低屈强比超低碳贝氏体型工程机械用钢的研究

设计了一种超低碳Fe-Mn-Nb-Cu-B系屈服强度为690 MPa级工程机械结构用钢,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究了不同终冷温度对钢组织和性能的影响。结果表明:终冷温度对实验钢组织和力学性能具有较大影响,终冷温度较高时以粒状贝氏体为主,终冷温度较低时以板条贝氏体为主,在其它工艺相同的情况下,随着终冷温度的降低,屈服强度、抗拉强度和屈强比都呈升高的趋势,延伸率呈下降的趋势。终轧后经弛豫处理、终冷温度为350℃的实验钢的综合力学性能最优,屈服强度和抗拉强度分别达到715 MPa与860 MPa,伸长率达到20.6%。分析认为:实验钢的微观组织对其力学性能的变化起着主要的作用,这主要与其贝氏体的类型,组织中M-A岛的数量、大小和形态,还有组织中位错的密度和状态有关。

60Si2Mn弹簧钢表面脱碳理论及试验研究

通过表面脱碳热力学、动力学分析,采用菲克第二定律对钢坯表面脱碳层深度进行预测,建立弹簧钢脱碳层深度理论值计算模型,研究了保温时间、加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层深度的影响,并对弹簧钢完全脱碳机制进行分析,计算出60Si2Mn弹簧钢产生完全脱碳层深度最大时的温度。同时,利用实验室加热炉对60Si2Mn弹簧钢钢坯进行加热,采用金相法测量脱碳层厚度。结果表明:60Si2Mn弹簧钢总脱碳层和完全脱碳层深度与加热时间的平方根成正比;在空气气氛中,60Si2Mn弹簧钢存在最小脱碳条件,最小脱碳条件温度范围为900~1000℃,脱碳层深度在0.01~0.12 mm之间。

热轧TRIP钢残余奥氏体及其稳定性研究

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等方法,研究三种工艺制备的热轧TRIP钢残余奥氏体及其碳含量和稳定性。结果显示:贝氏体区停留时间对残余奥氏体量影响较大,当在贝氏体区模拟卷取时,残余奥氏体量最多;适当的增加弛豫时间,会增加最终组织中残余奥氏体的碳含量;残奥碳含量,还有残余奥氏体的形状和晶粒大小及周围相的影响共同决定了残余奥氏体稳定性。

无电压传感PWM整流器的虚拟磁链自适应滑模观测研究

针对无电压传感的三相PWM整流器虚拟磁链估计中存在直流偏置和初值等问题,本文提出一种具有自适应功能的新型虚拟磁链滑模观测与控制策略。该策略将滑模变结构控制引入虚拟磁链观测器中,以Sigmoid函数为切换函数估计出网侧电源电压值,根据理想磁链与虚拟电动势的正交关系设计了自适应控制率来动态调整磁链补偿基准,使其能够快速准确地跟踪网侧电压波动带来的磁链变化,实现实时检验和修正虚拟磁链值的作用。新型的虚拟磁链观测器合理减少了传感器的数量,同时提高了虚拟磁链的观测精度,将其应用于整流器DPC系统中,仿真和实验结果表明,新型无电压传感控制策略有效抑制了直流母线电压动态响应波动,更有利于滤除网侧电流谐波,改善电能质量。

TRIP钢中奥氏体的力学稳定性研究

采用分阶段拉伸、XRD、EBSD、SEM、TEM等实验手段,研究了TRIP钢奥氏体的力学稳定性。结果表明:拉伸变形初期奥氏体转变较快,拉伸变形后期奥氏体转变较慢;奥氏体的含碳量不同,在相同的拉伸变形阶段奥氏体转化率的增加速率不同;处于铁素体、贝氏体晶界或者相界面1μm以上大颗粒奥氏体几乎在变形初期就全部发生相变,而晶粒小于1μm的残余奥氏体在变形后期发生相变,缓解相界面局部应力集中对TRIP效应有较大贡献;铁素体晶粒内部奥氏体力学稳定性较好不易发生相变,少量较大的颗粒拉伸后会形成M-A岛。

结晶器电磁搅拌对45钢方坯凝固结构的影响研究

通过在160 mm×200 mm连铸机上进行的试验,研究了结晶器电磁搅拌对45钢方坯凝固结构的影响。研究表明,同一频率下,随搅拌电流强度的增加,铸坯的等轴晶率明显增加;电流强度不变时,随着频率的增加,等轴晶率基本保持不变;并讨论了衡量电磁搅拌效果的指标问题,通过分析磁感应强度、电磁扭矩与电磁搅拌参数的关系可以得出,铸坯等轴晶率变化趋势与电磁扭矩变化趋势有良好的一致性,电磁扭矩比磁感应强度更有效地反映电磁搅拌效果,前者更真实地衡量了电磁搅拌对钢液的搅拌强度,随着搅拌强度的提高,铸坯等轴晶率提高。通过研究,优化了结晶器电磁搅拌工艺,使铸坯等轴晶率达60%以上,改善了中心碳偏析,降低了疏松及缩孔程度。

基于系统级功率平衡的双PWM变频系统模型预测控制研究

近些年来,双侧脉宽调制变频系统相关技术的研究已成为热点问题,该文在模型预测控制的基础上,提出了一种新型的功率预测算法。该算法中,整流侧采用模型预测直接功率控制,逆变侧采用模型预测直接转矩控制,为了补偿系统本身延迟,双侧均采用2步预测控制。同时,在直流电压外环中引入系统级功率平衡模型,在逆变侧输出功率前馈的基础上,对稳态响应所需功率进行实时性预测补偿,对动态响应所需功率进行阶段性超前预测补偿。以异步电机为负载的仿真和实验对比研究结果表明,改进的功率预测控制能够进一步抑制突变时的电压波动,提高了直流侧的动态响应,在系统能量流动精确控制的同时实现了双侧控制性能的协调提升。

板坯连铸IF钢中间包控流装置优化水模型研究

以相似原理为基础,用水模拟钢液研究中间包内的钢水流动特征,通过测定模型中间包内停留时间分布曲线,计算其平均停留时间及死区,活塞区和混合区的体积。得出了最有利于改善中间包钢液流动的控流装置组合为下挡墙+湍流控制器,并得出了其具体位置。优化后的中间包比原中间包死区体积下降了4.1%,活塞流增加了8.7%。

超低碳Ti+Nb-IF钢组织与性能的研究

在实验室条件下研究了Ti+Nb-IF钢再结晶温度与时间以及退火制度对组织与性能的影响。实验结果表明:Ti+Nb-IF钢再结晶开始温度为680℃,在800℃退火温度下,再结晶完成时间为60 s。当退火温度为870℃时,综合力学性能最好,其抗拉强度为313 MPa,屈服强度为156 MPa,伸长率50.8%,n值为0.281,r值为2.07。退火织构特征表现为较强的γ纤维织构和较弱的α纤维织构,γ纤维织构主要为{111}〈110〉和{111}〈112〉,最强织构组分在{111}〈112〉。

管线钢X80的CCT曲线研究

采用膨胀仪研究管线钢X80连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测绘管线钢X80的CCT曲线,并研究冷却速率对组织和硬度的影响规律。实验结果表明:不同的冷却速率下实验钢的组织不同。低冷速下,管线钢X80的组织均为多边形铁素体外加少量的珠光体;随着冷速的增加(>3℃/s时),多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体;当冷速达到50℃/s以上时,还会出现贝氏体组织。随冷速的提高,实验钢的硬度呈逐渐上升趋势。

Nb-Ti-V微合金化船板钢的高温力学性能研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究D36船板钢连铸板坯的高温力学性能,用扫描电镜观察断口形貌,并分析脆化机理。结果表明:不含钒的铸坯第Ⅰ脆性温度区大于1 350℃;其在1 350～950℃时断面收缩率大于80%,具有良好的高温塑性;第Ⅲ脆性温度区为950～600℃,此时试样断面收缩率处于41.7%～64%。含钒的铸坯第Ⅰ脆性温度区为熔点至1 250℃;在1 250～950℃范围内,塑性较好;其第Ⅲ脆性温度区为950～600℃,此时断面收缩率在34%～73%。为预防铸坯矫直过程裂纹产生,要控制矫直温度在950℃以上。

钒氮微合金化高强耐候钢开发研究

进行了450、550 MPa高强耐候钢的成分设计和冶炼,通过热膨胀试验并结合金相组织,分析了该高强度耐候钢的相变规律。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及拉伸试验对该试验钢的组织结构、第二相粒子的析出行为以及力学性能进行了研究,分析了钒氮微合金化对高强耐候钢析出强化和细晶强化的作用。结果表明:在钒钢中添加氮元素不但增强了析出强化效果,而且还能细化晶粒,提高耐候钢的综合力学性能。

0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究

利用X射线衍射织构分析技术和电子背散射衍射微织构分析技术,对0.20mm CGO硅钢薄板在高温退火缓慢升温过程中表层和次表层的织构演变规律进行了研究。结果表明：0.20mm CGO硅钢在高温退火过程中经历了低温回复、初次再结晶、初次再结晶晶粒长大和二次再结晶形成最终锋锐Goss织构的演变过程。Goss取向晶粒最初起源于变形回复基体中残存于{111}〈112〉形变带上少量的Goss晶粒亚结构,600℃保温2h后,Goss取向晶粒率先从变形基体中转变形核,在随后的升温过程中逐渐发生再结晶,Goss取向晶粒在此过程中并不具有尺寸优势,700℃时初次再结晶完成,基体中以γ纤维织构和{112}〈110〉织构为主;随着退火温度的升高,Goss晶粒的含量和平均晶粒尺寸逐渐增加,在900-1000℃之间,Goss取向晶粒迅速＂吞噬＂其他取向晶粒形成锋锐的Goss织构,1000℃时已经发生了二次再结晶。

转炉钢渣的物相及其冷却析出研究

利用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析仪对转炉钢渣的物相组成及其形貌特征进行研究,并用热力学软件FactSage对钢渣冷却过程中各物相的析出情况进行模拟.结果表明,转炉钢渣中的主要物相为硅酸钙相、铁酸钙相以及RO 相,此外还有少量的游离氧化钙（f-CaO）等物相.从物相的形貌特征上来看,硅酸钙相多呈圆形或椭圆形,尺寸为10-20μm;铁酸钙相以延伸的状态分布在硅酸钙相和RO 相之间,无规则形状;RO 相为连续延伸的无定形状,尺寸大小不一;游离氧化钙呈堆积状态,无规则形状,尺寸在30-50μm 之间,且表面较为粗糙.转炉钢渣在缓慢冷却的过程中,最终会析出γ-Ca2SiO4、Ca2Fe2O5、（MnO）（Fe2O3）以及少量的MgO 等物相,且各物相的析出温度分别为175、1325、425、1550℃.

SPV490钢板直接淬火回火工艺的研究

针对SPV490钢控轧后的直接淬火回火工艺进行研究.结果表明,采用再结晶区控轧后结合直接淬火回火工艺时,实验钢的强度大幅度提高,但韧性下降;采用在奥氏体再结晶区变形44%,然后在未再结晶区变形的两阶段控轧工艺后结合直接淬火回火工艺时,由于在细化晶粒的基础上增加晶粒内部变形带数量及位错密度,从而获得细小、均匀的组织,实验钢的综合力学性能良好.

生产工艺对690 MPa级工程机械用钢组织与力学性能的影响

利用控轧控冷工艺(TMCP)及与弛豫-析出-控制相变(RPC)技术相结合工艺制备了690MPa级高强度工程机械用钢,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了不同生产工艺对钢组织和力学性能的影响。结果表明:TMCP工艺和TMCP+RPC工艺获得的试验钢组织都以板条贝氏体为主,同时含有少量粒状贝氏体和针状铁素体;与单纯的控轧控冷工艺相比,终轧后经弛豫处理的试验钢组织更加细小,因此其综合力学性能更优,屈服强度和抗拉强度分别达到715MPa与860MPa,伸长率达到20.6%。

800MPa级冷轧双相钢的工艺与组织性能研究

在实验室试制了800 MPa级别的高强度低成本C-Mn-Si系双相钢,研究了双相钢的双相处理工艺、组织和性能。通过对三种不同成分的双相钢在(α+γ)两相区的加热淬火处理获得了不同F+M比例的双相钢钢板,其性能可通过调整双相处理工艺来调节。结果表明,800 MPa级冷轧双相钢最优加热温度为760～800℃,缓冷速度为10℃/s。

Ti和Ti-V微合金化低碳贝氏体钢组织性能及析出行为的研究

利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和能谱仪(EDS)等,研究了不同Ti含量的低碳贝氏体钢的显微组织和析出相的成分、尺寸、形貌以及分布等特征。结果表明:在450℃和520℃保温2h,三种实验钢组织为粒状贝氏体。与低Ti实验钢相比,高Ti及Ti-V复合实验钢的屈服强度增加了150MPa以上。高Ti钢中纳米级析出相有两种类型:一种大于15nm的TiC析出相;另一种是在10nm以下,具有面心立方结构的(Ti,Mo)C复合析出相。Ti-V钢基体中存在大量尺寸在10nm以下的(Ti,V,Mo)C复合析出相。

RH真空精炼过程循环流量的水模型研究

建立了钢厂250 t RH真空精炼装置1/4的水模型,研究浸渍管内径(520～750 mm)、驱动气体流量(1 000～3 000 L/min)、浸渍管浸入深度(525～800 mm)和真空室压力(0～25 kPa)等参数对RH循环流量的影响。结果表明,随驱动气体流量、浸渍管浸入深度增加、浸渍管内径增大以及真空室压力减少,RH钢水循环流量增加;为获得较大流量,浸渍管浸入深度应≥560 mm,真空室液面高度应≥200 mm。得出循环流量的回归方程,通过对钢厂250 t RH设备工艺参数作相应调整后,RH装置的生产效率明显提高。

低CrX70管线钢在多相流腐蚀环境中CO_2腐蚀行为研究

利用高温高压反应釜模拟油田多相流腐蚀环境,对低Cr X70管线钢CO2腐蚀行为进行了研究。采用失重法计算腐蚀速率,利用SEM、EDS、XRD等手段观察和分析了腐蚀产物膜的形貌、结构和成分。结果表明:随着腐蚀环境温度的升高,X70管线钢平均腐蚀速率和点蚀速率的变化趋势均是先增大后减小,在60℃时平均腐蚀速率达到最大值,而在90℃时点蚀速率达到最大值;基体中的Cr容易生成Cr2O3在金属表面沉积,可以有效阻碍阴离子穿透腐蚀产物膜到达金属表面,大大减少Cl-导致的点蚀;随着环境温度的升高,FeCO3在腐蚀产物膜中占的比例也随温度的升高而增加。