Mo微合金化对82B钢高温力学性能及显微组织的影响

研究了添加Mo(质量分数)为0.02%、0.04%、0.07%、0.11%的82B钢对不同温度下高温拉伸后的组织和性能的影响及Mo对82B高碳钢的强韧化机理。结果表明:(1)200~300℃高温拉伸时,4组试验钢力学性能较好,300℃达到峰值,Mo为0.11%试验组最优,抗拉强度由1139 MPa增至1192 MPa,屈服强度为736 MPa,略有降低,伸长率与断面收缩率均有显著提高,分别为22%和72.9%。相较于Mo为0.02%试验钢,虽屈服强度下降约5%,但抗拉强度升高5%,伸长率、断面收缩率大幅增加,且塑性随Mo含量同步提高,随着温度继续升高,由于材料开始软化,各项力学性能均呈下降趋势。(2)Mo为0.02%和0.04%时,显微组织除渗碳体随拉伸温度的提高逐渐增多外,索氏体与珠光体未出现明显变化,与室温相同,当Mo增至0.07%和0.11%时,索氏体、珠光体团逐渐细化且分布均匀。同时,4组试验钢在300℃高温拉伸时出现蓝脆现象,通过断口观察发现,有Al、Si等元素的夹杂物存在,且失效方式为韧性断裂,断口主要可分为剪切唇区和纤维区,剪切唇区的面积随着温度的升高逐渐缩小。

82B小方坯生产工艺优化

82B盘条制作钢绞线出现拉拔断丝。通过对炼钢连铸生产工艺进行分析,拉拔断裂原因主要是铸坯存在中心偏析、疏松和缩孔,铸坯内部存在非金属夹杂物,成分中氮含量高等。通过优化连铸生产工艺,控制小方坯连铸生产82B高强度钢绞线用钢的钢水过热度在15~25℃、连铸拉速1.8 m/min、冷却强度采用超弱冷等基本工艺参数以及采用电磁下渣检测技术,使82B小方坯中心碳偏析指数降低为1.02~1.05,缩孔1级所占比例提高到96.8%,盘条气体氮质量分数平均值为45×10-6。经实际生产验证,82B盘条的各项性能得到改善和提高。

吐丝温度对82B线棒材氧化层结构与机械剥离性能的影响

为改善82B线棒材表面氧化铁皮的机械除鳞性能,研究了吐丝温度对氧化皮结构与机械剥离性能的影响。结果表明:82B钢线棒材表面氧化皮具有双层状结构,外层为Fe_(3)O_(4),内层为FeO+Fe_(3)O_(4),未检测到明显的Fe_(2)O_(3)层。当吐丝温度从880℃升高至930℃时,氧化皮的平均厚度从约14.46μm增加至16.39μm;[FeO+Fe_(3)O_(4)]/[Fe_(3)O_(4)]层厚比从2.69降至1.98。氧化层-基体界面微空隙层中含有大量Fe_(3)O_(4)粒子,微空隙层的数量与尺寸增加。随着吐丝温度的升高,氧化皮剥离形态由大块状转变为小块状与碎屑状,机械剥离表面残留大量以Fe_(3)O_(4)为主要组分的氧化铁皮,氧化铁皮临界剥离载荷与粘结强度增加。这表明提高吐丝温度将降低82B钢线棒材表面氧化铁皮的机械剥离性能。

82B高碳钢盘条连续冷却转变曲线的测定及其相变规律

采用GLEEBLE3800型热模拟试验机对82B高碳钢盘条进行连续冷却试验,利用光学显微镜及扫描电子显微镜对不同冷却速率的试样进行显微组织分析,绘制连续冷却转变曲线。结果表明:开始产生马氏体组织的临界冷却速率为5℃/s,冷却速率为0.5~5℃/s时,组织为珠光体和索氏体;通过性能对比发现,冷却速率为3℃/s时,82B高碳钢盘条的综合性能达到最佳。

连铸参数和末端电磁搅拌对82B钢小方坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌240 A/4 Hz时末端电磁搅拌(160 A/4 Hz～280 A/8 Hz),中间包钢水温度(1 500～1 542℃),拉速(1.7～1.9 m/min)和二冷区比水量(0.7～1.1 L/kg)对82B钢(/%:0.81C、0.76Mn、0.25Si、0.2Cr)150 mm×150 mm方坯中心碳偏析的影响。结果表明,在未采用末端电磁搅拌时,降低过热度和拉速、提高比水量有利于减少小方坯中心碳偏析。采用最佳的末端电磁搅拌参数160 A/6 Hz时,82B钢小方坯中心碳偏析指数最低,为1.02。

高温受热后82B预应力钢绞线力学性能退化规律研究

采用WAW-1000C型万能试验机对不同温度下受热的82B预应力钢绞线钢丝进行拉伸试验,并用高清晰金相显微镜进行微观组织分析,研究钢绞线受热后的组织和力学性能变化规律,揭示其性能衰减微观机理。结果说明,钢绞线受热400℃以下时组织变化不明显,力学性能指标衰减不大;400℃以上时相继发生了回复、再结晶及相变,强度、硬度大幅度衰减,塑性明显增大。

82B高碳钢热变形奥氏体再结晶行为研究

用Gleeble2000热模拟试验机对82B钢奥氏体再结晶进行了研究。结果表明,82B钢以0.5s-1的应变速率在950℃及其以上温度进行变形时将发生动态再结晶,950℃以下发生动态回复;以2s-1的应变速率在1000℃以上进行变形时发生动态再结晶,1000℃及其以下仅发生动态回复;在所有试验温度以10s-1和30s-1的应变速率变形时,均仅发生动态回复。恒温双道次压缩时,在3￣200s的间隔时间内均发生了静态再结晶。

V、N微合金化对高碳钢82B性能的影响

研究了V和V、N微合金化高碳钢82B固溶加热连续冷却和高温热变形连续冷却后的强韧性。结果表明,固溶加热连续冷却后,82B钢随钒含量的增加,强度增加、塑性降低,塑性主要受索氏体片层间距的影响。经高温热变形连续冷却后,与未热变形的相比,试验钢的强度和塑性均显著提高,索氏体团显著细化,钒氮同时加的82B钢强韧性最高,热变形连续冷却后性能提高的原因主要是索氏体团的细化和V(CN)的形变诱导析出。

连铸小方坯生产大规格82B盘条的实践

预应力钢绞线用优质高碳盘条82B在拉拔过程中常出现脆断现象。通过对碳偏析、缩孔、表面横裂等质量影响因素的分析,提出并实施了相应的工艺改进措施;通过优化炼钢、连铸、控轧控冷以及拉拔工艺等,提高了盘条质量,降低了用户在使用过程中的断丝率。

82B钢中氧化物系夹杂物的控制研究

82B钢中氧化物系夹杂物的来源主要是脱氧产物和钢的二次氧化、卷渣及耐火材料内衬侵蚀。采取在转炉控制终点碳,采用LF全程脱氧、改变精炼渣精炼和扩散脱氧、氩气搅拌,在连铸实施全程密封、强化中间包冶金等措施,使82B钢中的全氧最低降到13×10 6,94.09%的夹杂物尺寸<5 m,满足了拔丝要求。作为夹杂物控制技术,降低总量的方法比控制形态更为简单实用,系统地在每个工艺步骤都采取有效措施,才能取得良好效果。

82B盘条钢拉拔过程中显微组织及夹杂物的演变

将直径为12.5mm的82B盘条进行了9道次的拉拔实验,采用扫描电镜观察了不同应变量拉拔变形后82B盘条显微组织和夹杂物的演变情况,并研究了珠光体片层间距与拉拔应变量之间的关系。结果表明:82B钢显微组织中的珠光体片层间距随着应变量增大而逐渐减小;拉拔变形后的珠光体片层强烈扭曲,渗碳体片随着铁素体片的弯曲而变形,表现出良好的塑性变形能力;由于中心偏析形成的马氏体的塑性变形能力较差,在拉拔过程中发生碎化并最终与基体脱离;直径约为10μm的脆性夹杂物在拉拔过程中只是自身发生碎化,并未在夹杂物周围引起裂纹。

不同时效工艺对82B钢盘条性能的影响

用OM，SEI技术和万能材料试验机研究对比了82B钢轧制线材集卷后，自然时效0～30d（天）过程中的力学性能变化、宏观断口形貌以及微观断口韧窝形态的差异，并对自然时效与集卷后人工时效（在250℃或300℃加热、保温2h后缓慢冷却）后的力学性能进行了对比。结果表明：人工时效的力学性能约相当于15d自然时效的效果，从而提高了生产效率。

82B高碳钢临界应变的数学模型

在EttoreAnelli提出的热轧控冷线棒材临界应变模型的基础上 ,用Thermecmaster Z热模拟试验机得出成分为 (% ) :0 82C 0 6Mn 0 1Cr的 82B钢在原始晶粒直径 4 7～ 12 4 μm ,变形温度 90 0～10 5 0℃和变形速率 (0 1～ 2 5 ) s时的应力 应变曲线 ,并按照所确定的临界应变模型系数 ,建立了 82B高碳钢的临界应变模型ε=0 0 1d0 .1 772 830 ε·exp(16 5 2 82 .1RT ) 0 .1 42 72 2 。结果表明 ,随热变形温度的增高 ,应变速率的减小和原始晶粒细小 ,钢更易进行动态再结晶 ,温度和应变速率的影响较钢中原始晶粒尺寸对钢的动态再结晶的影响更大。模型计算值和实验测量值相一致。

SWRS82B盘条钢原奥氏体晶界显示技术

利用控温水浴锅,对经不同热处理工艺处理的SWRS82B盘条钢的原奥氏体晶界浸蚀方法进行系统研究。结果表明:对热处理试样进行250～300℃中温回火1～2 h后,在80～85℃水浴锅中用过饱和苦味酸20mL+洗洁精3～5mL侵蚀50～150s,可清晰显示出不同状态下的奥氏体晶界。分析可知,碳化物的析出情况是回火后易侵蚀出奥氏体晶界的主要原因。

对角递归神经网络在82B钢力学性能预估中的应用

神经网络应用于系统建模时要考虑两个关键问题:一是采用的神经网络类型;二是当神经网络类型确定以后,确定网络的输入向量,这两个问题是紧密关联的。相对于BP神经网络收敛太慢,具有泛化能力的缺点,DRNN网络(对角递归神经网络)能实现动态非线性映射,具有记忆功能,可以追踪模型的变化,具有更好的预测效果。首先用关联规则方法挖掘出一些与质量指标有关的工艺条件,再结合现场工人的实际经验,找到模型的输入输出,再运用DRNN对82B钢进行建模和优化,取得了很好的预测效果。

末端电磁搅拌技术对82B钢中心碳偏析的影响

为改善82B钢拉拔性能,降低铸坯中心碳偏析指数,在钢水过热度20～30℃,拉速1.9 m/min,二冷比水量0.7 L/kg,结晶器电磁搅拌4 Hz、240 A的条件下进行了末端电磁搅拌(F-EMS)的工艺研究。结果表明,末端电磁搅拌6 Hz、160 A条件下铸坯的中心碳偏析指数≤1.05。

氧化时间对乙醇助燃车用82B钢氧化形貌的影响

模拟分析82B钢受乙醇助燃后的氧化行为,对不同氧化时间的氧化膜形貌进行测试分析。结果表明:氧化时间≤15min的试样以较快的速度发生氧化,氧化层主要由Fe3O4、Fe2O3组成,Fe3O4含量较高;当氧化时间为5 min时,试样表面形成均匀网状的结构;随氧化时间的增加,网状组织更密。在乙醇燃烧环境下氧化82B钢的过程:生成Fe2O3网状组织后网状结构脱皮,形成更加致密Fe3O4氧化层,进一步氧化生成Fe2O3网状组织。沉积区域主要位于基体与氧化层界面处,碳含量随氧化时间的增加而上升。

新钢高碳82B线材的试生产

介绍采用电炉→LF精炼→小方坯（150mm×150mm）连铸、高速线材轧机生产φ6．5～φ12．5mm规格82B线材的试生产情况，对试生产中出现的问题进行分析，提出了改进意见。

高碳钢82B精炼过程中的氮控制

对2008年8月份高碳钢82B两种不同精炼工艺路线的氮含量进行分析,调查各精炼工序氮的变化原因,并采取相应的改进措施,从而在9月份的氮控制上获得比较明显的效果。

钢绞线用Φ12.5mm 82B盘条的开发与生产实践

本文对钢绞线用Φ12.5 mm 82B盘条的开发与生产工艺进行了介绍,通过制定产品合理的化学成分,结合适当的冶炼和轧制工艺,成功开发出满足钢绞线用的82B盘条。