轧辊用高速钢中碳化物研究

本文利用扫描电镜、能谱分析对三种轧辊用高速钢的组织中碳化物进行了研究，并分析了VC形态与高速钢化学成分之间的关系。结果表明：轧辊用高速钢组织包括马氏体基体，残余奥氏体和各种类型碳化物，如粒状或小块状的MC型碳化物，网状的M7G型碳化物，鱼骨状的M6C型碳化物以及其他复合型碳化物，各种碳化物含有的合金元素以及显微硬度不同；在研究范围内（Weq≤10），晶粒尺寸是随钨当量的升高而变小；根据V含量不同，VC会出现不同形貌进而影响高速钢性能。

环保石墨易切削钢的组织及性能

石墨易切削钢是顺应易切削无铅、低硫这一发展趋势而产生。具有亚共析成分的钢种其石墨化过程一直较难,因此开发该钢种的关键是促进其石墨化过程。研究表明,通过合理的成分设计和工艺处理,可以在较短的时间内钢中C原子的石墨化。石墨化退火时,C原子除了能在析出相上形成石墨外,还能自发形核及长大形成石墨。经石墨化退火后,试验钢的组织主要由铁素体+石墨+少量渗碳体组成,其中,石墨粒子的尺寸较为细小,分布也较为均匀,渗碳体主要以球状的形式分布铁素体晶粒晶界及晶内。抗拉强度和伸长率分别为595 MPa和33%,表现较高的强度和较好的塑性。

基于BP神经网络的CSP生产线轧制力预测模型

使用数学模型和BP神经网络相结合的方法对轧制力进行预测。与大多数神经网络仅选取轧制变量作为输入量不同,该BP神经网络增加了喷油量和轧制力模型计算值作为输入变量以考虑摩擦对轧制力的影响,避免过大的轧制力预测偏差,从而形成了11×7×1的网络结构,并和轧制力模型组合构成CSP生产线轧制力预测模型。结果表明:该神经网络模型预测值与实测平均值的平均相对误差仅为1.08%,轧制力模型的平均相对误差为6.32%,该神经网络对轧制力实测平均值的跟踪能力更好,有较高的工程应用价值。

22SiMn2TiB钢连铸坯横向断裂原因分析

对22SiMn2TiB钢连铸坯横向断裂原因进行分析。结果表明:铸坯柱状晶发达,晶间存在大量中间裂纹,且Ti、Mn元素偏聚于奥氏体晶界,使奥氏体晶界弱化。在矫直力、热应力作用下,中间裂纹沿奥氏体晶界扩展,导致连铸坯发生横向断裂。适当降低二次冷却比水量和中包过热度可获得良好的铸坯质量,有效解决22SiMn2TiB钢铸坯断裂问题。

铝合金高温储热材料及储热系统设计

对Al-7％Si合金，Al-7％Si-4％Cu合金和Al-33％Cu合金进行了差热扫描分析，设计了高温储热系统，并建立了相应的测试与评价方法。结果表明，3种合金的熔化潜热分别为305．5J／g，245．1J／g和202．7J／g，且Al-Si合金的相变潜热与含铝量成正比关系。该测试与评价方法可对储热材料的储热性能和储热系统的换热效率，热交换动力学等指标进行综合评价。

ZL107合金成分的优化设计与性能研究

在普通ZL107合金中添加0．15％Mg、0．15％Ti、0．15％Cd和1.0％Zn并通过适当热处理后合金的综合力学性能得到显著改善。实验结果表明，舍金成分经优化设计后，力学性能指标为：抗拉强度达361MPa，伸长率达3．65％。采用的515℃固溶处理加150℃时效处理，可使合金的组织细化，得到较好的强韧性配合。在合金中添加0．5％Ag可显著提高伸长率。

薄基体装甲钢弹击侵彻行为与极限抗弹性研究

采用计算机仿真分析研究4.6 mm厚薄基体装甲钢在53式7.62 mm普通钢芯弹不同弹速下的侵彻行为,利用最小二乘法对不同弹速下靶板抗弹性参数(背凸高度与弹坑深度)进行回归分析,以构建抗弹性参数与弹速间的数学模型,进而结合靶板击穿时的背凸高度与弹坑深度,对该靶材极限抗弹弹速进行预测。仿真分析过程中靶板材料参数设置选用忽略温度影响的简化Johnson-Cook本构模型,相应模型参数由准静态与动态压缩应力-应变曲线计算所得。为确保预测模型准确,对靶板进行不同射距下的打靶测试,而后利用打靶实测结果对预测模型进行修正。研究结果表明:仿真计算结果与打靶实测结果吻合度较高,弹坑深度与背凸高度的仿真计算精度分别达86.5%与88.2%;该薄基体装甲钢抗弹性优良,其弹击失效的极限弹速预计为1000 m/s左右;在所考察弹速范围内,靶板背凸高度(H)和弹坑深度(D)与弹速(v)和弹速平方(v^(2))均近似成线性正比关系,修正后分别满足关系式H=-9.575+0.01644v,H=-3.213+1.05988×10^(-5) v^(2),D=-13.425+0.02372v与D=-4.247+1.52939×10^(-5) v^(2),且经修正后的数学模型预测精度均达92%以上。

残余应力对装甲钢板抗弹性能影响的有限元模拟

建立了普通钢芯子弹射击4.6 mm厚装甲钢靶板有限元模型,将试验测得的沿板厚方向分布的残余应力赋值于有限元模型,研究了靶板初始残余应力对其抗弹性能的影响,并用试验结果对模拟结果进行了验证。结果表明:有初始残余应力靶板背凸高度和弹坑深度的模拟结果与试验结果相符,相对误差分别仅为2.0%和4.8%,证明模型准确;与无初始残余应力靶板相比,施加初始残余压应力后靶板的背凸高度和弹坑深度均减小,说明其抗弹性能提高;随着施加残余压应力的增大,靶板抗弹性能呈现出略微提升的趋势,但提升幅度很小。

Q&P工艺对中碳Ti-Mo高强钢机械性能的改善研究

为改善中碳Ti-Mo高强马氏体钢的机械性能,分别采用传统淬火-回火(QT)、一步和两步Q&P工艺对Ti-Mo钢进行热处理,结合SEM、XRD、TEM、EDS和力学性能测试等手段,对比研究了不同工艺处理后Ti-Mo钢的微观组织和力学性能。结果表明,QT工艺处理后,Ti-Mo钢组织为回火马氏体,经Q&P工艺处理后,钢的显微组织均由一次马氏体、二次马氏体、碳化物和少量贝氏体组成。与传统QT工艺相比,经Q&P工艺处理后,Ti-Mo钢的抗拉强度略有降低,但其延伸率及低温冲击韧性均显著提高,其中两步Q&P工艺处理后钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、延伸率和低温冲击韧性分别达到1442 MPa、13.61%和76.3 J。

夹杂物特性对10CrNi3MoV钢冲击韧性的影响

基于200 t BOF-LF-RH-板坯连铸的10CrNi3Mo钢冶金生产流程,分别通过向钢液喂入硅钙包芯线和钙镁复合包芯线,对夹杂物进行变性处理,之后通过4300厚板轧机轧制35 mm板并进行热处理。利用等电位溶液电解、扫描电镜与能谱、夹杂物分析仪等设备和方法对试验钢的夹杂物进行定量、定性分析,获得夹杂物的特性参数,主要表现为变性后夹杂物单位面积数量减少约40%,平均间距增加近1倍。结合夏比冲击试验结果,得出夹杂物变形处理对冲击韧性特别是低温冲击韧性有明显改善的结论。

奥氏体化温度对30CrNiMoNb钢析出相的影响

对30CrNiMoNb钢不同奥氏体化温度下析出相进行了研究,结果表明,钢在热轧态时Nb C大量析出有效地防止晶粒长大,使基材获得细小原始奥氏体晶粒。钢淬火时,当淬火温度低于1050℃时,Nb C析出相部分固溶于奥氏体,但未固溶Nb C可起到钉扎作用,抑制奥氏体晶粒长大,保证30CrNiMoNb钢获得细晶组织;当温度高于1050℃,Nb C部分固溶于奥氏体,未固溶部分出现明显长大,对奥氏体晶粒的钉扎作用减弱,导致奥氏体晶粒长大。

配分工艺对中碳Ti-Mo高强Q&P钢组织和性能的影响

采用盐浴实验、扫描电镜、透射电镜、拉伸实验和磨损实验等手段,研究了配分工艺对中碳Ti-Mo钢组织和性能的影响,分析了不同配分工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明,显微组织主要由回火马氏体、渗碳体、(Ti,Mo)C粒子组成。随着配分时间的延长和配分温度的升高,板条马氏体数量减少,马氏体板条厚度增加,边界钝化。此外,随着配分温度从310℃提高至400℃,抗拉强度、硬度和低温冲击韧性同时下降,分别降低约250 MPa、56HV和15 J。最后,M_(s)以下温度配分(310℃)试样的耐磨损性能明显优于M_(s)以上温度配分(400℃)试样。M_(s)以下温度配分试样磨损表面形貌以塑性变形为主,M_(s)以上温度配分试样磨损表面以犁沟为主。

夹杂物属性对NM500耐磨钢腐蚀性能的影响

采用电化学方法测试了具有不同属性夹杂物的NM500钢的局部耐腐蚀稳定性,并采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等设备,对腐蚀前后试样的夹杂物形状、成分组成、腐蚀形貌进行分析,进而阐述夹杂物属性对耐腐蚀性能的影响。结果表明:在模拟海水腐蚀的Cl-水介质中,不同属性的夹杂物呈现不同腐蚀活性,曲率半径越小,且成分组成中含有活泼金属元素Al的氧化物夹杂电极电位越低,夹杂物活性越大,越易成为腐蚀源使基体金属元素快速溶解,导致严重腐蚀。可以通过控制夹杂物属性提高NM500耐腐蚀性能。

形变对低碳微合金化热处理钢组织和性能的影响

对比研究了在线淬火+回火工艺和传统调质工艺对低碳微合金化船体结构用钢组织和性能的影响,并探讨了其强韧化机制。结果表明,相对于传统调质工艺,采用在线淬火+回火工艺时,控制轧制产生的形变结构提高了在线淬火冷却过程中的相变驱动力和形核率,获得了精细的板条贝氏体组织,并且有利于形成纳米级析出相和高密度位错,从而提高了低碳微合金化钢强度,又保证了良好的低温韧性,总体性能(R_(p0.2)=599 MPa,KV_(2)(-40℃)=272 J/cm^(2),A=24.5%)达到了590 MPa级船体用钢要求。

冷却工艺对超细晶贝氏体30MnTiB钢扁卷的影响

为了解决超细晶贝氏体30MnTiB钢热连轧后钢卷纵横向卷径差过大产生扁卷,导致大量废品的问题,设计了4种不同的冷却工艺,采用光学显微镜(OM)、热模拟试验机、高温拉伸试验机,对其显微组织、膨胀量、高温强度进行测量,结合4种不同冷却工艺下30MnTiB钢卷纵横向卷径超差的程度,分析了30MnTiB钢卷径超差现象产生的机理,结果表明:钢卷冷却后获得贝氏体组织,组织转变膨胀量较珠光体和马氏体转变大,转变温度越低,膨胀量越大,钢卷发生纵横向卷径超差越严重。钢卷在贝氏体转变温度区间内冷却时,采用较低冷速使钢卷前30 m在较低温度冷却提高内圈强度,30 m后采用较高温度冷却减小钢卷的膨胀力可有效解决贝氏体30MnTiB钢扁卷问题。