层流冷却方式对中厚板温度场影响的数值模拟

针对“首钢”中厚板轧后冷却设备的布置特点,在分析中厚板轧后冷却传热特点的基础上,利用有限差分法模拟了轧后不同层流冷却方式对中厚板温度场分布的影响.模拟结果表明:中厚板内外温差随着冷却速度的增加而加大;同等冷却速度下,为了达到相同的终冷温度,不同的层流冷却方式对中厚板厚度方向的冷却速度和温度分布产生重要的影响.为了达到相同的冷却速度,且在不加大中厚板内外温差的情况下,使喷淋冷却水变稀并且间断开启集管的方式是中厚板冷却的最佳方式.     

水流密度对CSP层流冷却影响的研究

研究了CSP层流冷却过程中的传热情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型.通过对冷却过程中轧件在各冷却区的换热边界条件的研究,确定了轧件在各冷却区的换热系数模型,计算出轧件在层流冷却过程中温度变化和温度场分布.最后分析研究了水流密度对于CSP层流冷却的影响.     

热连轧带钢层流冷却过程温度场模拟

轧后冷却过程中,卷取温度对带钢最终的微观组织和力学性能有重要影响。针对带钢轧后的层流冷却过程,分别采用有限差分法和有限元法,建立了带钢厚度方向的温度场模型,并将模型计算值与实测值进行对比。结果表明,两种方法建立的模型均能较准确地反映层流冷却过程中带钢的瞬态温度分布,为进一步分析带钢的微观组织转变和力学性能提供了依据。     

退火后冷却方式对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等手段，研究了冷乳中锰钢（0.2C-5Mn)退火后不同冷却方式下的微观组织特点和拉伸性能.实验钢冷乳退火后为铁素体加逆转变奥氏体的双相组织.退火后空冷可以获得稳定性较髙的逆转变奥氏体，且其体积分数也明显髙于退火后炉冷.退火后空冷实验钢中的逆转变奥氏体在变形过程中产生持续的TRIP效应，提髙强度的同时获得了较髙的塑性，强塑积可达到26.5GPa.%.     

球墨铸铁微观组织形成的数值模拟

基于结晶动力学理论，建立了球墨铸铁凝固过程各阶段微观组织形成形核和长大的数学模型；根据该结果动力学模型，编制了球铁微观组织形成模拟软件ＦＴＳｔｒｕｃｔｕｒｅ。该软件可以预测球铁凝固过程中各相的形成以及固态转变中铁素体和珠光体的形成，并进而预测铸态力学性能。模拟了阶梯形试块的冷却曲线、微观组织和布氏硬度。模拟与实测结果符合较好。     

热连轧层流冷却的数学模型

本文以武钢１７００热连轧厂层流冷却现场实测数据为基础，通过传热学的理论分析，确定了对流换热系数是解决问题的关键，并对７种模型结构形式进行了比较，研制了精度较高的对流换热系数数学模型，在此基础上编写了模拟武钢１７００连轧层流冷却过程的程序，取得了较高的模拟精度。     

国内外铸件微观组织数值模拟研究概况

铸件微观组织模拟是利用计算机模拟铸个微观组织的形成过程,以预测铸件的组织结构和性能。本文对铸件微观组织数值模拟技术的发展过程,应用现状进行了评述,简要介绍了铸件微观组织数值模拟的基本思路以及模拟过程中的宏／微观统一数学模型,如热传导模型、溶质传输模型、形核模型、晶粒生长模型,分析了两种随机方法即Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法和Ｃｅｌｌｕｌａｒ－Ａｕｔｏｍａｔｏ法的优缺点,评价了模拟中使用的新技术,在此基     

退火后冷却方式对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等手段,研究了冷轧中锰钢(0.2C-5Mn)退火后不同冷却方式下的微观组织特点和拉伸性能.实验钢冷轧退火后为铁素体加逆转变奥氏体的双相组织.退火后空冷可以获得稳定性较高的逆转变奥氏体,且其体积分数也明显高于退火后炉冷.退火后空冷实验钢中的逆转变奥氏体在变形过程中产生持续的TRIP效应,提高强度的同时获得了较高的塑性,强塑积可达到26.5 GPa·%。     

保温时间和冷却方式对 Fe--28 Mn--2.8 Si--2.2 Al--TWIP钢组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和电子背散射衍射技术研究了1000益退火温度下保温时间和冷却方式对Fe-28Mn-2.8Si-2.2Al-TWIP钢组织和性能的影响.结果表明：当保温时间为5、10和20 min时,随着保温时间的延长,奥氏体晶粒迅速长大,同时退火孪晶在晶粒内部变长、增厚,抗拉强度和屈服强度同时下降,但是延伸率变化不大.对比水冷和空冷两种冷却方式,水冷更有利于TWIP钢获得良好的力学性能,同时冷却速度对晶粒和取向有一定的影响.     

冷却速度对5Ni钢组织和相变温度的影响

应用Formastor-FⅡ相变膨胀仪测定并研究了5Ni钢的静态CCT曲线,测定了相变临界点A c1与A c3,为制定热处理工艺提供依据.通过万能硬度计及OM,SEM和EPMA分析了冷却速度对5Ni钢硬度、显微组织及微观成分偏析的影响.结果表明:随着冷却速度的增大,试样显微组织由多边形铁素体和珠光体变成贝氏体和马氏体.从CCT曲线上可以看出,淬火热处理时为了避免铁素体和贝氏体相变,临界冷却速度要大于20℃/s;在不同冷速下,Ni元素都存在偏析,这有助于回火时产生逆转奥氏体,进而改善5Ni钢的韧性.     

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.     

超快速冷却对中碳钢组织和性能的影响

利用超快速冷却装置,通过控制轧后冷却路径,对某中碳钢的显微组织和力学性能进行了系统的研究.结果表明:超快速冷却可以抑制先共析铁索体的生成,破坏原有先共析铁素体的网状分布;超快速冷却显著缩小了珠光体的片层间距;随着超快速冷却后温度的降低,实验钢的强度和室温冲击韧性同时得到了提高.高温终轧+超快速冷却工艺可以使中碳钢获得良...     

控制冷却对管线钢X65组织细化与性能的影响

在实验室φ450热轧实验机上进行了微合金管线钢X65轧后控冷工艺的研究,以便为进一步工业化生产提供可靠的实验和理论依据.通过TEM分析可知,针状铁素体组织典型的形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体,基体上弥散分布着M/A岛和渗碳体.实验表明,随卷取温度的降低和冷却速度的增加,显微组织明显细化,针状铁素体体积分数增加且力学性能得到提高.因而通过控制轧后冷却制度可以实现X65铁素体-少珠光体钢的柔性化轧制,细化组织,从而显著提高力学性能,达到甚至超过X70钢的级别.     

穿水冷却对GCr15轴承钢组织和力学性能的影响

通过4种穿水冷却工艺生产20mm热轧GCr15轴承钢棒材,研究了穿水冷却对热轧及球化退火、淬回火热处理后轴承钢组织和力学性能的影响.结果表明:终轧前后均采用穿水冷却,控制终轧温度在800~860℃,上冷床返红温度为620℃,能明显降低先共析碳化物及珠光体相变温度,减小热轧轴承钢中先共析碳化物厚度、连续度及珠光体片层、球团大小.退火及回火组织中碳化物厚度减小,均匀性增加,防止了粗大未溶网状碳化物的遗传.热轧及热处理后轴承钢抗拉强度及面缩率均增强.     

冷却工艺参数对海洋工程用H型钢组织性能的影响

通过对SM490YB实验钢进行热轧和超快速冷却实验,研究了不同工艺参数对实验钢厚度方向不同位置的显微组织的影响,分析了SM490YB实验钢的强韧化机理.实验结果表明:随着终冷温度的降低,实验钢厚度方向相同位置的贝氏体和针状铁素体含量逐渐增加,多边形铁素体和珠光体含量减少;实验钢的强度和低温韧性随着终冷温度的降低而增加,终冷温度为480℃、返热温度为554℃时,力学性能最佳.冷却速率的增加可以提高实验钢的强度,但过快的冷却速率会损害材料的韧性.     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明：300 ℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450 ℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400 ℃、压下率为50%、300 ℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

使用实验轧机旁冷却装置配合轧机进行轧制实验,研究轧制道次间不同冷却工艺对特厚钢板组织和性能的影响规律.研究结果表明:采用道次间冷却工艺可以在全厚度方向获得组织细化及强韧性提高效果,采用强冷道次间冷却实验钢1/4处晶粒尺寸可细化至10μm,强度为376MPa,-40℃冲击功为169J;心部晶粒尺寸可细化至15μm,强度为360MPa,-40℃冲击功为123J.本工艺可形成470μm厚表层细晶层,晶粒尺寸可细化至5μm;粗轧道次间插入冷却工艺轧制钢板强度和冲击韧性优于中间坯冷却工艺;随冷却强度增加,钢板内部组织明显细化且强度大幅提高.