不同炉料条件下150 t AOD冶炼430不锈钢物热平衡模拟

为探究不同炉料条件对AOD冶炼不锈钢过程的影响,以150 t AOD炉冶炼430不锈钢作为例,基于实际的生产流程,构建了AOD精炼不锈钢过程的物料和热量平衡模拟系统。通过模拟计算,对不同炉料条件下的炉温变化以及相关的技术经济指标进行了深入的比较和分析。研究结果表明,采用脱磷铁水+固态铬铁的入炉原料条件会造成炉温偏低,在还原前期需加入大量硅铁合金补热以满足出钢要求。该工艺条件下,硅铁和石灰消耗量分别达到39.3、97.7 kg/t,高碳铬铁持续加入时间为12 min左右,加料速率为4 t/min,此时,最大供氧强度为400 m^(3)/min。通过协调供氧量与加料速率之间的关系,以实现炉内温度的相对稳定;采用脱磷铁水+高铬铁水为入炉炉料条件下的工艺过程中,硅铁和石灰消耗量分别为25.7、58.9 kg/t,该工艺过程会产生热量富余,通过加入废钢作为冷却剂来控制炉温并满足出钢温度要求,该条件下吨钢废钢消耗量为169.1 kg,废钢加入量占比为15.1%。模型计算过程可以根据入炉原料条件调节并优化炉料配比,可为AOD生产不锈钢提供理论与生产指导。

热处理工艺对锻造430F铁素体不锈钢组织和性能的影响

对轧制态430F铁素体不锈钢进行锻造及不同的锻后热处理工艺。通过对热处理后试验钢的金相组织、显微硬度、拉伸性能、断口分析等的研究探索了不同热处理工艺对锻后430F不锈钢组织与性能的影响。研究表明,430F不锈钢经锻造后进行850℃×4 h高温退火,随炉冷却到550℃出炉空冷,然后再进行350℃×10 h回火后炉冷,其组织由铁素体单相组成,基体内分布着大量细小且均匀的球状碳化物,沿晶界析出的σ相数量较少。试验钢的抗拉强度为516 MPa,硬度为181HV,伸长率达到29.9%,其断口表面存在数量较多、形态规整的韧窝,试验钢具有良好的塑性和韧性。

退火工艺对汽车用430铁素体不锈钢组织与力学性能的影响

对热轧态430铁素体不锈钢进行了不同温度和保温时间的退火处理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机等研究了不同退火处理对430铁素体不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:退火态430不锈钢组织由铁素体和黑色析出相组成。随着退火温度的升高、保温时间的增加,430不锈钢中铁素体晶粒尺寸先减小后增大,析出相数量先减少后增多。退火温度850℃、保温10 min的430不锈钢组织中晶粒细小均匀,析出相数量最少,其抗拉强度为663.3 MPa,伸长率为32.4%,强塑性匹配较好。因此,850℃退火保温10 min为430铁素体不锈钢的理想退火工艺。

铁素体不锈钢430连续铸造板坯成形合理工艺参数的研究

目的以某钢厂板厚为180~220 mm的铁素体不锈钢430连铸板坯为对象,研究合理的板坯连铸工艺参数,以提高不锈钢430连铸坯的等轴晶率,强化铸坯质量。方法通过高温拉伸试验、结晶器凝固冷却温度分析以及电磁搅拌磁感应强度模拟,探讨了液体加热温度、结晶器冷却水参数及电磁搅拌参数等工艺参数对连铸坯质量的影响规律。结果高温拉伸试验结果表明,430不锈钢在不同温度下的应力-应变曲线都是典型的塑性拉伸曲线,当温度超过1000℃后,抗拉强度显著减小;在结晶器宽面水量3400 L/min、窄面水量400 L/min的参数条件下,结晶器宽面及窄面铜板温度均匀,满足铸坯成形要求;在扇形1段第6^(#)和7^(#)辊位并列增加电磁搅拌辊后,430不锈钢铸坯电磁场分布合理且铸坯中心磁感应强度最大,为0.104 T,平均磁感应强度为0.09 T,显著提升了液相穴内钢水的流动性。结论在结晶器宽面水量为3400 L/min、窄面水量为400 L/min条件下,在连铸机扇形1段第6^(#)和7^(#)辊位并列增加电磁搅拌辊后,对430不锈钢进行连续铸造工业试验,铁素体不锈钢430板坯等轴晶率达到62.5%,裂纹发生率降低。

N/H气氛下烧结温度对430L不锈钢块体的性能影响

为系统研究N/H气氛下不同烧结温度对430不锈钢粉末冶金件微观结构、密度、力学性能的影响规律和作用机理,用模压成型-脱脂-气氛烧结工艺,在1100~1330℃烧结不锈钢粉末。结果表明:随温度升高,块体致密度显著提升,但晶粒粗化严重,导致性能衰减。1290℃时制备的不锈钢块的综合性能优异,抗拉强度为454 MPa,伸长率为7%,冲击功为58 J/cm^(2)。在N_(2)-H_(2)气氛下高温烧结块体表层生成了梯度分布的Cr_(2)N相,不锈钢硬度高达100.5HRB。这是因为基体组织均匀、具有梯度结构的Cr_(2)N富集层及弥散分布的平均粒径为2.27μm的Si颗粒钉扎效应协同作用的结果。该工艺流程短、能耗低,无需后续处理即可制备出满足要求的粉末冶金件。

430不锈钢热轧板坯边部侧翻缺陷形成的数值模拟

在不同温度(1173.15~1473.15 K)和应变速率(0.01~10 s^(-1))下对430不锈钢进行热压缩变形试验,基于流变数据建立修正的Zerilli-Armstrong方程,并评估该方程的预测能力;将该本构方程参数导入Deform-3D软件,对试验钢五道次可逆热轧变形进行有限元模拟,分析边部缺陷的形成过程,并与实际轧制缺陷进行了对比。结果表明:修正的Zerilli-Armstrong本构方程能够很好地描述试验钢的高温流变行为,流变应力预测值和试验值之间的相关系数为0.9939,平均相对误差为5.9%;模拟得到在轧制过程中轧辊与板坯之间的摩擦力使得板坯表面和内部存在横向位移差,导致板坯侧面节点上翻到表面形成边部侧翻缺陷,缺陷的位置和形貌与工业试制结果相吻合。

选区激光熔化430不锈钢成形工艺优化

研究了选区激光熔化(SLM)430不锈钢线-面-体的成形质量与工艺参数之间的关系。设计了单熔道、多道搭接以及块体成形试验,分析了SLM过程中缺陷形成的原因,以致密度为评价指标,确定SLM430不锈钢的最佳成形参数。结果表明:高功率低扫描速度有利于获得连续均匀的单熔道形貌,当激光功率为200 W、扫描速度为800 mm/s时,熔道宽度分布均匀。多道搭接的结果显示表面粗糙度随扫描间距的增加先降低后升高,扫描间距为0.08 mm时粗糙度最小,为3.88μm,表面成形质量最佳。通过正交试验分析,发现3种因素对块体成形件相对致密度影响的显著性排序为:扫描速度>激光功率>扫描间距;相对致密度随扫描速度的增大而减小;随着激光功率和扫描间距的增加,相对致密度呈现先升高后降低的趋势;最终确定SLM 430不锈钢的最佳成形工艺参数组合为激光功率200 W、扫描速度600 mm/s、扫描间距0.08 mm,该参数下成形件相对致密度达99.56%。

430/304不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头的组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊技术,以1200 r/min的搅拌转速对1 mm厚的430和304不锈钢板进行焊接,研究焊接速度对搭接接头组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接速度增加,接头界面两侧Hook钩尺寸减小,过渡层厚度减小,界面由锯齿状逐步转变为平直状。所有试样均断裂于焊缝附近的430不锈钢母材上,焊接速度为50 mm/min焊接接头的剪切强度最大,搭接接头界面区的冶金反应起主导作用,机械连接起促进作用。

430铁素体不锈钢屋面瓦冷轧生产工艺研究与实践

针对430铁素体不锈钢屋面瓦要求,开发了430铁素体不锈钢从炼钢、热轧、冷轧全流程生产工艺。炼钢工序降低碳含量,提高抗锈耐蚀性能;热轧从轧制工艺和热酸洗除磷工艺优化,解决了430白皮钢卷表面质量缺陷问题;冷轧工序优化轧制、退火、酸洗工艺,解决了表面钝化不均,板形差,板面白光度高等问题。产品中性盐雾试验可达500 h,满足了430铁素体不锈钢在屋面瓦应用中存在的反光率高、易生锈和腐蚀问题,实现了工业化生产。

SUS430/Q355/SUS430不锈钢-碳钢复合板非真空试制开发

利用松下YC-400TX电焊机、Φ450 mm热轧实验机组等设备试制开发SUS430/Q355/SUS430不锈钢-碳钢非真空复合钢板,并对其进行了宏观低倍、微观金相组织、复合处元素扩散以及力学性能等检测分析。结果表明:SUS430/Q355/SUS430非真空热轧复合钢板结合强度好,生产工艺合理,并对试制过程易出现的问题提出了改进措施。

中间包工作层对430不锈钢钢水洁净度的影响

对比分析了连铸机中间包工作层使用干式料和喷涂料对430不锈钢钢液中夹杂物尺寸和数量的影响。结果表明:对于喷涂料中间包,钢液中夹杂物的尺寸集中在10~30μm,且存在大粒径夹杂物,其数量呈增加的趋势;对于干式料中间包,钢液中夹杂物的尺寸集中在10~20μm,未发现大粒径夹杂物数量增加的趋势,且钢液中夹杂物尺寸和数量相比喷涂料中间包均较低。钢液中非金属夹杂物为典型的塑性变形能力差的低熔点脆性夹杂物CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO(钙铝硅酸盐)。因此,使用干式料中间包可提高430不锈钢连铸板坯质量,还可降低连铸机的生产成本,提高连铸机生产效率。

430铁素体不锈钢电阻点焊工艺性能

采用机器人中频直流伺服焊枪点焊系统对1.2mm厚的AISI 430不锈钢薄板进行了点焊试验,研究了焊接电流对点焊接头力学性能、熔核直径、微观形貌、显微硬度以及拉剪断裂模式的影响规律.结果表明:随着焊接电流的增大,430不锈钢点焊接头抗剪强度增大,当电流达到10kA时,点焊出现飞溅现象,导致接头强度降低.接头熔核区由粗大的铁素体组成,带有少量的马氏体组织和碳化物沉淀.熔核区硬度高于母材区和热影响区,当熔核直径大于4.8mm时,接头主要发生纽扣断裂;当熔核直径小于4.8mm时,接头主要发生界面断裂,且一般为脆性断裂.

热加工对430铁素体不锈钢“金粉”现象的影响

研究了430铁素体不锈钢晶间腐蚀和表面"金粉"缺陷的关系。通过Gleeble 3800热模拟机模拟了不同工艺条件下的热轧实验,以及热轧后模拟卷取对430铁素体不锈钢晶间腐蚀敏感性产生的影响;采用双环-电化学动电位再活化(DL-EPR)法检测430铁素体不锈钢的晶间腐蚀。结果表明:430铁素体不锈钢在热轧时产生敏化,在酸洗过程中造成的晶间腐蚀,最终会导致冷轧后表面"金粉"缺陷的产生。Gleeble实验表明,最终变形温度为900～950℃,冷速为水冷条件下有利于避免晶间腐蚀的产生。模拟卷取实验表明,经过650～800℃的处理能够进一步避免和消除430铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性。

热轧430不锈钢表面氧化皮的电解酸洗、混酸酸洗工艺研究

430不锈钢薄板冷轧制品可广泛应用于装饰、家电外壳等,但其冷轧前的热轧过程中产生的表面氧化皮对产品的质量影响很大。为此,分析了430不锈钢产品表面氧化皮的特点,试验研究了电解酸洗、混酸酸洗的工艺,提出了电解酸洗之后再进行混酸酸洗的最佳工艺参数。研究结果表明,热轧板带头的氧化皮厚度约为带尾的2倍,而上表面氧化皮相对于下表面更为疏松。酸洗去除430不锈钢表面氧化皮可采用的最佳工艺参数为:先在电流密度为4A/cm2、温度为75℃的10%硫酸钠溶液中电解30s,然后在55℃,60g/L硝酸,20g/L氢氟酸的混酸溶液中酸洗100s。经二步酸洗后制品表面氧化皮得到有效去除,对生产具有较好的指导意义。

430不锈钢冷轧板再结晶组织演变以及动力学模型

以现场高温连续退火工艺为基础，利用热模拟机研究了冷轧430薄板在650℃到875℃范围内等温退火过程，对不同退火温度下组织随保温时间的演变规律进行了详细的分析，并建立了该材料的再结晶动力学方程。结果表明：退火温度对材料再结晶的孕育期和完全再结晶所需时间有很大的影响，材料分别在850℃、825oC温度下保温34s、5min即可完全再结晶；当温度低于800℃时，材料在实验时间范围内均无法完全再结晶。通过硬度法确定了不同退火温度下材料的再结晶率随保温时间的变化关系，并建立了JMAK型再结晶动力学方程，Avrami指数n的值在0．5～1．0之间，再结晶激活能Qmax，为309．12kJ／mol。

钒对430不锈钢内裂纹热愈合的影响

对添加不同含量钒的430不锈钢试样,采用钻孔压缩方法获得内裂纹,然后对其进行热愈合实验,研究了钒对试样内裂纹热愈合和形态演化的影响。扫描电镜分析结果表明,在加热温度为830℃时,试样的内裂纹产生了明显的愈合;当钒添加量为0.3%时,愈合效果最好。钒添加到基体材料后,部分钒固溶于基体,降低了基体金属Fe原子的扩散激活能,加剧了Fe的自扩散。分析认为,钢内裂纹愈合机理主要是扩散反应导致的热愈合及重结晶。

430不锈钢表面PFDS硅烷膜的自组装及缓蚀性能研究

在430不锈钢表面制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装膜。通过分析傅里叶变换红外光谱、接触角、极化曲线和交流阻抗谱、在三氯化铁溶液中的腐蚀形貌,研究了PFDS自组装膜的吸附及其对不锈钢电极的缓蚀作用。结果表明:组装时间为2 h时,PFDS膜表现出较好的抗腐蚀性,150℃固化1 h后,自组装膜具有更优异的抗腐蚀性能。

430不锈钢表面月桂酸自组装膜的探究

采用浸泡法在430不锈钢表面制备了月桂酸自组装膜,通过电化学方法、接触角测试及微观形貌分析,研究了该自组装膜在430不锈钢表面的吸附行为及缓蚀作用。研究结果表明:经过简单的浸泡,月桂酸分子能够稳定地吸附在不锈钢表面,自组装时间、组装液浓度以及基底表面前处理对组装膜的缓蚀效率有较大影响,自组装时间4 h、月桂酸浓度5 mmol/L、组装温度35℃为最佳自组装条件;基底在组装之前进行钝化处理,有利于形成致密的自组装分子膜,提高不锈钢的耐蚀性能。

退火工艺对430不锈钢冷轧带钢各向异性的影响

实验研究了430不锈钢冷轧带钢在连续退火和等温退火过程中带钢塑性应变比r的变化,分析了冷轧压下量以及退火工艺对带钢各向异性的影响。结果表明,退火后430冷轧带钢在与轧制方向呈90°方向上的塑性应变比r90明显的高于45°、0°方向上的塑性应变比r45、r0,且r45和r0的值较为接近;冷轧压下量增加可明显提高带钢的平均塑性应变比(r),冷轧压下量从60%增加到84%,可使带钢r值从0.9提高到1.3;退火工艺改变并不对430冷轧带钢的塑性应变比产生明显的影响。

镁处理对430铁素体不锈钢夹杂物形成和凝固组织的影响

试验研究了0.000 5%～0.001 2%Mg对60 kg真空感应炉熔炼的430铁素体不锈钢(/%:0.04C、0.25～0.32Si、0.28～0.38Mn、16.5～16.9Cr)夹杂物形成和凝固组织的影响。结果表明,430钢液中添加镁合金后,钢中形成平均粒径更小,数量密度更大的含MgO复合夹杂物;镁合金的加入可以改善430钢的凝固组织,且浇铸温度越低,改善效果越明显,在1 580℃浇铸时,等轴晶率由常规钢的30.8%提高至镁处理钢的88.5%,相应等轴晶尺寸由1 741.6μm降至945.3μm。含MgO夹杂物与δ相二维错配度极小,可作为430钢有效异质形核剂,促进等轴晶的形成,抑制柱状晶的生长,细化凝固组织。