奥氏体区和铁素体区热轧IF钢板的织构及成形性能

采用金相观察、织构分析、成形极限试验等,研究了奥氏体区和铁素体区热轧含Ti的IF钢板的显微组织、织构特征及成形性能,探讨了影响钢板成形性能的因素、钢中Ti元素的作用以及织构的形成。结果表明:奥氏体区热轧IF钢的铁素体晶粒均匀,呈等轴状,铁素体区热轧IF钢的晶粒沿轧制方向被拉长,形成形变带,呈纤维状。相比铁素体区热轧IF钢,奥氏体区热轧IF钢具有更低的屈服强度、抗拉强度和屈强比,更高的平均塑性应变比、平均硬化指数和断后伸长率,以及高的FLD0值(成形极限图中平面应变处的主应变),成形性能更好。在两个区域热轧的IF钢均有较高强度的{110}〈112〉织构,其中铁素体区热轧IF钢有一定强度的{110}〈uvw〉纤维织构,奥氏体区热轧IF钢有一定强度的{111}γ纤维织构,γ取向密度较大,形成了具有一定强度的{111}〈101〉、{111}〈112〉等有利织构。

钢铁厂循环水对Q235管道腐蚀的研究

采用挂片腐蚀实验,通过表征不同腐蚀时间的表面形貌和腐蚀产物的组成,探究了Q235管道在循环水中的腐蚀机理.通过测试极化曲线及电化学阻抗谱,得到了循环水中氯离子和添加药剂等因素对Q235钢的腐蚀电流和腐蚀电位,以及对电化学传荷阻抗的影响;并且结合挂片实验,研究了循环水中氯离子、pH值和添加药剂等因素对Q235钢的平均腐蚀率、腐蚀产物组成、形貌和腐蚀特征的影响.结果表明:当控制Cl^-浓度小于100 mg/L,pH值不低于8. 5,以及添加缓蚀剂(2 mg/L)可以有效控制Q235的腐蚀速率.

炊具用钢氧化动力学和氧化铁皮结构研究

通过实验室氧化增重试验和恒温结构转变试验系统研究了不同时间和温度条件下炊具用钢的氧化动力学和FeO的转变行为。根据不同温度下氧化增重数据,推导出炊具用钢的氧化激活能为161.283 kJ/mol;根据氧化铁皮结构及共析反应,绘制出氧化铁皮的等温转变曲线,确定FeO层发生先共析转变和共析转变的“鼻温区”均为500℃左右。根据试验结果对生产工艺进行了调整,产品的表面质量得到明显提升。

600MPa级热轧双相钢组织及扩孔性能的研究

研究了600MPa级热轧双相钢的CCT曲线,据此选择低温卷取工艺并进行了试制。结果表明:结合低温卷、取工艺,通过Nb、Ti微合金化可生产出具有良好的强塑性的热轧双相钢。采用低温卷取工艺生产的热轧双相钢的马氏体岛尺寸比较细小,且弥散均匀分布,马氏体岛内部亚结构为板条状,且含有高位错密度,既起到了强化作用,又保证了材料一定的韧性。试验钢具有良好的综合力学性能和扩孔性能。

600 MPa级热轧双相钢的高周疲劳性能

对热轧组织为铁素体+马氏体(1号)、铁素体+贝氏体+部分马氏体(2号)的600 MPa级热轧双相钢进行了应力比为0.1的拉-拉高周疲劳试验,并对疲劳性能进行了对比分析。结果表明:1号双相钢的疲劳极限为433 MPa,2号双相钢的疲劳极限为413 MPa。两种双相钢的疲劳断口均由疲劳源区、扩展区和瞬断区组成,疲劳源出现在试样顶角或近表面处,低应力时为单一疲劳源,高应力时为多疲劳源。裂纹扩展区除了有大量的韧窝,还有第二相粒子、疲劳辉纹和二次裂纹等特征。低应力幅时1号试样的疲劳辉纹较窄,疲劳寿命高于2号试样;高应力幅时2号试样的韧窝较深,疲劳寿命高于1号试样。在拉-拉载荷作用下,1号试样的裂纹为沿晶扩展,2号为穿晶扩展。透射电镜观察结果表明:在相近的应力幅下,疲劳断口附近高密度的位错缠结阻碍了位错的进一步运动,从而提高了双相钢的疲劳性能。

热轧卷取后的冷却工艺对低碳铝镇静钢热镀锌板耐时效性能的影响

针对低碳铝镇静钢热镀锌板存在耐时效性能较差的问题,开展了热轧卷取后不同冷却工艺的试验。通过分析热轧卷析出的碳化物,以及测量镀锌板的时效指数和内耗值,研究了热轧卷取后的冷却工艺对耐时效性能的影响。试验结果表明:热轧卷在680℃卷取条件下,卷取后的冷却速度从21℃/h降低至4.5℃/h,镀锌板的时效指数降低了约30%,内耗峰值下降了56%,适当降低热轧卷取后的冷却速度能够提高低碳铝镇静钢热镀锌板的耐时效性。

镀锡原板耐蚀性差异研究

通过酸洗失重、酸洗时滞、腐蚀极化曲线和交流阻抗等方法研究了两种镀锡原板的耐蚀性能,并通过XRF、XRD以及金相分析等手段分析了引起两种原板耐蚀性差异的原因。结果显示:镀锡原板耐蚀性差异与其表面物质有关,润滑乳化液增加了脱脂前后原板B的耐蚀性差异。脱脂后原板B与原板A的表面元素种类、含量及其晶面织构和择优取向差异不明显,两者耐蚀性差异主要与其轧后原板表面晶粒尺寸的均匀性相关。

热轧SPHC钢板冷轧后表面色差缺陷分析及改进

热轧低碳铝镇静钢SPHC在冷轧、热镀锌后表面易出现色差缺陷。对色差样品进行了检测和分析。结果表明,产生色差的根本原因是由于热轧板氧化铁皮较厚以及表面粗糙度较大,导致冷轧时产生微观压应力不均而在宏观上表现出色差缺陷。降低卷取温度和优化除鳞工艺可明显改善表面色差缺陷。

580DP与700DP热轧双相钢的力学性能与成形性能

研究了580DP与700DP热轧双相钢的拉伸性能、扩孔性能和成形极限曲线,并与QStE550TM热轧微合金高强钢的进行对比;采用成形极限经验公式和MK模型对成形极限曲线进行预测,并与试验结果进行对比;对热轧双相钢的成形极限曲线最低点的主应变进行拟合,进而对成形极限经验公式进行修正。结果表明:与QStE550TM钢相比,580DP与700DP钢的断后伸长率和加工硬化指数较高,屈强比较低,加工性能较好;580DP与700DP钢的扩孔率均低于QStE550TM钢的,扩孔性能较差;580DP钢的成形极限曲线高于700DP钢的,且均高于QStE550TM钢的,热轧双相钢的成形性能较好;成形极限经验公式与MK模型均不能很好地预测580DP与700DP钢的成形极限曲线;采用修正的成形极限经验公式计算得到的热轧双相钢的成形极限曲线与试验结果较吻合,其中580DP钢的相对误差小于5.6%,700DP钢在平面应变区域的相对误差小于9.4%,在其他区域的相对误差小于6.5%。

带钢层流船形冷却及卷取过程温度场和相变的有限元分析

根据CCT曲线和工艺要求建立带钢船形冷却的温度-相变耦合模型,对冷却及卷取过程的温度场和相变进行模拟计算。建模过程中,带钢物性参数从二级机中调取,通过模型子程序HETVAL在CAE软件中定义生热,以JMAK方程为相变动力学方程,采用六次高斯曲线进行船形冷却效率拟合。计算结果表明:冷却结束后,带钢长度方向计算温度与检测温度基本重合,表层冷速大于中心层的,并出现"返红"现象,所模拟带钢在层流冷却辊道上已完成相变。钢卷下线3 h后,温度分布梯度基本稳定。利用计算结果,优化了现有工艺。

退火工艺对高强冷轧马氏体钢力学性能的影响

开展了不同工艺参数下高强冷轧马氏体钢的退火试验。采用光学、扫描、透射显微镜和拉伸试验等分析了退火工艺参数对高强马氏体钢性能与组织的影响。结果表明,当快冷开始温度高,淬火后马氏体数量多,试验钢强度增高,伸长率相对较低;当冷却速度快,试验钢中马氏体含量增多且晶粒细小,屈服和抗拉强度提高,伸长率影响不显著。随着过时效温度的升高,试验钢屈服强度升高,抗拉强度降低。过时效过程中,大块M/A岛的分解和细小弥散粒子的析出是导致屈服强度上升的主要原因,同时也对伸长率的提高有积极作用。此外,适当提高过时效温度,可以降低马氏体的硬度及马氏体和铁素体相之间的硬度差,有利于折弯性能的改善。

热轧SPHC带钢冷轧边裂缺陷分析及控制

对热轧SPHC低碳铝镇静带钢样品在冷轧时出现的边裂缺陷进行了检测分析和热模拟研究。结果表明,主要是薄规格SPHC钢在热轧过程中边部温度损失大,终轧温度较低,其微观组织存在较严重的纤维状,导致材料塑性较差,在后续冷轧时产生边裂问题。提高出炉温度、优化除磷工艺、提高中间坯厚度等措施可有效改善边裂缺陷。

热轧后冷却和平整工艺对700 MPa级Nb-Ti微合金化S600MC高强带钢力学性能的影响

研究了热轧后三段冷却工艺和平整工艺对2.3 mm 700 MPa级S600MC高强钢板(/%:0.07C,0.15Si,1.50Mn,0.015P,0.003S,0.025Alt,0.015Nb,0.08Ti)力学性能的影响。终轧温度870℃,采用三段冷却工艺,中间温度由670℃降至580℃时,屈服强度由557 MPa提高至600 MPa,而抗拉强度基本保持不变(774 MPa至786 MPa),伸长率由24%降至21%,屈强比提高0.04。卷取温度由150℃提高至250℃时,力学性能基本保持不变。一次平整工艺提高高强钢屈服强度达到22~43 MPa,而抗拉强度变化不大,伸长率下降2~5个百分点。二次平整工艺对屈服强度提升尤为明显,可以达到101 MPa,但伸长率下降达到8个百分点,反而不利于改善综合性能。

冷却工艺对Ti微合金热轧带钢组织和性能的影响

对两种厚度(1.5、8.0mm)的Ti微合金热轧带钢进行了不同冷却工艺的现场试验,研究了稀疏冷却、优化稀疏冷却,前段冷却以及前段密集冷却工艺下热轧带钢组织和力学性能。结果表明,1.5mm带钢卷取温度520和500℃时,优化稀疏冷却工艺比稀疏冷却工艺屈服强度稍有提高;在卷取温度480℃时,屈服强度和抗拉强度分别提高24和30MPa。与前段冷却工艺的8.0mm热轧带钢相比,采用前段密集冷却工艺的屈服强度和抗拉强度分别提高51和46MPa,断后伸长率和低温冲击前段功稍有降低,但在-60℃时冲击功仍能达到160J,保持较高的冲击性能。

家电用含磷高强IF钢的抗时效性能分析

研发了一种新的增加C、P元素的高强IF钢热镀锌家电板,借助于材料计算软件,模拟计算P元素在铁素体中固溶含量情况,利用扫描显微镜EBSD和拉伸试验机,对比高强P-IF钢和普通IF钢的晶粒尺寸、晶界角度、力学性能。通过开展试验室静态应变时效和烘烤时效模拟试验,研究P元素的添加对无间隙原子钢的耐时效特性的影响。研究结果表明:添加C、P元素起到了细化晶粒、固溶强化作用,大大提高了无间隙原子钢的强度,而延伸率基本无影响,并且P的加入没有改变无间隙原子钢的无时效性特征,很好地解决了常规AK钢类家电板在用户加工过程的时效问题。

复合粘结剂对球团高温固结的影响及机理

膨润土是球团矿生产过程中的主要粘结剂,能显著改善原料成球性、提升球团质量,但较高的SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量会造成炼铁生产渣量增加.添加少量有机粘结剂替代部分膨润土已成为改善球团性能的必要手段.本文考察了有机粘结剂P替代部分膨润土对球团高温强度的影响,结合激光闪射法和热重法(TG)研究了有机粘结剂对磁铁矿球团内部结构及传热、传质的影响.结果表明,复合粘结剂可以替代部分膨润土,适量有机组分的增加有利于预热球、焙烧球强度的提升和球团的氧化.主要原因是有机粘结剂P经过高温后热解,并在球团内部形成适量孔隙,球团热传导系数降低,内部升温梯度减缓,避免了球团表层因过快氧化结晶而形成致密的氧化层.同时,细小的孔隙有利于氧气进入球团内部,促进Fe_(3)O_(4)氧化成Fe_(2)O_(3),氧化分数fTGA随着有机粘结剂P的添加而逐渐升高,由90.80%提至92.17%.

热镀铝锌机组产品力学性能预报技术

针对热镀铝锌机组产品力学性能超差的问题,在对产品力学性能影响参数进行重要度分析和数据样本聚类分析的基础上,建立热镀铝锌机组产品力学性能BP神经网络预报模型,实现带钢屈服强度、抗拉强度与断后伸长率等力学性能参数在统计学意义上的计算。基于平整轧制机理模型,以变形抗力为桥梁,根据平整轧制过程中实时轧制力数据模型,反算出带钢出口处变形抗力的波动情况,以此对由BP神经网络模型预报得到的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率进行修正,进一步形成了一套神经网络模型与物理冶金模型相结合的热镀产品力学性能预报技术。将此技术应用到了某钢厂热镀铝锌机组生产现场,为该机组生产工艺的制定提供了理论依据。

热轧温度波动对冷轧变形抗力的影响模型

针对热轧过程中温度波动生产的带钢在冷轧过程变形抗力变化的问题,将变形抗力分为初始变形抗力和加工硬化量两个部分,建立变形抗力初始模型。将终轧温差、卷取温差、由温差引起的加工硬化量的变化量、标准热轧终轧温度、实际热轧终轧温度、标准热轧卷取温度以及实际热轧卷取温度等因素考虑在内,以多项式函数建立起热轧温度特性波动对冷轧变形抗力影响模型。结合压扁半径的轧制压力模型,建立优化目标函数,利用Powell优化算法通过大量现场生产数据反算出相关特征系数,最终得到冷轧来料的变形抗力。以此为理论依据,开发出轧制压力预报模型,将此研究其应用于某1420机组的生产实践,变形抗力计算值更加精确,成品带钢板形得到良好控制。

热镀铝锌带钢表面缺陷形成机理及工艺优化

为了研究热镀铝锌带钢表面锌渣与锌灰缺陷的形成机理,进一步通过工艺优化提高带钢表面质量。在初步确定热镀铝锌机组热镀工艺段带钢规格与工艺参数波动对锌锅锌渣与炉鼻子锌灰产生的影响的基础上,结合热镀铝锌机组的热镀机理、设备结构特点与生产工艺参数,分析了锌渣与锌灰对热镀工艺段沉没辊系运行状态的影响,以及在热镀段不同工艺位置带钢表面形成的转印锌渣、锌渣划伤、点状锌渣与锌灰漏镀类型。同时,通过对带钢表面质量缺陷处采用扫描电子显微镜与能谱仪进行了形貌与缺陷成分分析,确定了锌渣与锌灰缺陷的主要成分为氧化锌、铁铝与铁锌化合物。在此基础上,结合热镀工艺与设备对锌渣与锌灰的形成机理展开分析,发现带钢出炉温度与入锌锅温度波动是导致锌渣与锌灰缺陷加速形成的主要因素,并利用热镀铝锌机组验证了带钢出炉温度与入锌锅温度波动是锌渣与锌灰形成原因的正确性。此外,根据锌锅沉没辊系结构参数,充分考虑沉没辊系、带钢规格、热镀工艺参数及温度影响因素建立了锌鼻子与锌锅温度场模型。在表面缺陷现场验证与温度模型建立的基础上,结合连退冷却炉能力对带钢出炉温度进行优化,有效降低了带钢表面锌渣与锌灰缺陷的改判量。为从工艺角度进一步治理锌渣与锌灰缺陷奠定研究基础,同时为热镀工艺段锌锅与锌鼻子设备升级提供了温度控制模型。

原板夹杂物诱发镀锡板点腐蚀缺陷分析

原板高强减薄和锡量降低是镀锡板发展的重要趋势,直接对原板夹杂物和镀锡板表面缺陷控制提出了更为严格的技术要求。通过对夹杂物含量异常的钢坯进行全流程加工得到的1.1/1.1 g/m2规格镀锡成品卷的研究,发现经过10 d在库测试,镀锡板表面产生点腐蚀缺陷。利用光学显微镜、扫描电镜和电子能谱等方法就镀锡板点腐蚀缺陷进行了深入分析,结果发现黄褐色腐蚀产物元素成分为O、Fe,源于基体腐蚀,并伴有原板夹杂物存在。通过金相切片确认典型点腐蚀缺陷样品夹杂物尺寸为96.82μm×50.00μm×8.86μm,属于原板表面嵌入型夹杂,其成分特征为主要含Al、O元素。夹杂物的存在改变了局部区域的原板轧制纹理和镀层形貌,产生近似椭圆白点缺陷,锡层沉积量由缺陷中心外延逐步增加,整体在11.02%～28.08%范围内波动。根据夹杂物伴随点腐蚀缺陷特征,其诱发镀锡板腐蚀行为与夹杂物形成的原板晶体结构缺陷、锡层差异沉积与夹杂物导电性和硬度直接相关。通过研究,清晰地描述了原板表面夹杂物对后续镀锡板成品的表面质量影响关系,为更好控制原板夹杂物提升镀锡板产品表面质量提供了实际数据支撑。