许亚娟[1]2004年在《回火工艺对贝氏体轨钢组织性能的影响研究》文中研究说明在分析、研究国内外贝氏体钢轨的使用现状后，采用回火工艺来使贝氏体钢中残余奥氏体含量适当并提高残余奥氏体稳定性，从而改善贝氏体钢轨的使用性能。借助力学测试，光学显微镜、扫描电镜、透射电镜观察分析等实验手段，对不同回火制度下贝氏体钢的组织和力学性能进行研究，探讨回火过程的作用。 制定了六套不同的回火工艺，对试验用贝氏体轨钢进行较为全面的回火试验研究。拉伸试验结果表明，350℃回火4h及以上，试验贝氏体钢屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1200MPa，伸长率和断面收缩率分别大于15％和45％，强韧性配合明显高于普通及淬火珠光体钢轨钢。冲击试验表明，350℃回火4h时，冲击韧性大于150J／cm~2：在450℃～550℃回火时，出现明显的回火脆性。光学金相分析和薄膜透射电镜观察表明，未回火及回火后的试验贝氏体钢的组织以粒状贝氏体为主，残余奥氏体主要在板条间以M-A岛状形式分布。不同回火温度及经3％拉伸塑性变形后试验贝氏体钢残余奥氏体的测定结果表明，350℃回火时的残余奥氏体机械稳定性最好。试验贝氏体钢的强韧性随回火温度的变化及残余奥氏体的机械稳定性密切相关。 通过对试验钢进行的实验室研究，本文认为经350℃4h回火后的试验贝氏体钢达到了设计目标，同时认为关于国内贝氏体钢轨的研究还有很多工作要做。
冯子凌[2]2016年在《贝氏体钢轨铝热焊剂及热处理工艺的研究》文中认为针对我国高强度高硬度的贝氏体钢轨,本文研究了适用于高强度贝氏体钢轨的贝氏体铝热焊焊剂、焊后热处理工艺及设备,并对贝氏体铝热焊接头的组织和性能进行了分析,完成了贝氏体铝热焊接头在大秦线试验铺设。贝氏体铝热焊剂的研究表明,在铸态下,锰硅含量比过高会导致焊缝的晶粒内部中出现残余奥氏体组织,使得接头踏面硬度提高;锰硅含量比过低会导致焊缝的晶界处出现铁素体,使得接头踏面硬度降低。锰硅含量比在1.1~1.2范围内,接头的组织主要由贝氏体+少量铁素体+少量残余奥氏体组成,踏面硬度在320~330HB。随着Cr含量提高,接头组织中铁素体消失、残余奥氏体出现,提升接头踏面硬度。Cr元素代替部分Mn元素的结果表明,Cr对组织和力学性能影响与Mn作用相似。焊剂中添加Ni元素会导致铝热焊接头中残余奥氏体增多,接头踏面硬度提高。设计的两种焊剂方案对比研究发现,合金元素含量为0.20%~0.30%C、1.50%~1.90%Mn、1.40%~1.90%Si、0.40%~0.60%Cr,0.30%~0.50%Mo时,铝热焊接头经过正火处理,焊缝、熔合区组织均匀性好,踏面硬度可达到350~360HB,冲击功平均AKU=24.25J(室温),静弯强度、抗拉强度均满足TB/T1632.3-2014要求。贝氏体铝热焊接头的热处理工艺研究表明,加热+喷风不适用贝氏体铝热焊焊后热处理;本研究研发了适合贝氏体铝热焊的加热+缓冷的热处理工艺,以及便于操作的热处理设备。经热处理后,接头组织全断面由无碳化物贝氏体+粒状贝氏体组成,踏面硬度为340~350HB,抗拉强度平均σb=808.11MPa,熔合区组织均匀,静弯强度平均为2504.83kN。贝氏体铝热焊接头中的粒状贝氏体的形成与Cr、Mo元素分布不均匀有关,粒状贝氏体平均硬度337.44HV低于无碳化物贝氏体400.92HV。贝氏体铝热焊接头在疲劳测试过程导致的断裂,是由于轨底夹渣造成,经过改进的砂型底板可以满足接头疲劳性能测试。经过疲劳测试的铝热焊接头会出现少量针状组织,但并未影响接头通过疲劳测试。选用贝氏体焊剂进行贝氏体+珠光体钢轨铝热焊接,经过热处理后,接头的熔合区贝氏体一侧组织均匀,珠光体一侧晶粒细化,接头静弯强度平均为1909.22kN,踏面硬度平均为312HB,抗拉强度平均σb=809.89MPa,贝氏体一侧软化区宽度12mm,珠光体一侧软化区宽度6mm。贝氏体铝热焊接头在大秦试验段试铺结果表明,贝氏体铝热焊接头性能良好。
罗平[3]2016年在《基于组织调控改善贝氏体钢轨钢的抗磨损和抗接触疲劳性能》文中研究表明本论文研究了Mn-Si-Cr系贝氏体钢轨用钢的组织演变规律及不同形态贝氏体对其强韧性和抗磨损性能的影响规律,并获得了优化的钢轨用钢热处理方案。以此为基础,进一步研究了实际贝氏体钢轨钢和珠光体钢轨钢的抗磨损和抗接触疲劳性能。等温贝氏体和连续冷却组织演变规律结果表明：贝氏体钢轨钢具有良好的贝氏体淬透性,在较宽冷却速度(0.05℃/s～8℃/s)范围内可得到贝氏体/马氏体复相组织,当冷却速度处于0.25℃/s～8℃/s范围内时奥氏体向贝氏体和马氏体转变动力学相差不大；为该贝氏体钢轨钢采用空冷冷却方式的可能性提供了科学依据。回火对空冷贝氏体钢轨的研究结果表明：该贝氏体钢轨钢具有较高的回火抗力,当回火温度为280℃时贝氏体钢轨钢的强韧性匹配较佳且经280℃回火后残余奥氏体的热稳定性和机械稳定性较高；为贝氏体钢轨钢的回火工艺提供了科学依据。工业化生产贝氏体钢轨在空冷条件下组织转变过程较复杂；并工业化生产的贝氏体钢轨具有良好的强韧性匹配、其抗磨损和抗接触疲劳性能均较佳。根据贝氏体钢轨钢的贝氏体等温转变、连续冷却转变规律及贝氏体钢轨空冷过程中组织转变规律设计了叁种不同热处理工艺以得到含有不同形态贝氏体的贝氏体/马氏体复相组织。结果表明：针状贝氏体/马氏体复相组织比粒状贝氏体/马氏体复相组织的强韧性高、抗磨损性能好。本论文较系统地研究了贝氏体钢轨钢的贝氏体等温淬火和连续冷却转变组织规律和工业化空冷贝氏体钢轨组织演变规律。基于上述演变规律设计相应热处理工艺,得到不同形态的贝氏体/马氏体复相组织,从而调控贝氏体钢轨钢的性能。
陈晓男, 栾道成, 刘志鹏, 冯艳斌, 梁美霞[4]2009年在《回火工艺对贝氏体辙叉心轨钢组织性能影响研究》文中研究表明研究了Si—Mn—Cr低碳贝氏体钢在正火和回火过程中的组织转变和性能变化。结果表明:经350℃回火后具有良好的强韧配合,新型贝氏体钢屈服强度为1 196 MPa,抗拉强度为1 437 MPa,伸长率和断面收缩率分别为13%和50%,冲击韧性为72 J/cm~2,强韧性配合明显高于普通及淬火珠光体钢轨钢。而在450℃～600℃回火时出现明显的回火脆性。通过研究回火后的组织转变及残余奥氏体热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了无碳贝氏体韧化及脆化机理,提出了适于该钢的最佳回火工艺。
陈景浒[5]2011年在《中高碳合金钢薄板坯连铸连轧新工艺的研究》文中研究说明本文研究CSP薄板坯连铸连轧工艺生产中高碳合金钢的物理冶金机理和工业生产技术。中高碳合金钢的应用十分广泛,使用的条件也很苛刻。因此要求要有高的淬硬性和淬透性、耐磨性和韧性,产品可以热轧直接退火应用或冷轧后应用；热轧状态使用的合金钢还要求保证板形优良、厚度精度高；微观组织要求有良好的等向性、高的洁净度及理想的金相组织,细小均布的碳化物形态。这些高的要求,除了在钢材化学成分上进行合理的配比优化外,相应在冶炼、浇注、热加工、热处理上还要采用一定的新的生产工艺技术。中高碳合金钢的碳含量都比较高,有资料显示,当碳的质量分数大于0.45%时,偏析会急剧增加,凝固过程的枝状晶充分生长,选分结晶也相当严重,铸坯中心的元素正偏析在加剧,同时枝状晶的搭桥现象还会阻碍钢液对凝固末端的补充,导致铸坯中心疏松就很严重。利用CSP生产工艺的铸坯的凝固速度快,薄板坯是由液态快冷形成,从γ-α无中间反复相变的技术特点。因此,通过合理的冶金成分设计,建立了全新的薄板坯连铸连轧工艺生产中高碳合金钢的冶金工艺控制技术,成功地开发出具有低脱碳层、产品均匀性好,高性能、高附加值低成本中高碳合金钢热轧薄板。本文对碳含量(Wt%)0.3～1.0%的中高碳合金钢成分波动规律进行了研究,提出了影响中高碳合金钢成分波动以及偏析的主要影响因素,并开发了保证成分均匀性以及减少偏析的炼钢、精炼和薄板坯连铸控制技术,实施后各类中高碳合金钢成分均匀性控制水平和偏析控制水平达到国外同类产品水平。通过对中高碳合金钢性能影响较大的Al2O3、SiO2、MnS等类型夹杂物的形貌、数量控制以及分布规律的研究。采用显微分析、扫描电镜分析以及电解分析等手段,对比分析不同工艺条件下夹杂物形貌、数量以及分布,研究电炉冶炼工艺、LF精炼工艺和中间包控制工艺的夹杂物控制技术,优选出合理的控制工艺。采用热膨胀以及金相法,测定出所试验的钢种在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,绘制了30CrMo、50CrV4和SKS51的连续冷却转变(CCT)曲线；根据不同钢种的CCT曲线上特征点来确定各个相变点,从而确定了该钢种的连续冷却转变曲线；再利用电镜和光学显微镜观察试样的显微组织,分析不同的冷却速度对不同钢种的相变点的影响；另外,还分析讨论了不同的工艺参数对贝氏体转变、马氏体及珠光体转变和对CCT曲线的形状和位置的影响；研究了中高碳合金钢连续冷却过程中不同的钢种奥氏体转变的过程及转变产物的组织与性能,为实际生产工艺制度的优化提供了理论依据。为了控制热轧钢带的表面脱碳,对薄板坯连铸连轧流程生产的热轧中高碳合金钢的脱碳行为进行了研究；比较与分析了薄板坯连铸连轧流程与传统流程的脱碳规律,以及热轧中高碳合金钢带在不同的加工条件下所发生脱碳的程度以及影响因素。影响中高碳合金钢组织性能的重要因素是控制冷却工艺和合金元素的含量。钢的连续冷却转变曲线,即CCT曲线是研究和制定钢的控制冷却工艺的理论基础和前提。为此,根据测定的中高碳合金钢代表钢种的CCT曲线,研究了卷取温度对钢的组织性能的影响；研究了关键合金元素对钢的组织性能的影响。通过对薄板坯连铸连轧工艺生产中高碳合金钢的研究,使珠钢在国内第一次生产出高品质的中高碳合金钢系列热连轧钢板,产品质量与世界先进水平相当。这不仅提升了我国高强度热连轧钢板生产的技术水平,而且还改变了国内工程机械、高端合金工具制造等行业长期依赖进口的局面。
王晓雯[6]2016年在《高强度钢焊缝组织的热处理模拟及其冲击性能研究》文中研究说明高强度钢,超高强度钢是满足高服役性能、高安全性和低废气排放社会需求的优良汽车用钢。强度提升的同时,钢材之间的连接面临越来越多的问题,电阻焊是汽车连接中应用最广泛的方法,其中热影响区是裂纹生成和扩展的主要脆弱区,热影响区的质量直接决定了汽车的安全性。为了研究电阻点焊热影响区组织与性能的关系,本文通过不同热处理方法模拟热影响区组织,相比于利用热模拟机在恒定的参数条件下模拟的组织,热处理方法可以实现热影响区组织的局部放大,对均匀单一组织进行组织和性能的研究。本课题的研究材料是由武汉钢铁(集团)公司提供的WHT1300HF热成形汽车用钢,利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、维氏显微硬度测试(HV-1000)、耐中性盐雾腐蚀性能测试和夏比缺口冲击性能测试等测试方法对组织和性能进行了研究,针对试验内容得出如下结果:(1)通过JMatPro软件对板材的相变点和相变过程进行理想状态下的模拟,设置试验条件得到A3、A1、Ms、Mf点的温度分别为点温度为809℃、A1温度为707℃、Ms为403℃和Mf点温度为293℃。(2)Q&P处理后的组织由大量马氏体、少量残余奥氏体、析出碳化物和铁素体组成;显微硬度随着淬火温度和碳分配时间的增加,硬度值均呈下降趋势,淬火至250℃和300℃保温60s的组织显微硬度相差不大;Q-T处理后的组织由板条马氏体、铁素体、弥散的细小贝氏体和晶界处的碳化物颗粒组成,650℃回火下的组织马氏体开始分解,碳化物颗粒增大,维氏显微硬度和基体组织相差不大,为202。(3)两种热处理方法模拟出的组织在中性盐雾环境下均出现变色、气泡、锈层和锈层脱落,通过单位失重量和腐蚀速率的计算得出,焊接工艺在一定程度上均降低了材料的耐中性盐雾腐蚀性能,在Q&P热处理方法模拟的组织中850℃奥氏体化10min,淬火至300℃保温90s的腐蚀层形貌的致密性和表面腐蚀性最佳;350℃回火1h的试样耐中性盐雾腐蚀性能比650℃回火1h条件的试样耐中性盐雾腐蚀性好。(4)冲击测试很大程度上检验了焊点处的力学性能,在淬火-回火工艺下的试样耐冲击性能差,在300℃淬火温度下保温120s的耐冲击性能最优,在有限的试验工艺下,淬火温度过低或碳分配时间过短,冲击性能均达不到较高水平。
王海燕[7]2017年在《稀土对微合金钢中碳化铌溶解与析出行为的影响》文中研究指明通过微合金化与控轧控冷技术的有机结合,依靠碳氮化物析出与形变再结晶的交互作用使钢获得良好的强韧性,是有效提高钢铁材料性能的重要手段。在Ti、Nb、V、B、稀土等微合金元素中,Nb因具有显着抑制奥氏体晶粒长大、提高非再结晶温度、细化相变组织、提高钢的强韧性等作用,在高强低合金钢领域得到了广泛应用,稀土因其在钢中的净化、抗氧性、提高耐蚀性等作用而引起材料研究者广泛关注。我国白云鄂博矿拥有丰富的稀土资源,前期研究表明,包头钢铁公司使用白云鄂博铁矿原料生产的钢中含有一定量的残余稀土,其含量达到微合金化要求。如何充分发挥稀土的有益作用,不仅需要关注稀土本身的微合金化效果,还应着眼于稀土的存在形式及其与微合金元素Nb等的交互作用。然而,由于稀土理化性质的特殊性以及研究手段的限制,目前稀土在钢中的微合金化作用尚缺乏系统的研究。本文基于稀溶液固溶体,计算了钢中常用稀土元素La、Ce、Y在Fe基合金中形成稳定第二相的形成焓与溶解焓,获得了稀土在Fe中固溶度随温度的变化曲线。此外,Fe-RE系合金在升温与降温过程中的内耗变化规律表明,当稀土原子溶于基体时,在高温区段会出现溶质原子在晶界偏聚的阻尼峰,当稀土含量增加到超过基体最大固溶量时,会与其他合金元素反应形成化合物;进一步地,从电子结构层次深入分析了稀土原子的占位倾向及对晶界的强韧化作用机理。基于稀土与其他微合金元素的相互作用系数,计算了稀土作用下NbC的固溶度积,分析了稀土元素对高温奥氏体化状态下NbC溶解行为的影响,建立了 NbC在奥氏体区的析出动力学模型。此外,设计了奥氏体区的等温析出实验,结合等温析出后的组织观察与硬度测试结果表明,稀土元素会提高NbC在奥氏体中的固溶度积,降低其固溶温度,促进NbC在奥氏体中的溶解。通过系列等温实验与热变形实验,结合物理化学相分析与析出物统计,对添加稀土前后实验钢中NbC的析出行为进行了定量定性表征。根据差热分析曲线中第二相析出峰的变化,利用JMA模型讨论了稀土对微合金钢中NbC析出动力学的影响。结果表明,稀土添加后,NbC在奥氏体区的激活能由75.32kJ/mol升高到90.15kJ/mol,在铁素体中的激活能则由176.98kJ/mol降低为65.47kJ/mol。此外,利用第一性原理分析了稀土与Nb原子的交互作用,以及对Nb原子扩散激活能的影响,从微观角度深入解释了稀土对奥氏体与铁素体区NbC析出行为的影响机理。通过设计系列扩散偶实验,讨论了稀土 La对铁铌互扩散行为的影响。在此基础上,得出稀土 La作用下Nb在铁素体中的扩散系数。结果表明,添加稀土后,Nb在铁素体中的扩散系数增加。基于位错形核机制,建立了 NbC在铁素体中的形核与析出模型,结合NbC析出动力学实验,阐明了稀土对铁素体区NbC析出行为的影响机理。实验与计算结果均表明,稀土加入后会加快NbC在铁素体区的析出,增加铁素体中析出相密度与弥散强化效果。借助系列热变形工艺下的平均流变应力实验,确定了实验钢的未再结晶温度,从形变储能作用下回复与再结晶之间的竞争关系讨论了稀土对形变再结晶行为的影响机理。根据应变诱导析出NbC颗粒的体积分数和分布形态,在考虑钉扎和拖曳效应的情况下,预测了再结晶晶粒等温长大动力学。基于上述的理论与实验研究,对白云鄂博含稀土铁矿生产钢材的可行性和经济性进行评估,并给出了合金成分设计与热机轧制工艺设计的思路。
李磊[8]2016年在《Cr5钢支承辊水—空交替热处理工艺数值模拟与实验研究》文中研究说明支承辊作为轧机中的关键部件,其性能的优劣会直接影响轧制产品的性能与质量。为得到高服役性能的支承辊,除了需对材料成分进行探索和开发之外,还需对其热处理工艺进入深入研究。本文通过数值模拟与实验测试,对Cr5支承辊的热处理工艺进行了研究,得到了满足支承辊使用需求的水-空交替热处理工艺。首先,利用Gleeble-3800热模拟试验机测得了Cr5钢的连续转变曲线和热膨胀系数等参数,并对Cr5钢的马氏体转变进行了研究,完善了Cr5钢支承辊在热处理过程中的温度场、组织场和应力应变场相互耦合的数学模型。接着,利用HYPERMESH网格划分工具对Cr5支承辊的叁维几何模型进行网了网格划分,并将其导入到DERORM数值模拟软件中对其最终热处理过程进行了数值模拟。通过控制不同冷却时间和空冷时间,制定了四种水-空交替热处理工艺,并对这四种工艺下支承辊的温度场、组织场和应力应变场等模拟结果进行了分析,得到了能够满足支承辊使用需求的水-空交替热处理工艺。最后,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其水-空交替淬火工艺和连续喷雾淬火工艺进行了物理模拟与对比实验。并通过拉伸实验、冲击实验、硬度测试和金相观察等,分析了经这两种热处理工艺处理后Cr5钢试件的组织和力学性能。由实验结果可知,试件经水-空交替淬火工艺处理后组织的塑性与韧性均较经连续喷雾淬火后有明显提高。虽然试件的强度和硬度稍有下降,但仍能够满足支承辊的强度和硬度使用要求;试件经水-空交替淬火处理后,残留奥氏体有明显提高,这也是其塑性和韧性等提高的主要原因。
刘宏亮[9]2011年在《稀土对X80管线钢组织和性能的影响》文中研究指明洁净钢生产工艺技术的进步,改变了稀土在钢中的赋存状态和作用机制。研究表明,稀土在洁净钢中的微合金化作用更加明显和稳定。关于稀土在控轧控冷工艺中的作用和行为,目前尚无定论,这已成为研制开发具有我国资源特色的稀土微合金钢的主要瓶颈之一。本论文以X80管线钢为对象,系统研究了稀土在管线钢中的赋存状态,及其对管线钢微观组织和力学性能的影响作用机理,在此基础上提出了稀土管线钢的设计开发理论,并在实验室模拟工艺条件下制备了具备良好综合力学性能和低成本的稀土管线钢。在本论文条件下,得到以下主要结论：1.管线钢中稀土主要偏聚在晶界,但在奥氏体和轧态组织中的分布规律有所不同,稀土在轧态组织中的晶界偏聚程度明显增加。偏聚晶界的稀土可俘获有害元素硫和锑等,形成化合物,从而有效改善晶界性质。2.稀土可以改变铌元素在管线钢中的溶解析出行为。稀土可以降低铌元素在管线钢奥氏体中的溶解温度,抑制铌元素在奥氏体中的应变诱导析出,但可以促进铌元素在铁素体中的沉淀析出。3.稀土可以改变加热以及变形过程中管线钢的奥氏体长大行为,并可以明显细化管线钢的奥氏体晶粒尺寸。利用实验测定的再结晶激活能,对传统C-Mn钢轧制模型进行修正,得到了适用于稀土管线钢的轧制模型,该模型可以为合理制定管线钢的控制轧制工艺提供理论依据。4.稀土可以明显抑制管线钢过冷奥氏体向多边形铁素体的转变,具有提高过冷奥氏体稳定性的作用,稀土还可以促进管线钢组织中准多边形铁素体和MA岛状组织数量增加。5.稀土对管线钢力学性能的影响与轧制工艺及冷却速率关系密切。在适当的轧制工艺条件下,稀土可以明显提高管线钢的强度和冲击韧性。6.提出叁种稀土管线钢的设计开发理念,综合考虑屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、合金成本和生产成本,根据合金元素综合设计理念开发的稀土管线钢为最佳选择。制备出的稀土管线钢的屈服强度可达到590MPa,抗拉强度可达到735MPa,-20℃冲击吸收功可达到220J。与未添加稀土的X80管线钢相比较,稀土管线钢的综合力学性能获得了明显提升,同时合金成本降低了167元/吨钢。
顾森东[10]2015年在《特殊钢大尺寸棒材往复热轧过程数值模拟与工艺优化》文中指出大尺寸棒材轧制作为一种型钢轧制工艺技术,可生产非调质钢、轴承钢、管坯用钢、弹簧钢等,具有生产效率高、经济效益显着等特点,在国民经济发展中起着重要作用。但与中小规格棒材相比较,大尺寸棒材轧制有其特殊性,其生产过程还存在诸多问题。为了精确控制轧制过程,生产高性能、高技术含量和高附加值的大尺寸棒材产品,需要对其轧制过程中轧件内部温度、应变、应变速率等各宏观场量和奥氏体晶粒尺寸、过冷奥氏体相变产物等各微观场量的分布和演变进行较为全面、细致地研究。但考虑到轧制过程的复杂性和成本问题,传统的在线实验方法已经不能满足研究的需要。近几年来,以物理冶金和有限元理论为基础的多场耦合数值模拟方法已经成为研究轧制过程的重要工具。借助该工具,研究人员可以实现虚拟轧钢,不仅可以研究现有轧制工艺,而且能够对轧钢过程进行工艺优化,预测产品性能。在前期工作的基础上,本论文基于实际轧钢过程,采用有限元数值模拟与实验相结合的研究方法,围绕特殊钢大尺寸棒材往复热轧过程热-力-组织多场耦合数值模拟与工艺优化这一主题展开研究,主要研究内容和结论如下：1.为了对38MnVS6非调质钢(38MnVS6钢)大尺寸棒材往复热轧过程进行热-力-组织多场耦合数值模拟,首先开展了38MnVS6钢奥氏体动态再结晶实验、亚动态再结晶实验、静态再结晶实验、晶粒长大实验和等温转变实验,系统的研究了38MnVS6钢奥氏体晶粒演变行为和等温转变行为,得到了一整套适用于研究38MnVS6钢大尺寸棒材往复热轧过程奥氏体晶粒演变的数学模型和过冷奥氏体相变的等温转变曲线。2.基于实际轧钢生产线和轧制规程,利用有限元软件MSC.Marc及其二次开发功能,建立了38MnVS6钢和GCr15轴承钢(GCr15钢)大尺寸棒材往复热轧过程的多场耦合有限元模型,实现了这两个钢种大尺寸棒材往复轧制过程的叁维热-力-组织多场耦合数值模拟和轧后冷却过程的二维热-相变耦合数值模拟,详细分析了轧制过程中轧件内部温度、应变、应变速率、奥氏体晶粒尺寸和过冷奥氏体相变产物的分布和演变情况。其中温度、晶粒尺寸和相变产物的模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的准确性。3.详细分析并比较了不同规格的38MnVS6和GCr15钢大尺寸棒材往复热轧过程中轧件内部各场量的分布与演变规律。模拟结果表明,轧制过程中轧件内部奥氏体晶粒在温度、应变、应变速率等的作用下,发生动态再结晶、亚动态再结晶、静态再结晶和晶粒长大,晶粒尺寸总体上不断减小；不同规格棒材轧制过程中轧件内部各场量的变化趋势基本相似,但棒材尺寸越大,轧制过程中轧件内部温度越高,各场量的分布越不均匀,导致奥氏体晶粒尺寸及其分布的不均匀性越大：特别是GCrl5钢Φ150mmm棒材,其轧制结束后中心奥氏体晶粒尺寸达到了88pm,表面与中心相差72μm。与38MnVS6钢相比较,GCr15钢棒材轧制过程中轧件内部再结晶及晶粒长大行为对轧制参数的变化更为敏感。4.为改善轧后棒材内部微观组织,设计了4类特殊钢大尺寸棒材轧制控温方案,从各类方案中选取多种工艺对GCr15钢Φ150mm棒材往复热轧过程进行了优化。然后根据典型工艺的优化结果,比较了各类方案的优缺点,得到了其中一类最优方案。最后基于该类方案,对其他规格的38MnVS6和GCr15钢大尺寸棒材往复热轧过程进行了工艺优化。结果表明,该类方案既能有效地降低热轧过程中轧件中心温度,又能减小内部温差,从而改善了轧后棒材内部奥氏体晶粒尺寸及其分布。基于该优化过程,某特钢公司对其特殊钢大尺寸棒材生产线进行了改造,进一步提高了产品的质量。
参考文献：
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[2]. 贝氏体钢轨铝热焊剂及热处理工艺的研究[D]. 冯子凌. 中国铁道科学研究院. 2016
[3]. 基于组织调控改善贝氏体钢轨钢的抗磨损和抗接触疲劳性能[D]. 罗平. 北京交通大学. 2016
[4]. 回火工艺对贝氏体辙叉心轨钢组织性能影响研究[J]. 陈晓男, 栾道成, 刘志鹏, 冯艳斌, 梁美霞. 特钢技术. 2009
[5]. 中高碳合金钢薄板坯连铸连轧新工艺的研究[D]. 陈景浒. 广东工业大学. 2011
[6]. 高强度钢焊缝组织的热处理模拟及其冲击性能研究[D]. 王晓雯. 兰州理工大学. 2016
[7]. 稀土对微合金钢中碳化铌溶解与析出行为的影响[D]. 王海燕. 北京科技大学. 2017
[8]. Cr5钢支承辊水—空交替热处理工艺数值模拟与实验研究[D]. 李磊. 燕山大学. 2016
[9]. 稀土对X80管线钢组织和性能的影响[D]. 刘宏亮. 东北大学. 2011
[10]. 特殊钢大尺寸棒材往复热轧过程数值模拟与工艺优化[D]. 顾森东. 大连理工大学. 2015