变形及热处理制度对Q420厚板组织与性能的影响

介绍了规格100 mm Q420特厚板的物理模拟过程,分析了不同变形和热处理工艺对Q420特厚板组织和性能的影响,并得出不同质量级别Q420厚板的最佳生产工艺.结果表明:采用TMCP工艺钢板的强度、塑性和韧性均优于采用UPR工艺的钢板,且相应位置铁素体晶粒较细小;热轧钢板正火热处理显著改善了钢的塑性和韧性,但是降低了钢的强度;不同热轧工艺厚板在相同的正火温度下,热处理后钢板的强韧性相差较小,热处理前的轧制方式对热处理后钢板的组织和性能影响不大.     

Q345C高强度厚板TMCP工艺

介绍了Q345C厚70 mm钢板的TMCP工艺,实现了对钢的强度、塑性和韧性的控制,研究了控制轧制工艺和钢的组织性能之间的关系,分析了钢的组织形貌.结果表明,采用该无热处理的未再结晶区大压下量TMCP工艺试验的厚板,轧后无论采用空冷还是加速冷却,力学性能都满足GB/T1591-94的要求,且厚度方向力学性能均匀性良好;加速冷却钢板铁素体晶粒细化更为明显,表面与心部铁素体晶粒尺寸稍有差异.为现场生产厚70mm钢板提供了有力的依据,节省了能源,降低了生产成本.     

非对称热轧高品质不锈钢复合板可行性模拟研究

利用特厚规格复合板与较薄规格复合板进行非对称组坯,采用ABAQUS有限元软件对其热轧过程中的应变、接触应力及温度分布进行计算,并通过温度补偿及冷却控制的手段,对热轧非对称复合坯的可行性进行模拟分析。结果表明,采用非对称组坯设计,有利于特厚复合板碳钢层与不锈钢层在各道次轧制中的界面结合;通过控制复合坯上、下表面的温差,能有效改善板坯翘曲现象,并可一次性获得一块宽幅特厚复合板与一块宽幅较薄规格复合板,提高生产效率;此外,采用非对称组坯设计还可实现控轧控冷,保证芯部不锈钢与碳钢的协同变形,促进其界面结合。     

V的碳氮化合物析出对36Mn2V非调质钢组织性能的影响

在φ340机组上进行非调质36Mn2V和37Mn5油井管钢工艺试验,对比分析二者组织性能,研究36Mn2V钢中微合金元素V的碳氮化物析出对其组织性能的影响。结果表明,36Mn2V、37Mn5钢可分别用于高钢级N80-1和低钢级J55、K55油井管的生产,36Mn2V非调质钢在高温形变诱导下析出V(C、N),促进了晶内细小铁素体和珠光体的析出,反之细晶铁素体析出促进了V(C、N)沿γ/α界面弥散析出,故而显著改善了36Mn2V非调质钢组织性能。     

DP-TIG高速焊接工艺研究

深熔钨极气体保护焊(deep penetration TIG welding,DP-TIG焊)具有焊接熔深大的优点,在厚板焊接领域具有极大优势.为了拓展DP-TIG焊在薄板高速焊领域的应用,分别针对低碳钢和不锈钢板材,调整焊接电流、焊接速度、钨极锥角、气体成分等工艺参数,进行了薄板高速焊接工艺研究.结果表明:相对常规TIG焊,对于2 mm厚的低碳钢板焊接速度提高了75%,对于3 mm厚的不锈钢板,焊接速度提高了2倍多,并且随着钨极角度的减小,焊接速度可以进一步提高,如果保护气体中引入一定量的H₂可以进一步提高不锈钢DP-TIG焊的最大焊接速度.     

低碳海洋平台用钢E40-Z35的研制

通过实验室热模拟实验确定工艺参数,开发了连铸坯生产海洋平台用钢E40-Z35的控轧控冷工艺,并进行了现场工业试制.结果表明:采取低碳(w(C)≈0.08%)微合金化成分设计,利用Ca球化处理MnS夹杂物,以及轧制过程中进行高温慢速大压下,未再结晶区开轧温度为900℃,终轧温度为800℃,终冷温度为640℃左右.热轧后产品的-40℃常规冲击和时效冲击吸收功高于200J,厚度方向断面收缩率高于45%,具有良好的抗层状撕裂性能,满足船级社对海洋平台用钢E40-Z35的要求.     

X80管线钢的研究与应用

基于长距离高压油气输送管道建设的需要,高强度高韧性管线用钢得到迅速发展。X80管线钢正是在这种背景下被开发出来的。由于其具有优良的强度和低温韧性,良好的焊接性能与抗腐蚀性能,可以有效节约工程建设费用,同时降低管道运行维护成本,因此X80管线钢正在全球范围内得到越来越广泛的应用。论述了X80管线钢的应用情况、化学成分特点、显微组织及强韧性能,介绍了TMCP（热机械控制）工艺在X80管线管生产中的应用。     

Effect of gradient temperature rolling process on promoting crack healing in Q500 heavy plates

To ensure the quality of heavy plate products as determined by ultrasonic inspection, it is necessary to effectively control defects such as cracks and shrinkage cavities in heavy plates. Generally, some defects such as large size cracks exist due to insufficient deformation in the center of traditionally rolled plates. Compared with the traditional rolling process, gradient temperature rolling(GTR) process can effectively increase deformation inside heavy plates. In this study, the effect of GTR on crack healing was analyzed through a comparison experiment with the uniform temperature rolling(UTR). The results show that the GTR process could increase the plastic strain inside the heavy plate and effectively promote the healing process of the preset cracks. The degrees of crack healing at the center and quarter thickness position of the steel plate via GTR were greater than twice those of the plate via UTR. The GTR process can significantly reduce the internal defects of heavy plates and improve the defect detection level of heavy plate products. Also, The GTR process results in the formation of new crystal grains in the crack region, which is crucial to crack healing.     

中厚板冷却路径控制系统的开发

基于材料的固态相变理论,以钢材相变CCT曲线为基础,通过实例引入冷却路径控制思想.设计开发了冷却路径控制系统,动态设定关键点,灵活运用冷却策略和变粒度控制水流密度,进行了冷却路径柔性控制系统的设计开发.利用冷却路径控制系统仿真超级钢工业试验中的冷却路径,分析了不同组织性能产生的内在原因.为新钢种开发、冷却工艺优化提供了强有力的技术手段.     

厚规格汽车轮辐用钢的焊接性能

为了研究含Nb微合金控轧控冷厚规格汽车轮辐用钢的焊后组织、性能、冷裂纹敏感性及微合金元素对焊接性能的影响,采用理论计算评定试验钢的冷裂敏感性和淬硬倾向;利用直流氩弧工艺,模拟车轮厂焊接工艺参数,对钢板进行焊接.利用光学显微镜和电子显微镜研究试验钢板焊后接头的微观组织结构;并对接头的力学性能进行研究.试验结果表明,厚规格汽车轮辐钢的热影响区(HAZ)冷裂倾向小;微合金元素Nb的加入提高了焊接热影响区性能;焊接后各部位组织、性能未发生明显改变.可得出结论:厚规格汽车轮辐钢的焊接性能较好.     

厚板弯曲与拉伸振动精化理论及其求解新途径

利用弹性动力学中Boussinesq—Galerkin一般解,基于微分算子谱和算子代数理论,采用了适当的规范条件,建立了推演厚板结构动力学方程的新途径．首次给出了考虑横向荷载作用的平板弯曲和拉压振动的两类动力学方程具体形式．为推导动力学方程方便和利用微分算子谱分解理论,引进了虚微分算子（i ）的概念．并将本文得到的平板结构振动方程与各种平板结构的弯曲方程作了对比分析．由于本文推导时没有采用任何工程假设,因此本文提出的平板动力学方程是精确的,可用于求解厚壁平板的振动和设计平板振动主动控制策略．本文为不采用几何方法,而是采用分析和代数的方法精确推导低维结构的动力学支配方程提供了一种统一规范的方法．     

厚规格热轧带钢高精度卷取温度控制模型

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数.在生产实践中，如何提高厚规格带钢卷取温度的控制精度是一个难点.针对厚规格带钢在层流冷却过程中的工况特点，提出了温度场计算模型和对流换热系数模型的改进方法，并开发了一种全新的基于相似策略的自适应模型，以改善卷取温度前馈控制效果.经现场应用证明，本文提出的方案能有效提高厚规格带钢的卷取温度控制精度，其中厚度大于12 mm的带钢平均命中率可达到94.9%.     

复合材料修复含中心裂纹铝合金薄板和厚板破坏模式研究

采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76mm和5.20mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76mm修复试件的拉伸破坏是由补片与铝合金板之间的胶黏剂层脱粘控制,而厚度为5.20mm修复试件是由铝合金板中的裂纹扩展控制.对于厚度为1.76mm修复试件,其准静态拉伸性能随裂纹长度增大而降低,而疲劳性能随裂纹长度增大而提高.然而,厚度为5.20mm修复试件的准静态拉伸和疲劳性能均随裂纹长度增大而降低.     

热轧低碳钒钢强韧化机制的研究

采用不添加Mo,Cr,Ni,低成本V-N微合金化的成分设计,对实验钢进行控轧控冷(TMCP)实验,探讨其相变机理与析出行为,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,系统地研究了热轧微观组织和综合力学性能.结果表明,显微组织为针状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体及少量三角状M/A岛,析出的细小V(C,N)粒子呈不规则的椭球状,较均匀弥散地分布于铁素体基体内部.实验钢的屈服和抗拉强度分别为618,701 MPa,断后延伸率19%,冷弯性能合格,扩孔率达到94%,延伸凸缘性能及低温冲击性能良好,满足轮辐用钢的加工要求.细晶强化、固溶强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

800 MPa级双相组织低屈强比钢厚板研究

对基本成分为Fe-0.1C-Mo的微合金HSLA钢进行了变化轧制与冷却参数的试验,分析了钢的组织形貌及微观结构;研究了变形和冷却参数与钢的屈强比、缺口冲击功、延伸率等的关系.结果表明:通过对轧制、冷却工艺的组合与变化,实现对钢的强度、塑性、屈强比的控制;抗拉强度800 MPa级的厚钢板,其屈强比控制在0.75以下,低温冲击韧性良好.钢的组织主要由针状铁素体和马氏体两相组成.     

冷弯厚壁钢管截面不同部位材料特性分布模型

对取自30种不同截面、不同厚度、不同钢材型号、不同厂家生产的冷弯厚壁矩形和方形钢管的568个试件进行了材料性能试验研究.结果表明:焊缝部位的屈服强度和极限强度相对于邻边均有提高;角部屈服强度提高系数随型钢中心线长与弯角内径之比的增大而增大,而各参数对极限强度的影响较小;焊缝两邻边间的强度差异很小.基于研究结果,提出了冷弯矩形和方形钢管屈服强度、极限强度、强屈比和伸长率沿截面的分布模型.当相应冷弯型钢截面的梁、柱强度和稳定分析中需要考虑冷弯效应的影响时,可以应用此分布模型.     

控轧控冷工艺对高强度结构钢组织及力学性能的影响

探讨了控制轧制及加速冷却过程中工艺参数对高强度结构钢组织及性能的影响;借助光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射对钢的强韧化机制进行了分析.通过合理选择两阶段控轧+快速冷却参数,获得了满足国标GB/T 16270—1996中Q690,Q620和Q550要求的高强度钢板;得出了终轧温度、终冷温度和冷却速度与力学性能之间关系的回归方程,并分析了这些因素对显微组织及力学性能的影响.结果表明:在终轧温度870~880℃,冷速15~20℃/s的条件下,终冷温度570~600℃,能够达到Q550的要求;终冷温度500~570℃,能够达到Q620的要求;冷速提高至35~40℃/s,终冷温度在550℃左右,能够...     

Effect of cooling parameters on the microstructure and properties of Mo-bearing and Cr-bearing steels

To develop low-cost low carbon bainitic steel, Mo-bearing and Cr-bearing steels were melted in a vacuum induction furnace and were researched by thermal simulation and hot rolling at the laboratory. As the cooling rate increases from 0.2 to 50℃/s, the transformation temperatures of two steels lie between 650 and 400℃, and the final microstructures of them change from quasi-polygonal ferrite and granular bainite to lath bainite. Compared with cooling in air or by interrupted cooling, Mo-bearing and Cr-bearing steel plates cooled by sprayed water boast higher strength and superior toughness, for large-size islands are responsible for the poor mechanical properties. Compared to Mo, Cr is effective to isolate the bainitic reaction in low carbon steel, and the bainitic microstructure can also be obtained in Cr-bearing steel cooled at a wide range of cooling rate.     

中厚板理论的适用范围和精确程度的研究

利用Reissner中厚板理论边界元、Mindlin中厚板理论有限元和三维弹性力学有限元分析了各种厚跨比的板的位移和应力,以确定利用三维理论、中厚板理论和薄板理论分析板时厚跨比的适用范围以及精确程度,为分析板时选择采用薄板理论、中厚板理论还是三维理论提供理论依据;同时也验证了采用缩减积分的Mindlin中厚板理论有限元法缓解了剪切锁死现象.     

淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响

分别研究了以水和机油作为淬火介质的42CrMo钢和双相耐磨钢淬火+回火后的显微组织和性能.确定了双相耐磨钢和42CrMo钢的最佳热处理工艺及性能.结果表明:双相耐磨钢经水淬和油淬回火后的显微组织均为板条马氏体+针状贝氏体+碳化物;42CrMo钢经水淬和油淬回火后的显微组织分别为回火马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+铁素体+贝氏体.经过480h的低应力磨料磨损实验发现,水淬+280℃回火处理的42CrMo钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍.