水杨醛缩二胺类锰配合物溶剂效应的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/Lan l2DZ水平下,研究了两种水杨醛缩二胺类锰配合物分子几何构型和电子结构,依据Onsager自洽反应场(SCRF)模型考察了它们在不同溶剂中的溶剂效应。结果表明:溶剂效应对该体系的各电子组态能量顺序没有影响,考虑溶剂环境后对原子电荷的计算几乎无影响,随着溶剂极性的增强,体系的前线轨道能级差值△E增大,但其差异不大。

160mm特厚低温压力容器钢16MnDR的工艺与组织性能研究

叙述了南阳汉冶特钢160mm特厚低温压力容器钢16MnDR的研制开发过程。经过成分设计,轧制优化、热处理工艺设计,运用晶粒细化、析出强化等手段,采用模铸方法成功地开发了特厚低温压力器用16MnDR钢板,产品力学性能满足国家标准GB3531-2008要求,且存在一定的富余量,实现了钢板很好的强韧性匹配,低温性能优良,钢板超声波探伤全部符合JB/T2970-2004Ⅰ级标准。

抗层状撕裂高层建筑用100mm厚Q420GJC-Z35钢板的开发

通过微合金化成分设计及合理的控制轧制、热处理工艺,成功开发出100mm厚抗层状撕裂高层建筑用Q420GJC-Z35特厚钢板,产品力学性能满足国家标准GB/T 19879-2005要求且强韧性匹配,钢板超声波探伤全部符合JB/T 2970-2004Ⅰ级标准。

245mm特厚压力容器钢Q345RZ35的研发

叙述了245 mm厚度Q345RZ35特厚压力容器用钢板的研制开发过程。成分设计采用添加Nb、Cr元素,通过成分设计、轧制及热处理工艺,试制成功245 mm特厚Q345RZ35高强度压力容器钢板。结果表明:钢板的常规力学性能及抗层状撕裂性能均满足国家标准要求,钢板内部探伤达JB/T2970-2004II级标准。

45#钢浅表层下水波纹形成原因分析

45#钢板上表面机加工约5 mm后出现了类似裂纹形貌的水波纹,硬度异常,导致刀具损耗增大,生产成本增加。采用低倍检测、磁粉、渗透和超声波探伤、直读光谱仪、维氏硬度计、金相显微镜分别对钢板的组织、硬度进行了分析,并通过CCT曲线模拟结果,结合连铸工艺,对水波纹的形成原因进行了详细分析,提出了改进措施。结果表明,水波纹并非裂纹缺陷,只存在于钢板上表面,打磨后可消失;该处维氏硬度高于基体,存在C、Mn成分偏析,组织为回火索氏体;非金属夹杂物主要为硫化物夹杂,分布不均。工艺排查原因为连铸机二冷段漏水,通过加强设备维保、调整辊缝大小、控制拉速在0.75~0.85 m/min、过热度在10~25℃等工艺措施,水波纹问题得到了解决。

低温易焊接高强韧耐候用特厚钢Q355GNHE钢板研发实践

本文论述了60 mm^95 mm低温易焊接高强韧耐候用钢Q355GNHE生产过程,采用铁水KR预处理、120 t转炉冶炼、VD脱碳处理、LF精炼、VD真空处理、400 mm宽厚板坯连铸机浇注、3800 mm四辊轧机TMCP (热机械轧制)、ACC层流冷却、钢板高温缓冷等生产工艺及合理的成分设计,实现了以TMCP状态的60 mm^95 mm低温易焊接高强韧耐候用钢Q355GNHE钢板研发成功,可达到批量化生产。

120 mm厚SX780CF热处理工艺及组织性能的研究

SX780CF是目前世界上批量应用的最高级别的水电钢,南阳汉冶特钢通过成分分析及结合JMtPro模拟冷却转变曲线、回火曲线的方法,确定了120 mm厚SX780CF的回火工艺。再根据电镜观察组织的结果,得出导致SX780CF冲击不稳定的原因,主要是由回火后存在粗大的粒状渗碳体及M/A造成的。通过两次淬火 + 回火(Q + Q + T)的热处理工艺,以及提高淬火机冷却能力的方法,来细化其回火组织,从而成功生产出120 mm厚SX780CF,其冲击值稳定在180 J以上。

高层建筑用特厚板Q420GJBZ35厚拉性能稳定性研究

针对连铸特厚板Q420GJBZ35厚拉性能不稳定问题,通过UT无损检测、力学性能检测、金相组织检测、电镜检测、能谱分析等手段,对试样宏观形貌、Z向残样断口及各类检测数据进行分析发现Z向性能不稳定,主要原因是中心Mn S夹杂聚集造成,此外,中心处带状组织及因元素偏析导致组织差异性,较大的组织应力也对Z向性能产生较大影响。

40mm厚Q500MEZ35钢板的开发

针对Q500MEZ35厚板在线冷却能力不足难以淬透的问题,对其厚度40 mm钢板进行了试制开发。在冶炼过程中,通过控制S元素质量分数不大于0.002%、加入Ca线和稀土元素Ce等措施,来减小夹杂物尺寸,以提高钢板Z向抗层状撕裂性能。采用低温大形变的精轧工艺,使其析出更多、更细小的(Ti, Nb, V)(C,N)第二相粒子,为后续铁素体相变提供更多的形核位置。通过不同的终冷温度(580~350℃)试验发现,随着终冷温度的降低,C原子长程扩散能力减弱,残余奥氏体的稳定性降低,从而使M/A岛的尺寸减小。同时,铁素体晶粒以切变的方式在位错处形核,并受C的扩散限制而长大,最终形成细小的板条束针状铁素体。当终冷温度在350℃时,钢板主要组织为细小的粒状贝氏体和针状铁素体,冲击性能最好。

高炉炉壳用超宽BB503Z35厚板的生产实践

目前采用铸坯生产的厚度100 mm以下、宽度不大于3500 mm、探伤保Ⅱ级的高炉炉壳用BB503Z35钢板,已满足不了大容量高炉的使用要求。为此,南阳汉冶特钢有限公司采用模铸钢锭对100~120 mm厚、3800 mm超宽且保Ⅰ级探伤高炉炉壳用BB503Z35钢板进行了开发试制。介绍了BB503Z35钢板化学成分设计,VD炉真空冶炼、水冷模浇注、控轧控冷工艺,研究了正火+控制冷却钢板、高温正火+控制冷却钢板不同热处理下钢板的组织性能。结果表明:通过采用Nb、V、Ti复合微合金化、钢坯低温加热、控轧控冷、高温正火+控制冷却热处理工艺,成功研发出100~120 mm厚、3800 mm超宽BB503Z35钢板。钢板碳当量为0.405%,焊接裂纹敏感性指数P_(cm)为0.228%;钢板中夹杂物及夹杂物总量均较低,内部组织均匀、晶粒度细小、带状组织轻微,各项性能指标有较大富裕;超声波探伤检验符合NB/T 47013.3—2015标准Ⅰ级要求;在高温930℃时钢板高温塑性较好,面缩率指标优异,符合高炉炉壳用钢的耐高温性能要求。

150mm厚13MnNiMoR钢板的热处理工艺

对南阳汉冶特钢生产的150mm厚13MnNiMoR钢板进行了相变点的测定,通过JMatPro软件模拟了该钢种的静态CCT曲线。从静态CCT曲线可以看出,要获得良好的贝氏体组织,需控制冷却速度大于5.0℃/s。对小试样采用不同的正火＋水冷＋回火工艺进行热处理,观察不同热处理状态下的金相组织,并对小试样性能进行了分析。试验结果表明：在930℃正火,水冷至430~490℃后在680℃回火,性能较好。采用该工艺,对150mm厚13MnNiMoR钢板进行热处理,各项性能指标较好。

中厚钢板探伤不合格原因的分析及控制

为解决生产的钢板出现较多探伤不合格的问题,采用高倍金相检验、扫描电镜及能谱分析等手段对探伤不合格的中厚板进行取样分析。发现探伤不合格的原因有:钢板的内部存在较严重的偏析,偏析带形成异常组织导致内部产生微裂纹;钢板夹杂物含量高,特别是硫化物夹杂严重影响钢板探伤质量;钢板存在较严重的疏松,在轧制过程中未完全焊合;钢板晶粒特别粗大,影响探伤检验结果;钢板虽然内部质量满足标准要求,但是由于表面氧化铁皮较厚,也会影响钢板探伤质量。通过优化精炼、连铸及轧制工艺后,钢板探伤三级合格率达到95.7%,探伤正品率达到了99.6%。

低应变时效敏感性焊管用特厚板S355NL-Z35的开发研究

针对88.5mm厚度S355NL-Z35厚壁焊管用特厚板,研究了其复合微合金化、控轧控冷和正火热处理相结合的生产工艺,实施了工业试制。试制钢板屈服强度达到350～390MPa,抗拉强度达到490～525MPa,伸长率达到26%以上,-40℃常规及应变时效冲击功达到141J以上,Z向断面收缩率大于35%,探伤达到1级要求,实现了强度、韧性、抗层状撕裂性能、低应变时效敏感性等性能的良好匹配。

Q345GJCZ35特厚钢板Z向性能不合格原因分析

采用金相检验、扫描电镜及能谱分析等手段对120mm厚Q345GJCZ35特厚板Z向性能不合格原因进行了分析,结果表明:特厚板Q345GJCZ35Z向性能不合格主要是由于钢锭中偏析处较多块状Nb(Ti)C聚集、存在着Nb(Ti)C裂纹源,偏析处存在贝氏体等硬相组织。通过优化成分设计、加强精炼过程控制、改进模铸浇注工艺、制定合理轧制和热处理工艺等相关措施,取得了良好的效果,Z向性能合格率达到96%以上。

抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板的开发

采用模铸浇注、3800 mm轧机轧制、正火热处理工艺成功地开发并批量生产了82 mm厚Q345R-Z35锅炉压力容器用钢板,钢板超声波探伤全部符合JB/T 4730-2008一级标准,钢板屈服强度平均为350 MPa,抗拉强度平均为520 MPa,伸长率平均值为28%,平均冲击功为144 J,抗层状撕裂厚度拉伸性能全部合格,抗氢致开裂性(HIC)试验检测结果表明:裂纹敏感率、裂纹长度率、裂纹宽度率均为0。

80mm桥梁用抗层状撕裂Q420qE-Z35钢板的试制

通过Nb、V、Ti、Ni复合微合金化生产规格350mm连铸坯料,采用二阶段轧制及正火快冷工艺成功试制80mm桥梁用结构钢Q420qE-Z35。试制产品屈服强度、伸长率、冲击韧性、Z向拉伸等性能指标优异,远远满足国家标准GB/T 714—2008要求,钢板超声波探伤全部符合GB/T 2970—2004Ⅰ级标准。

提高20～60mm规格Q345B钢板探伤合格率的攻关实践

为找出20-60 mm规格Q345B钢板超声波探伤不合格原因,在检测缺陷部位取样,利用金相？扫描电镜和能谱等检测手段,对钢板探伤不合格部位的组织和成分进行了分析。结果表明,探伤不合格的主要原因是组织中存在着条状硫化锰和锰元素的偏析以及由异常组织粒状贝氏体引起的微裂纹。针对以上原因,探讨了一些改进措施,比如提高钢质纯净度、控制浇注温度和拉速、适当增大比水量、降低锰元素的含量、加硅钙线、实行铸坯和钢板下线迅速堆冷、延长铸坯加热时间、后4道次实行小压下量轧制等,通过这些措施可以使该规格段的Q345B超声波探伤合格率由攻关前的65.8%提高到91.7%。

高层建筑用Q460GJD-Z35厚钢板研发实践

阐述了60-80 mm 厚高层建筑用 Q460GJD-Z35钢板在南阳汉冶特钢采用100 t 转炉—LF＋VD 精炼—浇注—3800 mm 轧机 TMCP 轧制的工艺研制开发过程，通过合理的化学成分设计、严格的冶炼、浇铸、合理的钢坯加热、TMCP 轧制工艺控制，最终确保了 TMCP 交货状态的60-80 mm 厚 Q460GJD-Z35钢板成功研制。采用微合金化的成分设计，通过 TMCP 工艺，充分利用细晶强化、析出强化等手段，获得了控轧状态的该钢种各项优异力学性能指标，去掉了钢板正火热处理工艺，降低成本的同时也缩短了生产周期。

Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合原因分析及优化措施

针对60~80 mm厚Q460GJCZ35钢板控轧后Z向性能不合的问题,采用金相检验、扫描电镜等检测手段,对钢板的组织、厚拉断口的形貌、夹杂物进行了检测分析。结果表明:Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合是由于钢板心部存在贝氏体带状组织,以及厚拉断口存在MnS夹杂、(Nb、Ti)C夹杂而导致。为此,对Q460GJCZ35特厚板化学成分进行了优化,采用了降低C、Mn含量来减轻偏析,提高V、Ti含量及添加Cr元素来保证钢板强度的成分设计;炼钢及连铸工艺通过提高钢水的洁净度、加入钙线、降低拉速、增大二冷水量等措施,减少了钢坯的心部偏析及夹杂物;钢坯加热采用"低温长时间保温"工艺,控轧控冷工艺通过增大粗轧道次压下量、采用差温轧制工艺,提高精轧累计压下率、提高精轧温度、提高开冷温度、增大冷速等措施,保证了钢板的强度及Z向性能。