30MnVS非调质钢奥氏体连续冷却转变行为

采用膨胀法和金相-硬度法,测定了30MnVS非调质钢的临界点Ac1,Ac3;测定了30MnVS非调质钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线及相转变点;分析了转变产物的组织形态,并测定了其维氏硬度,获得该钢的连续冷却动态转变曲线(动态CCT曲线),为该钢后续的控轧控冷和控锻控冷工艺的制定提供依据。

非调质钢46MnVS6汽车发动机连杆胀断缺陷分析

连杆是发动机的关键零件,某连杆在胀断过程中发生掉渣爆口缺陷,连杆材料为46MnVS6。通过成分分析、金相组织观察、断口扫描分析等手段,对连杆裂解掉渣的原因进行了全面分析。结果显示:连杆掉渣样件的原始材料符合连杆制造要求,但因连杆断面晶粒尺寸大小不均且出现贝氏体组织,导致材料脆性增加,从而导致连杆在裂解过程中的细晶粒区域发生掉渣。研究了46MnVS6连杆的裂解特点和规律,揭示了缺陷产生原因和机理并提出相应解决措施。

轧后控制冷却对非调质钢F45MnVS组织和性能的影响

对非调质钢F45MnVS进行轧后控制冷却试验,对比了轧后未冷却与控制冷却的钢材热轧态力学性能、脱碳层和显微组织。结果表明,轧后控制冷却对钢材下屈服强度、延伸率、断面收缩率和常温冲击功均有明显改善作用;钢材表面脱碳层在轧后控制冷却条件下可以得到有效控制,甚至脱碳层“消失”;在钢材轧后表面温度冷却至650℃时,表层区域出现少量粒状贝氏体,而在钢材轧后表面温度冷却至460℃时,表层区域出现大量粒状贝氏体。轧后控制冷却使钢材表层区域和1/2半径附近的铁素体和珠光体组织被细化,铁素体网状比例降低,长条铁素体转变为块状铁素体;因钢材尺寸较大,心部区域显微组织差异性较小。

热规范对35MnVS非调质钢连杆锻件组织和硬度的影响

研究了35MnVS非调质钢在JX493发动机连杆中的应用。通过生产探讨了锻造加热温度和冷却速度对连杆锻件组织和性能的影响。结果表明,锻造加热温度和冷却速度均对产品组织和性能有较明显影响。当锻造温度为1200℃,冷却速度为80℃/min时,锻件硬度为285HB,组织为铁素体和珠光体。实际生产中连杆锻件按照此工艺生产,经过连续20批次批量生产验证,可获得组织和性能优良的产品,质量稳定可靠。

F45MnVS非调质钢晶粒长大行为研究

为提高F45MnVS非调质钢的强韧性,本文以青岛特钢轧制生产的F45MnVS非调质钢棒材为实验材料,对F45MnVS非调质钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究。通过热处理实验和显微组织观察,分析了加热温度和保温时间对F45MnVS非调质钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响。同时,采用Arrhenius模型,建立实验钢晶粒长大模型。研究结果表明,随着加热温度的升高与保温时间的增加,实验钢晶粒尺寸随之增大。当温度在950~1200℃范围时,随着温度的升高,F45MnVS非调质钢奥氏体平均晶粒尺寸逐渐增大,由25.4μm增大至47.47μm,且增大速率比较稳定,当温度加热至1250℃时,F45MnVS非调质钢奥氏体晶粒显著粗化,平均晶粒尺寸达到了57.8μm;随着保温时间的增加,晶粒长大速率逐渐降低,且随着加热温度的升高,晶粒长大指数明显增大。通过拟合建立的实验钢奥氏体晶粒长大数学模型,获得实验钢平均晶粒长大指数n=0.04183,激活能Q=38004.13 J/moL,获得实验钢晶粒长大模型计算值与实验值平均相对误差为2.64%,验证了该数学模型具有较高的精度。该研究对材料显微组织和工艺参数的制定具有一定的指导价值。

49MnVS3非调质钢内部缺陷原因分析及控制

利用金相显微镜和电子探针等技术手段,分析了49MnVS3非调质钢内部缺陷的产生原因,并提出了控制措施。结果表明:圆钢内部缺陷为夹渣和异金属夹杂,均含有典型的Na、F等成分,且组织为珠光体+网状渗碳体,与基体的典型珠光体+铁素体存在明显的不同,认为该内部缺陷为冷料和保护渣带入所致。在对接快换生产工艺过程中,由于对接笼设计不当,导致冷料从对接笼掉入钢液中,未完全熔化的冷料形成了异金属组织;同时在对接过程中,由于将保护渣带入,出现了异金属组织与夹保护渣并存的现象。通过优化对接生产工艺,在对接笼底部增加一钢板,使对接过程中冷料不容易掉落进入钢中;同时适当提高首炉过热度至30~45℃,避免对接处冷料未熔化的现象;另外引进自动加渣设备,连续地向结晶器内吹入保护渣,在保护渣上面形成氩气保护层,49MnVS3非调质钢质量得到有效改善。

轿车用易切削非调质钢30MnVS的开发

通过电弧炉喂硫线技术、微合金化技术、包底吹氩技术成功的开发了轿车用易切削非调质钢30 Mn VS,各项性能检测表明 ,随着硫含量的提高 。

30MnVS非调质钢的开发

采用100 t电炉→LF精炼炉→VD真空炉→320 mm×480 mm大方坯轻压下连铸-控轧控冷工艺流程,制定了30Mn VS钢合理的化学成分,并强化电炉终点控制、LF造白渣脱氧、增氮增硫、夹杂物变性处理和低过热度全保护浇铸等关键生产工艺,开发生产了30Mn VS非调质钢,横截面各部位碳质量分数差值(碳偏析)为0.02%,晶粒度为10级,具有优异的强韧性配合和热稳定性,热轧态冲击功大于160 J,在常规锻造加热温度为1 160~1 200℃正火后保持细晶,屈服强度大于620 MPa,冲击值不小于120 J,伸长率大于20%,显著高于国内传统非调质圆钢。

38MnVS6非调质钢在汽车转向节上的应用

开发了一种汽车转向节用非调质钢38MnVS6,对非调质钢转向节的各项力学性能、组织进行了分析。结果表明,非调质钢38MnVS6转向节具有高强韧性,可满足转向节的性能要求;高性能非调质钢的应用,简化了生产工艺,在降低生产能耗的同时方便切削加工,对先进汽车制造的发展具有重要意义。

汽车用高品质非调质钢YF45MnVS的热变形行为

用Gleeble-1500热模拟实验机对YF45MnVS钢(%:0.48C、0.45Si、1.36Mn、0.009P、0.043S、0.086V)200 mm×200 mm铸坯上切取的Φ8mm试样进行950～1 200℃,变形速率10^(-2)～10~1s^(-1)变形量10%～50%的单道次等温压缩试验。结果表明,低应变速率和大变形量有利于实验用钢动态再结晶的发生。通过计算得到YF45MnVS钢在950～1 200℃的动态再结晶激活能为299.55 kJ/mol。

38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对38MnVS6非调质钢在温度为950～1200℃、应变速率为0.01～5 s-1进行热压缩试验,获得不同变形条件下的流动应力曲线。根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程分别对动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型。根据实验结果计算模型中各参数。所建立的流动应力模型可以用于38MnVS6非调质钢热锻造过程的数值模拟。

钒微合金化非调质钢48MnVS的奥氏体动态再结晶行为

实验用非调质钢48MnVS(/%:0.48C,0.60Si,1.50Mn,0.35Cr,0.14V,0.05S,0.020Al,0.015 0N)由100 t EAF冶炼,连铸成280 mm×360 mm坯,轧成中100 mm棒材。通过Gleeble-3800热模拟实验机研究了变形温度950~1 150℃,变形速率0.1~10 s^(-1),变形址60%的单道次压缩钒微合金非调质钢48MnVS的奥氏体再结晶过程得出真应力-应变曲线,计算得出实验钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,钒微合金化非调质钢48MnVS变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。实验钢48MnVS的动态再结晶激活能为Q_d=343.202 kJ/mol。

100t EAF-LF-VD-CC流程冶炼非调质钢49MnVS3的工艺实践

10炉非调质钢49MnVS3(/%:0.46~0.48C,0.30~0.40Si,0.88~0.92Mn,0.001~0.014P,0.004~0.005S,0.09~0.10V,0.19~0.22Cr)由100 t EBT DC EAF-LF-VD-260 mm×340 mm坯连铸-Φ140~150 mm材轧制流程生产。采用兑入75%铁水,EAF前期脱磷至≤0.015%P,出钢前[C]为0.20%~0.30%,精炼时加150~200kg碳化硅,控制LF精炼渣碱度2.80~2.95,(CaO)/(Al_2O_3)=1.2~1.6,VD后喂1.5 m/t钙铁线,软吹时间≥15min等工艺措施,49MnVS3钢中[N]、[H]和[O]分别为130×10^(-6)~220×10^(-6),1.2×10^(-6)~1.5×10^(-6)和5×10^(-6)~11×10^(-6),成品材晶粒度≥5级,非金属夹杂物和低倍组织均≤1.5级,组织(带状≤1级)和力学性能(R_m803~883 MPa,R^(el)517~590 MPa,A 16%~21%,A^(KU)39~99 J)均满足标准要求。

50 t UHP EAF-LF-VD-CC流程生产MnVS系非调质钢的质量控制

针对MnVS系非调质钢生产时存在的硫收得率低、钢水可浇性差、钢材探伤合格率低等冶金质量问题,通过稳定喂硫线速度80～100 m/min,采用预熔精炼渣、精炼配加石灰使渣碱度≥3.0,优化连铸和轧制工艺参数等工艺措施,使硫平均收得率达84%,铸坯碳偏析程度减少,钢材低、高倍组织和顶锻一次合格率分别达100%、99.10%和100%,产品实物质量及综合性能均满足用户需求。

非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究

研究了V-Ti微合金非调质钢38MnVS(/%:0.42C、0.76Si、1.33Mn、0.011S、0.013P、0.10V、0.02Ti)的奥氏体动态再结晶过程。通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了变形温度(950～1150℃)和变形速率(0.1～10s^(-1))对38MnVS钢奥氏体动态再结晶过程的影响,并建立了Zener-Hollomon参数为变量的方程、动态再结晶尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,发生动态再结晶的临界驱动力越小,动态再结晶越易进行;微合金非调质钢38MnVS动态再结晶激活能为Q_d=275.453 kJ/mol。

38MnVS6非调质钢大尺寸棒材往复热轧过程微观组织演化数值模拟

以热压缩实验所得38MnVS6非调质钢微观组织演化数学模型为基础,利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了38MnVS6非调质钢Φ90mm棒材往复热轧过程三维热-力-组织多场耦合有限元模型。微观组织演化数学模型通过MSC.Marc子程序与轧制热-力耦合有限元模型相耦合。计算并分析了38MnVS6非调质钢棒材10道次往复热轧过程中轧件的温度、再结晶分数以及奥氏体晶粒尺寸的分布和演化。结果表明,由于截面尺寸较大,轧件的温度场具有不均匀性,进而导致微观组织场的不均匀性。轧制过程轧件表面温度及轧制后奥氏体晶粒尺寸的实验值和模拟值吻合较好,验证了模型的准确性。

49MnVS3非调质钢的两种轧制力模型对比

对49MnVS3非调质钢在变形温度750~1 000℃、应变速率0.1~50s^(-1)下进行单道次热压缩试验,根据真应力-真应变曲线得到周纪华-管克智变形抗力模型;分别采用艾克隆德模型和周纪华-管克智变形抗力模型计算49MnVS3非调质钢的平均单位轧制压力,并对计算结果进行了比较。结果表明:随着应变的增加,基于艾克隆德模型和周纪华-管克智变形抗力模型计算得到的平均单位轧制压力均增大;基于艾克隆德模型得到的平均单位轧制压力曲线波动较小,而基于周纪华-管克智变形抗力模型的波动则较大;在低应变速率下,基于艾克隆德模型计算得到的平均单位轧制压力较大,而在高应变速率下,基于周纪华-管克智变形抗力模型计算得到的平均单位轧制压力较大;基于周纪华-管克智变形抗力模型计算轧制力时,需要借助热模拟试验数据,该模型适用于控制模型;艾克隆德模型只需使用化学成分和轧制工艺参数即可计算平均单位轧制压力,应用更广泛,该模型适用于轧制工艺设计。

F45MnVS非调质钢中硫化锰夹杂物特性控制的研究

分析了改进前120 t LD-LF-RH-240 mm×240 mm CC工艺生产F45MnVS非调质钢中硫化物夹杂形貌、尺寸、数量密度等特性。通过采取以下改进措施:(1)转炉出钢过程脱氧铝锭加入用环绕钢液冲击区域分时段、分批次方式;(2)使用不含有MnS夹杂物的低碳低硫锰铁等合金辅料;(3)LF精炼过程S线喂入分批次加入等。试验结果表明:改进工艺后,LF、RH、中间包、铸坯以及轧材所有钢中硫化物夹杂的尺寸均有所降低,铸坯边缘、铸坯1/4处以及铸坯中心的大尺寸(>5μm)夹杂物数量密度分别由改进前的35、83、51个/mm^(2)下降至改进后的24、57、39个/mm^(2),降幅分别达到31.43%、31.33%、23.53%。改进后轧材中细系和粗系夹杂物评级均有所改善,夹杂物长宽比为0~3的比例由改进前的63.07%增加至改进后71.23%。

汽车发动机胀断连杆用中碳非调质钢46MnVS5的应用现状与发展

简述了胀断连杆的发展现状及对材料的要求,对比了中碳非调质钢36MnVS4和46MnVS5金相组织及合金元素的差异,探讨了36MnVS4连杆断口不齐等缺陷的原因,并分析了各合金元素含量对新型胀断连杆材料46MnVS5性能的影响。结果表明:46MnVS5微观组织结构成分分布更均匀,在屈服强度、抗拉强度和硬度等方面具有更好的综合机械性能。最后对胀断连杆未来锻造技术的发展趋势提出了建议。

Te对46MnVS非调质钢中硫化物改质的工业实践

在Φ480 mm铸坯轧至Φ38 mm材的46MnVS钢中含0.0059%Te(Te/S=0.098)钢MnS夹杂物平均等效直径和平均面积分别较未加Te(0Te)钢增大27%和72%,长宽比为1~3的球状或椭球状夹杂物数量增加了21%,硫化物评级由细系3.0级改质为细系2.0级;Te会固溶于MnS中形成(Mn,Te)S,使钢中硫化物粗化并球化,使轧材中椭球状和纺锤状硫化物增加;Te改质后MnS夹杂物HV10显微硬度值由142.2增至152.1,提高了MnS抵抗轧制变形的能力。