一种耐海水腐蚀型超低碳贝氏体钢的研究

为了开发具有高强度、高韧性和耐海水腐蚀性的海洋工程用钢,考察了含磷超低碳贝氏体钢的组织、力学性能和耐海水腐蚀性.超低碳贝氏体钢中磷的质量分数提高至0.09%时能够产生较强的固溶强化作用,而对室温至-40℃范围内的低温冲击韧性影响不大,这归因于钢中C,B原子在原始奥氏体晶界通过竞争机制抑制了P的偏聚,减弱了P产生的冷脆性.与无磷和低磷含量超低碳贝氏体钢相比,高磷含量超低碳贝氏体钢在3.5%NaCl溶液中全浸腐蚀速率明显降低.Cu,P的复合作用促进了致密的内锈层的形成,有效阻止了Cl-的进一步侵蚀.

椭圆-箱型-预切分三道次孔型轧制过程的有限元仿真分析

为了优化φ16 mm棒材产品的切分工艺,提高孔型设计精度,借助于ANSYS/LS-DYNA软件,建立有限元实体模型,对φ16 mm棒材产品轧制过程中间道次的椭圆-箱型-预切分3个孔型进行仿真分析,得到各道次轧件在变形过程中的金属流动性规律和应力应变结果。分析表明,在切分工艺生产中,椭圆和箱型孔均在与轧辊表面接触处的金属位移量最大,且呈对称分布。预切分孔型中切分处金属位移量最大;而金属所受的最大有效应力在箱型孔中位于与轧辊接触的圆弧部位。预切分孔型则仍在切分部位。

斜轧孔型工艺H型钢初轧过程模拟仿真分析

为优化H型钢产品孔型工艺,提高孔型设计精度,利用有限元软件,对100 mm×100 mm规格H型钢产品的初轧孔型进行轧制过程模拟计算,得到各道次轧件在变形过程中的孔型充满度、金属流动性以及应力应变的仿真结果.分析表明:在斜轧孔型初轧过程中,各孔型均未完全充满,K2、K3、K4孔型的闭口腿内侧金属与轧辊有脱离现象发生.K1、K2孔型的楔子部位应变最大,K3、K4孔型在开口翼缘部位金属出现内翻现象.

海洋工程用超低碳贝氏体钢力学性能和海水腐蚀行为

以传统耐蚀型CrMoAl系和CuPCr系钢为对比实验钢,研究海洋工程用超低碳贝氏体钢(ULCB)在室温下的组织,力学性能和低温韧性,以及在模拟海水全浸区的腐蚀行为。通过失重法测得实验钢在不同腐蚀时间下的腐蚀速率,利用X-射线衍射仪和扫描电镜分析钢在全浸腐蚀后表面腐蚀产物特征,采用电化学方法测定极化曲线。研究表明:ULCB钢的室温强度、塑性及低温冲击韧性明显优于对比实验钢,而抗腐蚀性介于二者之间。

CuPCr钢显微组织对全浸海水腐蚀行为的影响

为考察CuPCr型耐海水腐蚀钢不同显微组织的腐蚀行为,采用热轧后不同冷却方式分别获得贝氏体和铁素体+珠光体组织,进行模拟海水腐蚀的全浸加速腐蚀实验,并利用失重法测量腐蚀速率,采用SEM,XRD和电化学方法评价钢的腐蚀行为.结果表明:贝氏体组织能够在更短时间内形成比较致密的锈层,其耐蚀性能明显优于铁素体和珠光体组织.碳元素在贝氏体中的均匀分布减少了微电池数量,因而能够降低钢的腐蚀电流密度.

小型H型钢全轧程数值模拟及斜轧孔型轧制力模型研究

本文运用有限元方法对HW100mm×100mm、HW150mm×150mm两种规格小型H型钢全轧程进行了三维热力耦合数值模拟,介绍了小型H型钢轧制的有限元模型和模拟参数设置。针对模拟结果,详细分析了典型道次轧件的金属流动状况、有效塑性应变和温度变化规律,并对数值模拟结果进行了验证。本文还建立了小型H型钢斜轧孔型的轧制力模型,计算了各道次轧制力解析结果,并将轧制力解析结果、数值模拟结果与轧机实际负荷电流趋势进行了对比,规律性吻合较好。

型钢轧辊水冷过程模拟仿真分析

为优化H型钢轧制工艺参数,对H型钢轧辊温度场进行模拟仿真分析。通过对轧辊不同断面进行温度场、冷却角度、冷却强度的分析结果表明,由于轧辊表面吸收的热量不同,各部位温度分布不同,辊面与H型钢腹板接触部位温度最低,且分布均匀,沿R角方向温度逐渐升高,最高点出现在R角部位;相同冷却角度下,辊面温度冷却达到一定要求时,轧辊R角和辊端面温度仍保持较高温度。要保证在相同冷却强度下轧辊表面温度均匀分布,需对R角和轧辊端面扩大冷却范围。

含铌中碳钢异型坯保护渣固态渣膜的研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),对用于浇铸含Nb中碳钢异型坯的试验保护渣固态渣膜进行了分析。结果表明,固态渣膜的析晶率较低,只有约5%;结晶析出物的矿物组成主要为硅灰石,伴有少量的霞石。试验保护渣的固态渣膜在连铸过程中不能很好地控制传热,对减少腹板裂纹的产生不利。

耐火耐候钢的耐腐蚀性能研究

利用Cu、Mo元素在腐蚀环境下的耐蚀作用以及Cu-Mn-Mo元素耐蚀的协同作用,研究出低成本、耐火、耐工业大气腐蚀、抗震新钢种。该钢种具有较好耐大气腐蚀性能,在模拟工业大气腐蚀60个干湿交替周期后,内锈层组织致密,锈层与基体结合紧密,表现出良好的耐工业大气腐蚀性能。

莱钢H型钢轧机轧辊气雾冷却试验

针对用水直接冷却轧辊存在冷却不均、轧件断面温差大等问题，在莱钢小型H型钢生产线上进行了轧辊气雾冷却的试验，结果表明，气雾冷却能使轧辊轧制量提高约25％，H型钢腹板内冷却水减少约2／3，H型钢表面最大温差减少14-16℃。

热变形参数对超低碳贝氏体钢显微组织的影响

采用弛豫-析出-控制相变(RPC)工艺,对超低碳贝氏体(ULCB)实验钢进行了不同变形温度、不同弛豫时间、不同变形速率的热模拟试验。利用金相显微镜、SEM、TEM对钢的显微组织进行观察,分析热变形参数对钢显微组织的影响,研究发现:在800～850℃之间变形且弛豫50s后的ULCB钢能够获得约0.5μm宽板条贝氏体组织,其上有大量的高密度位错缠结与Nb(CN)粒子析出。变形速率对ULCB钢的微观组织影响不大。

小型H型钢斜轧孔型工艺的全轧程有限元模拟分析

采用显示动力学有限元模拟软件LS-Dyna,对某钢厂的小型H型钢的完全轧制过程进行模拟仿真分析。重点分析了有限元模型建立过程中单元的选择、网格的划分、材料模型的构建和前处理边界条件的设定;通过数值模拟分析得到了该型号H型钢的全轧程各道次的应力应变状态,并分析了金属的流动和轧制过程中金属的充型状态,为小型H型钢的轧制工艺的制定和孔型设计提供了参考。

槽钢初轧孔型设计的模拟优化计算

针对槽钢初轧孔型优化过程中因工艺设计缺陷出现的各种问题,对轧制过程进行模拟轧制计算,为孔型设计提供孔型充满度、金属位移流动规律并提出优化建议。结果显示:矩形坯料在开坯孔型的充分夹持有利于实现开坯切分;槽钢孔型内侧R角位置的金属最为活跃,可以平衡调节腿部与腰部金属位移;槽钢"假腿"设计不仅可作为腿部尺寸平衡,也利于腿部金属的增加。

超低碳贝氏体高强度钢的腐蚀性能研究

为了对超低碳贝氏体高强度钢(ULCB)在海洋环境下的腐蚀性能进行研究,模拟海洋全浸带的环境,通过加速腐蚀试验,对ULCB钢的腐蚀性能和另外两种耐海洋腐蚀钢样进行了耐蚀性能对比。在对SEM,XRD和极化曲线分析后发现,三种耐蚀钢在海水全浸带中的腐蚀主要是点蚀的发生。微观组织是影响钢耐蚀性能的重要因素:铁素体+珠光体组织加速钢的点蚀发生;ULCB钢板条状贝氏体组织细密而均匀,没有明显的晶界,因而钢中微电池的数量大大减少,使其耐蚀性能提高。

LCLA工艺Q345E耐低温H型钢开发生产实践

针对Q345E耐低温H型钢性能波动和产品表面质量差的问题,结合实际生产工艺条件,采用LCLA工艺生产,经过优化工业试验,并对产品进行金相、SEM、TEM及性能检验分析,结果表明,LCLA工艺设计完全满足H型钢Q345E级别产品性能指标要求,产品性能随终轧温度降低提升,随Nb合金含量增加,钢中第二相析出量细化组织的效果明显;产品力学性能指标波动更小,数值离散度减小;表面质量提升。

脱氧合金化工艺对高铝钢中夹杂物的影响

在1873K条件下采用Φ70mm×100mm MgO坩埚在MoSi2电阻炉上开展了3炉含1.5%Al的高铝钢脱氧试验。试验炉次获得了较高的脱氧率和较低的终点全氧质量分数。Mn+Nb-Ti-Al-Ca脱氧工艺获得了最高的脱氧率和最低的全氧质量分数,分别为84.1%和0.000 7%。在Al加入钢水中后,夹杂物平均直径和数量均迅速增大。在终点钢中夹杂物均以尺寸为0～3μm的含Al2O3的复合夹杂物为主,大部分夹杂物外围包裹CaS或MnS。

Mn-Cu耐候钢的表面龟裂

通过在1260℃进行的保温实验,研究了Mn-Cu耐候钢的龟裂现象.结果表明,在氧化气氛中经过不同时间高温保温处理,Mn-Cu耐候钢表层均出现了不同程度的龟裂.EPMA结果表明,Cu在基体/氧化皮界面区出现富集,Cu在珠光体中的含量高于铁素体.Mn-Cu耐候钢在高温保温过程中表层发生的脱碳现象导致脱碳层中珠光体析出数量减少,致使过多的Cu在晶界析出偏聚、形成富Cu相,进而加剧钢的表面龟裂.在还原气氛中高温保温处理后,没有发现Mn-Cu耐候钢出现上述现象.

Cu-P合金化超低碳贝氏体钢的热塑性

为考察新型超低碳贝氏体钢连铸坯的热塑性,利用热模拟实验技术研究了Cu-P合金化超低碳贝氏体钢在750～1350℃温度范围的拉伸应力-应变行为,热塑性和拉伸断口的变化,分析了产生这些变化的原因和磷对热塑性的影响机理。结果表明:Cu-P合金化使超低碳贝氏体钢高温拉伸时发生颈缩的应变量减小,但在750～1300℃温区的断面收缩率均达到60%以上。钢中微量硼有效抑制磷在奥氏体晶界的偏聚以及降低先共析铁素体的相变温度是高磷钢保持良好热塑性的主要原因。在800～900℃热塑性的下降与形变诱发Nb(C,N)粒子析出有关。根据热塑性和抗拉强度的变化规律,建议连铸坯在一冷区采取强冷,使表面温度迅速降低到1350℃以下,在二冷区采取弱冷,温度保持在800℃以上,从而使连铸坯始终具有较高的热塑性。

小型H型钢粗轧过程数值模拟及翼缘宽展分析

运用有限元方法对4种规格小型H型钢的粗轧过程进行了三维热力耦合数值模拟,详细介绍了有限元模型和模拟参数设置。在数值模拟结果的基础上,分析了小型H型钢各道次稳定轧制阶段的孔型填充状况、有效塑性应变和翼缘宽展规律。根据推导的小型H型钢斜配孔型翼缘宽展公式计算了各道次翼缘高度解析结果,并将翼缘高度解析结果、数值模拟结果和实测结果进行了对比,规律性吻合较好。

H型钢万能轧制过程水平辊温度场研究

运用有限元方法对H型钢万能轧制过程水平辊温度场进行了数值模拟,根据模拟结果分析了水平辊辊面温度分布状况,结果表明:与H型钢腹板部位接触的水平辊辊面温度较低,与H型钢R角部位接触的水平辊辊面温度最高。此外,还完成了小型H型钢万能轧机水平辊冷却试验,水平辊冷却方式分别为气雾冷却和水冷,试验结果表明:轧辊采用气雾冷却方式进行冷却时,型钢腹板残留冷却水较少且型钢表面温差较小,轧辊辊面温差和轧辊磨损程度均较小,且轧后轧辊温度更容易降至室温。总体而言,轧辊采用气雾冷却效果比采用水冷效果好。