms的变化范围分别为371~395℃和397~423℃,且相同冷却速率下,峰值温度为850℃时的Ms高于峰值温度为1320℃时的Ms;此外,5Mn钢马氏体相变速率随着冷却速率的增大而增大,在相同冷速下,峰值温度为850℃时的马氏体相变速率大于峰值温度为1320℃时的相应值。     

高速线材的轧后冷却温度场分析

针对国内某厂风冷区前段增加喷雾冷却装置的Stelmor冷却工艺,分别对快速水冷段、喷雾冷却段、风冷区建立了数学模型,用有限元模拟软件ANSYS模拟了控制冷却时Φ8mm高速线材的温度场。模拟结果与现场实测值吻合较好。     

含Nb低碳钢的中间冷却及回火工艺对MA组织的影响

利用热膨胀仪对低碳含铌钢(0.028%C-0.25%Si-1.82%Mn-0.085%Nb)进行热处理模拟,即950℃正火后快速冷却到中间温度350～550℃,随后进行不同加热速率、保温温度及保温时间的回火处理.采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析方法,分析了不同回火条件下组织中的马氏体--奥氏体(MA)形貌、尺寸及分布.结果表明:回火前的终冷温度在贝氏体相变温度区间及提高回火升温速率,会增加回火组织中MA的体积分数,MA体积分数最高达到7.9%.提高回火温度和延长回火时间,MA的体积分数会出现峰值.回火后,MA平均尺寸在0.77～1.48μm.提高终冷温度、升温速率、回火温度和延长回火时间,会使回火后的MA粗大,并呈多边形化.MA的体积分数和平均尺寸主要受中间冷却过程结束时未转变奥氏体量、回火过程中铁素体向残余奥氏体碳扩散程度以及回火后残余奥氏体稳定性的影响.     

控轧控冷工艺参数对60Si2MnA线材中珠光体形态的影响

研究了60Si2MnA线材控轧控冷工艺参数对所析出的珠光体的影响.结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,珠光体平均片层间距主要取决于吐丝到集卷过程的冷却,这一过程冷速越快,珠光体平均片层间距越小;珠光体平均片层间距随着吐丝温度或终轧温度的升高呈下降的趋势;终轧后快冷容易出现退化珠光体,并且其含量随相变区冷速的加快而明显增多;较低的终轧温度使珠光体球团直径明显减小.     

82B钢盘条拉拔脆断的原因分析

对82B钢盘条拉拔脆断断口进行了金相组织和夹杂物检测，并借助扫描电镜观察分析了拉拔过程中产生的脆性断口形貌。结果表明，82B钢盘条脆断的主要原因是夹杂物级别超标、组织中出现网状碳化物、索氏体含量偏低以及盘条表面缺陷等。     

控冷工艺对热轧盘条氧化皮耐腐蚀性的影响

为了提高热轧盘奈的表面质量,采用热模拟实验研究了不同冷却温度、不同冷却速度对热轧盘条表面氧化皮性质的影响．用X射线衍射检测氧化皮的物象组成,用扫描电镜观察氧化皮的表面形貌、厚度、致密度,用加速失重腐蚀实验检测氧化皮的耐蚀性．研究结果表明：温度过高导致氧化皮厚并产生裂纹,温度过低氧化皮薄,起不到保护作用;快速冷却能形成致密氧化皮,且氧化皮中Fe2O3含量减少,Fe3O4和FeO比例增加,有利于提高氧化皮的性能,慢速冷却则氧化层厚．     

Ti微合金化汽车大梁钢510L的组织性能

通过层流冷却及卷取过程模拟实验和实验室热轧实验研究了冷却工艺参数对Ti微合金化汽车大梁钢510L组织性能的影响规律,并在生产现场进行了工业试制.结果表明,大冷速有利于弥散细小的TiC粒子析出,冷速和终冷温度对实验钢强度的影响是细晶强化、析出强化和相变强化共同作用的结果,N含量显著影响Ti的析出强化效果,在冶炼时应严格控制钢中的N含量,否则将对钢板的性能产生较大的影响.实现了低成本Ti微合金化汽车大梁钢510L的批量稳定生产.     

控轧控冷工艺对X120管线钢碳氮化物析出的影响

采用不同的控轧控冷工艺研究了未再结晶区变形量、冷却速度和终冷温度等轧制工艺参数对X120管线钢碳氮化物析出的影响,并根据Orowan机制对析出相强度贡献量进行了理论估算.结果表明:轧制工艺的变化对析出相的类型与相结构没有影响;提高未再结晶区变形量主要可促进铌的析出,并有利于提高X120管线钢的屈服强度;冷却速度和终冷温度对X120管线钢碳氮化物析出的影响较小.     

剪切历史对含蜡原油流变性的影响

利用DV3T流变仪通过控制剪切速率和小振幅振荡剪切的试验方法,分别研究了不同剪切历史对含蜡原油流变性的影响。结果表明:原油的表观黏度不仅受降温方式的影响,还与测量过程中选取的剪切速率有关;即使原油降温过程中所经受的剪切速率很小,其恒温静止达到平衡时的储能模量与静态降温的原油相比也有很大的差距;但随着剪切速率的增加,这种差距并不会有明显的变化;降温过程中剪切时间越长,原油的表观黏度越大;但恒温静止阶段的最终胶凝结构却越弱;此外原油在降温过程中存在着一个使其流变性恶化的最差高速剪切温度。     

Effect of controlled rolling on the martensitic hardenability of dual phase steel

The C-Mn and C-Mn-Nb steels were thermo-mechanically processed to develop dual phase steel and to study the effect of controlled rolling on the martensitic hardenability of austenite. The steel specimens were intercritically annealed at 790℃, rolled at that temperature to the reductions of 10%, 23%, and 47% and immediately cooled at different rates. Quantitative metallography was used to construct the microstructure map, which illustrated that increasing deformation progressively reduced the proportion of new ferrite formed at all cooling rates and increased the amount of martensite at fast and intermediate rates. The martensitic hardenability of austenite remaining after all the rolling reductions was plotted as a function of cooling rates. It was observed that for the austenite-martensite conversion efficiencies greater than about 25%, controlled rolling increased the martensitic hardenability of austenite.     

变温下NiTi合金相变热力学特征

将试验测定的NiTi合金热容值用于计算不同电流值加热（不同的加热速度）的NiTi合金丝温度的变化历程,由于相变潜热的存在,当加热电流适当大时,会使升温工线产生拐点而形成台阶,实验发现加热速度的快民对合金相变所需要的时间影响很大,使用调制式差式扫描量热量研究了以不同速度加热或冷却合金时合金各相相变温度的变化情况,随着加热速度的增大,相变温度偏离平衡温度的趋势增大,经过数值处理之后,发现合金相变所需要的时间随加热或冷却速度的增大而呈指数关系递减。     

高铝熔渣物相析出演变规律研究

以改善高铝渣浸出性能为目标,采用DSC实验和SEM-EDS检测方法,研究了高铝渣控温冷却过程中物相析出规律,考察了降温速率、n(CaO)/n(Al₂O₃)和MgO含量对铝酸钙渣物相析出演变规律的影响.结果表明:当降温速率加快时,熔渣凝固过程趋于更大程度的偏析,C₂S相变愈不充分,粒度粗化,劣化了自粉行为和浸出条件;随着调高渣中n(CaO)/n(Al₂O₃),C₁₂A₇的析出温度升高,物相析出活性按照CA→C₁₂A₇→C₃A逐渐增强;当渣中含有MgO时,物相中出现C₂MS₂,不利于C₂S物相转变,更为重要的是MgO富集在含铝物相中形成Q相,显著恶化氧化铝浸出率和收得率.