宝钢薄带连铸技术发展回顾与展望

薄带连铸技术被誉为20世纪冶金工业最伟大的技术进步。综述了在世界薄带连铸技术发展过程中宝钢作为一个后来者的发展轨迹,介绍了宝钢薄带连铸连轧技术BAOSTRIP^(?)自主研究开发情况,并对宝钢薄带连铸技术的未来发展进行了展望。

超高碳钢超塑性的研究进展

综述了超高碳钢超塑性的研究进展。提出了超高碳钢实现超塑性所需的显微组织及其实现方法,总结了超高碳钢超塑性的变形机理及其变形特点。

冷喷涂304不锈钢涂层的弯曲力学行为研究

采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备304不锈钢涂层。用SHIMADZU液压伺服疲劳试验机对304不锈钢涂层样品进行三点弯曲实验,用扫描电子显微镜来研究冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为。结果表明:冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为为脆性断裂;裂纹萌生于涂层表面,随着载荷和力矩的增加,裂纹向涂层内部扩展,裂纹在涂层中是V字型的;当裂纹扩展到涂层和基体的结合界面处时,裂纹向两侧横向扩展,相邻裂纹扩展相互贯通后,涂层和基体发生开裂或脱落。

高强塑性高锰钢的研究进展

综述高强塑性高锰钢的研究进展。通过探讨汽车用高锰钢发展的背景、典型成分体系、变形机制、制造工艺与关键技术,初步展望了该领域的发展前景。

喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢高温超塑性研究

采用喷射成形快速凝固技术 ,实验制备的超高碳钢材料具有均匀的等轴晶粒组织 ,高温塑性极佳 ,在较大的温度范围 (790～ 95 0℃ )和应变速率范围 (2 .5× 10 -4～ 1s-1)

喷射成形超高碳钢的超塑性等温锻造性能研究

研究了喷射成形超高碳钢的显微组织 ,表征了其超塑性变形的力学特征 ,喷射成形超高碳钢的最佳变形温度为 82 0℃ ,最佳应变速率为 2 5× 10 - 4s- 1 。测定了超塑性等温锻造后喷射成形超高碳钢的室温力学性能 ,并观察了其显微组织。结果表明 ,超塑性等温锻造工艺使超高碳钢的组织得到了致密化 ,其原始组织主要是均匀、细密的珠光体 ,锻造后则大部分转变为细小的等轴铁素体晶粒以及弥散分布于其上的碳化物的组织。

喷射成形高温合金的研究与应用

喷射成形是一种近终形快速凝固技术,综述了喷射成形高温合金的研究和应用。研究表明,喷射成形高温合金成分均匀、无宏观偏析、晶粒细小、气体夹杂含量低,力学性能与粉末合金相当,高于变形合金,冷热加工性能明显改善,且成本较低。喷射成形高温合金技术通过20多年的发展取得了较大的进步,包括纯洁金属喷射成形(CMSF)和纯洁金属成核铸造(CMNC)。喷射成形高温合金的应用主要是管件、环形件和盘件。最后对喷射成形涡轮盘材料FGH96组织作了初步的研究。

双辊连铸不锈钢薄带内部质量缺陷的研究

对双辊薄带连铸机生产的2mm厚不锈钢薄带内部质量进行了研究,发现主要问题是存在于薄带柱状晶区和等轴晶区之间的疏松和裂纹。双辊连铸薄带内部缺陷易发区域金相观察和EBSD取向分析结果表明,不锈钢薄带等轴晶和柱状晶之间细晶区是折断的树枝晶碎块形成的,同时验证了等轴晶区的半固态特性。并从半固态钢液铸轧的角度探讨了内部缺陷形成过程。

喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢等温锻造组织性能研究

常规铸造超高碳钢晶粒粗大 ,晶界处有粗大的碳化物网络 ,所以脆性很高 ,机加工性能极差。喷射成形超高碳钢晶粒则大为细化 ,粗大的晶界碳化物得到消除 ,碳化物网络变得相当细密。但是可能由于工艺本身的特点 ,组织中会出现一些微细孔。该材料经等温锻造处理以后 ,能消除喷射成形工艺引入的微细孔 ,提高致密度 ,同时细化组织 ,提高材料的综合力学性能。

用喷射成形工艺生产的超高碳钢

成功地将喷射成形工艺应用于生产超高碳钢。利用喷射成形的快速凝固的特点,有效地避免了超高碳钢中碳的偏析问题。首次发现喷射成形的超高碳钢无须任何处理,即可具有超塑性,由此首次提出“自超塑化”的概念。利用这一特点,对喷射成形的超高碳钢施行大变形量的热加工,不仅进一步细化了组织,而且使材料致密化,从而达到强度约1 300 MPa、伸长率约10%的优良的综合力学性能。

薄带连铸Kiss点前界面热流模型与凝固过程

设计了一套可测定双辊薄带连铸Kiss点之前钢液-铜辊界面热流的模拟装置,重点分析了模拟装置的数据处理方法,并通过对一种低碳钢的实例分析演示了计算方法的具体应用.建立了双辊薄带连铸Kiss点之前的界面热流分布模型,给出了液态接触、凝固过程以及坯壳生长等3个阶段的热流密度,并由此计算了凝固前沿的生长速率与凝固速率.结果表明,集总参数法适用于计算界面热流密度,低碳钢界面传热分为3个阶段:①热流密度随着时间逐渐增大,12 ms时到达最大值18 MW/m2;②热流密度随着时间快速下降,30 ms时达到相对稳定值,约7 MW/m2;③随着时间延长,热流密度呈轻微下降趋势.

一种具有优化组织和优异性能的超高碳钢

研究了超高碳钢不同组织结构与其力学性能之间的关系,分析了珠光体和球化组织各自的优点和缺点,并提出将这两种组织结合起来,进行优化组合的创新性的思路。研发了一种具有特别结构的超高碳钢,其晶内为细密珠光体,晶界邻区为球化组织。这种材料同时兼有珠光体所能提供的高强度和球化组织所能提供的高塑性,达到了抗拉强度1 300 MPa,伸长率18%的优异综合力学性能。

连铸圆坯结晶器的热流计算与讨论

基于结晶器温度和热流实测数据,采用反算法模拟了圆坯结晶器热流场,清楚显示出热流沿结晶器纵向和周向不均匀不对称分布特征．利用得出的热流场数据,拟合得到沿结晶器纵向、周向和铸坯间的热流公式,其中考虑了拉速和结晶器安装状态的影响,并与已发表的经验公式进行了对比．采用的反算模拟方法和拟合的热流公式有助于实现连铸结晶器热流的可视化,以及由于指导连铸过程中的热流分析和事故分析．

喷射成形超高碳钢超塑性变形后的微观组织

研究了喷射成形超高碳钢的超塑性及其变形前后的显微组织。变形前,喷射态超高碳钢的组织为典型珠光体组织,而变形后,珠光体中的条状碳化物逐渐发生碎化和球化,并弥散分布于晶界处,此外,在铁素体基体中以及碳化物颗粒周围出现了高密度位错亚结构,而基体铁素体晶粒也有所伸长。喷射成形超高碳钢超塑性微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用。

铝对喷射成形超高碳钢组织与性能的影响

在喷射成形快速凝固条件下,含铝超高碳钢会发生铝在渗碳体中的非平衡固溶。由于这种含铝渗碳体的不稳定性,在随后的加热中会迅速由喷射态的晶界网络形态或珠光体片层状转化为分散而细小的颗粒,从而使该材料具有很好的高温塑性和热加工性能。加铝的喷射成形超高碳钢可把碳的质量分数提高到1.8%,经一道次70%热轧后形成致密、无碳化物网络、均匀细化的组织,使屈服强度和抗拉强度分别提高到1 088 MPa和1 419MPa,并仍有一定的塑性。

精细退火GCr15钢各相微观组织纳米压痕表征

利用纳米压痕技术对精细退火GCr15钢中各相组织的力学性能和体积分数进行了表征。试验结果表明：渗碳体晶粒的纳米压痕硬度值的范围为14．15～17．61GPa，平均硬度值为15．40GPa。铁素体晶粒的纳米压痕硬度值明显低于渗碳体，范围为2．78～4．89GPa，平均纳米压痕硬度为3．35GPa。对利用纳米压痕方法测定多相钢中各相体积分数做了讨论，并测定了精细退火GCr15钢中渗碳体体积分数为15％。

喷射成形超高碳钢的自超塑化现象

用喷射成形工艺制备的无宏观偏析、组织为均匀细密珠光体的超高碳钢,无需任何热的或机械的预处理,即可具有伸长率达380%的超塑性,并且在2×10-1s-1的应变速率下仍有122%的伸长率。这是由于在此变形过程中发生了碳化物由片层状向颗粒状的转变并形成细小等轴晶粒的组织超塑化;而且高应变速率可促成高度细化的球化组织。由此开发的喷射成形结合大压下量热轧的方法可以简捷有效地使超高碳钢获得很好的超塑性,并且可以应用于高速钢等其它高碳钢铁材料。

合金元素对喷射成形超高碳钢组织的影响

对喷射成形超高碳钢的化学成分进行了交叉设计,以确定各元素成分对组织的影响。研究表明:Si并不足以单独阻止喷射成形超高碳钢晶界碳化物的出现,A l对抑制晶界碳化物的生成有很大作用,Cr对晶界碳化物的生成有明显抑制作用,C对超高碳钢晶界碳化物的生成有直接影响。

喷射成形超高碳钢组织的控制和优化

用喷射成形工艺生产超高碳钢可成功避免碳的宏观偏析,但还必须通过合适的后继工艺处理,使喷射态坯料中的微缺陷得到弥合,并获得所需的显微组织。由此研究了超高碳钢工艺-组织-性能的关系,着重讨论了生产具有球化组织及良好综合力学性能(抗张强度约1200MPa,伸长率达19%)的超高碳钢的工艺路线。

残余奥氏体量与喷射成形雾化喷嘴特性的关系

在相同条件下,采用自行研制的BS喷嘴和原MIT喷嘴喷射后得到喷射成形高速钢圆坯件,比较其显微组织、硬度、密度和残余奥氏体量的分布。结果表明:自行研制的BS喷嘴喷射成形高速钢的圆坯显微组织与MIT喷嘴喷射后的显微组织相近;经过X-射线衍射分析可知前者圆坯中残余奥氏体含量比较高,以致圆坯的密度大,而硬度小。残余奥氏体含量高表明自行研制BS喷嘴的冷却性能强于MIT喷嘴。自主研制的BS喷嘴可以达到MIT喷嘴的性能要求。