钒微合金化非调质钢48MnVS的奥氏体动态再结晶行为

实验用非调质钢48MnVS（/%:0.48C,0.60Si,1.50Mn,0.35Cr,0.14V,0.05S,0.020Al,0.0150N）由100t EAF冶炼,连铸成280 mm×360 mm坯,轧成Φ100 mm棒材。通过Gleeble-3800热模拟实验机研究了变形温度950~1150℃,变形速率0.1~10 s^-1,变形量60%的单道次压缩钒微合金非调质钢48MnVS的奥氏体再结晶过程得出真应力-应变曲线,计算得出实验钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,钒微合金化非调质钢48MnVS变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。实验钢48MnVS的动态再结晶激活能为Q_d=343.202 kJ/mol。     

非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究

研究了V-Ti微合金非调质钢38MnVS（/%:0.42C、0.76Si、1.33Mn、0.011S、0.013P、0.10V、0.02Ti）的奥氏体动态再结晶过程。通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了变形温度（950～1150℃）和变形速率(0.1～10s^-1)对38MnVS钢奥氏体动态再结晶过程的影响,并建立了Zener-Hollomon参数为变量的方程、动态再结晶尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,发生动态再结晶的临界驱动力越小,动态再结晶越易进行;微合金非调质钢38MnVS动态再结晶激活能为Q_d=275.453 kJ/mol。     

EA4T钢的高温动态软化模型及晶粒演化研究

为优化后续热加工工艺,研究EA4T钢的热变形行为及微观组织演变规律。利用热模拟机对EA4T钢进行了单道次等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为850～1 200℃,应变速率为0.01～10 s^-1,真应变为0.9。结果表明：EA4T钢在低应变速率下(850～1 200℃,0.01、0.1 s^-1)和高应变速率(950～1 200℃,1 s^-1)、(1 050～1 200℃,10 s^-1)条件下变形后发生了动态再结晶。动态再结晶可以通过改变微观组织从而决定钢的力学性能。将参数Z与微观组织演变结合,构建了EA4T钢的高温动态软化模型,可调控EA4T钢在热变形过程中发生动态回复、不完全动态再结晶、动态再结晶和晶粒长大的行为。采用电子背散射技术(EBSD)、透射电子显微测试等材料表征技术,分析了EA4T钢在不同变形条件下的动态再结晶晶粒、马氏体束的宽度和板条宽度的多尺度组织特征,建立了马氏体束宽与动态再结晶晶粒和变形参数Z的关系模型。研究结果可为EA4T钢热加工工艺提供理论指导。     

AH60C高强钢热变形下动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3800热模拟机进行单道次压缩试验,研究了AH60C高强钢在变形温度850℃、950℃、1050℃,应变速率0.1 s^-1、1s^-1、10s^-1条件下的动态再结晶行为。采用Zener-Hollomon参数的正弦函数计算出材料参数值α、n、A以及AH60C高强钢热变形激活能Q,并且利用加工硬化原理来计算动态再结晶临界条件。结果表明:随着变形温度的升高,流变应力降低,随着应变速率的增大,流变应力增大,并且变形温度越高,应变速率越低,动态再结晶越彻底;计算出的AH60C高强钢热变形激活能Q为293 305.163 J/mol;临界应变随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而增大,且在本次试验条件下,AH60C高强钢动态再结晶临界应变预测模型为ε_c=3.04×10⁽(-4))Z^{1.889 75}。     

40Mn2V非调质钢热变形再结晶的研究

采用Gleeble-1500热模拟机测得40Mn2V微合金化非调质钢(%:0.38C、1.48Mn、0.12V)Φ90 mm管坯在800～1 000℃、变形速率0.5～2.0 s^-1时的真应力-应变曲线,并研究了该钢的动态再结晶行为。结果表明,40Mn2V钢的动态再结晶激活能Q_d为382.21 kJ/mol,通过动态再结晶图得出,因子Z＞2.621×10¹⁵时,40Mn2V钢动态再结晶难以完成,当因子Z＞2.014×10¹⁷时,该钢动态再结晶难以发生。     

AG700L动态再结晶热变形本构方程的测算

利用Gleeble-3800热模拟试验机对AG700L试样进行单道次压缩变形试验,记录材料在不同变形温度(900 ℃、950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 150 ℃)、不同的应变速率(0.01 s^-1、0.1 s^-1、1 s^-1、5 s^-1)压缩变形70%时的真应力应变曲线。试验完成后对各工艺下的真应力应变曲线进行整理,同时结合奥氏体晶粒结果进行综合分析,摸清了变形温度、应变速率对汽车大梁钢AG700L的动态再结晶的影响规律,通过数据处理计算得到AG700L钢动态再结晶激活能为354.364 6 kJ/mol,并建立了动态再结晶热变形本构方程。     

321奥氏体不锈钢动态再结晶的研究

通过Gleeble-1500热模拟试验机研究了321钢(/%:0.028C、0.69Si、1.21Mn、0.030P、0.001S、17.33Cr、9.19Ni、0.31Ti)单道次高温(900～1 200℃)压缩(0.01～1 s^-1)时的动态再结晶。结果表明,变形温度越高,应变速率越低,321钢的软化作用越强,热变形条件下的真应力-真应变曲线一般没有明显的应力峰值,在应变速率0.01、0.1、1 s^-1时321钢动态再结晶开始发生的温度分别为1 050、1 150、1 150℃;在1 200℃变形时,仍然只发生部分动态再结晶。321钢热变形激活能Q=422.72 kJ/mol,动态再结晶Z参数Z=εexp[422 720/(RT)],临界应变ε_c=0.035 67Z^{0.066 04}。     

钒对直接切削用非调质钢动态再结晶的影响

 在Gleeble-3800热模拟试验机上进行热变形试验,研究不同钒质量分数的直接切削用非调质钢在变形温度为950～1 150 ℃,应变速率为0.1～10 s-1,变形量为60%的单道次压缩的奥氏体再结晶过程,计算得出V1钢的动态再结晶激活能[Qd]比V2钢提高了79.617 kJ/mol,增加钒质量分数具有抑制奥氏体动态再结晶发生的作用。根据试验模拟结果并结合实际生产情况,确定V1钢和V2钢最佳的热加工工艺参数。     

HGH3126镍基合金热变形行为及组织演变

通过热压缩实验研究了HGH3126镍基合金（/%:≤0.005C,17.20Cr,4.21W,16.25Mo,5.49Fe,0.46Mn,0.20V）在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1的热变形行为。基于Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数模型,建立了HGH3126合金高温热变形的流变应力本构方程。通过对高温热变形后的HGH3126合金显微组织进行观察,分析了变形温度和应变速率对HGH3126合金动态再结晶行为的影响。结果表明,变形温度越高,合金动态再结晶越容易形核;应变速率越小,合金动态再结晶过程进行得越充分。当应变速率0.1 s^-1,变形温度1100℃时,该合金基本发生完全动态再结晶。     

Ti-IF钢铁素体变形动态再结晶临界应变模型

用Thermecmaster-Z热模拟试验机试验得出成分为0.006 7%C-0.045 0%Ti的Ti-IF(无间隙原子)钢在变形温度750~900℃和变形速率0.1~40 s^-1时的应力-应变曲线,确定了Zener-Holloman参数Z与应变速率.ε和温度T(K)的关系式Z=.εexp(39 507/T),并建立了临界应变εc与原始晶粒尺寸d0和Z参数的临界应变方程ε_c=2.314 4×10^-3×d^{-0.8003 9}×Z^0.050。结果表明,在相同变形速率下,850℃变形时动态再结晶最易发生,当变形温度提高至900℃(两相区)时,即使在低变形速率(1 s^-1),也不发生动态再结晶。当变形速率大于1 s^-1时,Ti-IF钢热加工时不能出现动态再结晶。临界应变预测值与实测值比较,平均误差≤5%。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程冶炼非调质钢49MnVS3的工艺实践

10炉非调质钢49MnVS3(/%:0.46~0.48C,0.30~0.40Si,0.88~0.92Mn,0.001~0.014P,0.004~0.005S,0.09~0.10V,0.19~0.22Cr)由100 t EBT DC EAF-LF-VD-260 mm×340 mm坯连铸-Φ140~150 mm材轧制流程生产。采用兑入75%铁水,EAF前期脱磷至≤0.015%P,出钢前[C]为0.20%~0.30%,精炼时加150~200kg碳化硅,控制LF精炼渣碱度2.80~2.95,(CaO)/(Al₂O₃)=1.2~1.6,VD后喂1.5 m/t钙铁线,软吹时间≥15min等工艺措施,49MnVS3钢中[N]、[H]和[O]分别为130×10^-6~220×10^-6,1.2×10^-6~1.5×10^-6和5×10^-6~11×10^-6,成品材晶粒度≥5级,非金属夹杂物和低倍组织均≤1.5级,组织(带状≤1级)和力学性能(R_m 803~883 MPa,R_el 517~590 MPa, A 16%~21%,A_ku 39~99 J)均满足标准要求。     

120 t BOF-LF-CC流程生产20CrMo齿轮钢的工艺实践

Φ12~32 mm 20CrMo齿轮钢(/%:0.19~0.23C,0.48~0.58Mn,0.24~0.28Si,0.009~0.015P,0.003~0.012S,0.87~1.08Cr,0.17~0.18Mo,0.024~0.046Als)的生产流程为铁水脱硫-120 t顶底复吹转炉-LF-软吹-200 mm×200 mm方坯连铸-连轧工艺。结果表明,通过控制铁水[S]≤0.030%,BOF终点[C]≥0.08%,终点[P]≤0.012%,转炉出钢加0.6~1.0 kg/t铝块预脱氧控制LF精炼渣碱度3.5~5.0,连铸钢水过热度20~30℃,拉速1.1~1.4 m/min,开轧温度1 060~1 100℃,终轧≤900℃等工艺措施,钢中全氧含量为12.5×10^-6~22.5×10^-6,氮含量33×10^-6~40×10^-6,热轧材中心和一般疏松0.5~1.0级,热顶锻和力学性能满足标准要求,淬透性带宽△J₉ HRC值3.0,△J₁₅HRC值4.2。     

Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢动态再结晶行为

借助Gleeble-3800热模拟实验机研究了真空感应炉熔炼,并锻成φ25 mm棒材的Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢(/%:0.37C,0.60Si,1.45Mn,0.025Nb,0.078V,0.017Ti)在950~1150℃,形变速率0.1~10 s^-1,形变量60%的单道次压缩的奥氏体动态再结晶过程。结果表明,Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn钢形变温度越高,形变速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。试验用钢因含有Nb而动态再结晶激活能较高,为Q_d=353.80 kJ/mol。     

高速列车车轴钢30NiCrMoV12的热变形行为

通过Φ250 mm锻件切取的试样在Gleeble-3500热模拟机于850~1150℃以应变速率0.01~10s^-1对高速列车车轴钢30NiCrMoV12(/%:0.26C,0.33Si,0.62Mn,3.01Ni,0.82Cr,0.56Mo,0.10V)进行了热压缩试验。研究了车轴钢在热变形过程中奥氏体变形行为及再结晶规律,确定了车轴钢的热变形方程,建立应变量ε为0.5和0.9的热加工图。结果表明,在应变速率一定时,温度越高,变形量越大,则越有利于动态再结晶的发生;随着温度升高以及应变速率降低,能量耗散效率η逐渐升高;当真应变0.5,温度1100℃,应变速率0.01 s^-1时,变形能量耗散效率达到最大值0.41。该车轴钢在1000~1150℃,应变速率0.01~1.0s^-1时,具有较好的可锻性。     

304不锈钢热轧板的热物理和高温力学性能

采用Gleeble-1500D热模拟机、DILA02C热膨胀仪和STA449F3综合热分析仪,测试分析了304不锈钢(/%:0.040C,0.45Si,1.18Mn,0.030P,0.003S,17.24Cr,8.11Ni)40 mm×1 500 mm热轧板的线膨胀系数、差热(DSC)及定压热容(Cp)曲线和高温力学性能。结果表明,304不锈钢的第I脆性区为1 300℃到熔点,第Ⅲ脆性区为950~1 050℃,在1 050~1 250℃C,断面收缩率≥60%,塑性较好。钢的膨胀及收缩系数分别为20.97×10^-6~21.56×10^-6与21.25×10^-6~21.84×10^-6,属裂纹敏感性钢种。1 000~1 400℃升温过程中,Cp曲线波动大,存在晶型转变,易产生缺陷。304钢在1 450~1 200℃降温过程中,DSC曲线不平滑,有相变发生,易产生裂纹。     

双道次热压缩50CrV4弹簧钢奥氏体的静态再结晶

通过Gleeble-1500热模拟机对50CrV4弹簧钢（/%:0.53C,0.18Si,0.84Mn,0.012P,0.003S,0.92Cr,0.12V,0.02Ti）50 mm连铸板坯锻制成的15 mm板进行双道次热压缩试验。研究该钢在850~1000℃以真应变0.1~0.25,应变速率0.1~10 s^-1,道次间隔1~80 s形变时的静态再结晶行为,并建立了静态再结晶动力学模型。结果表明,随温度、应变量、应变速率、道次间隔时间增加,会加速50CrV4钢静态再结晶进程;在950℃,真应变0.25,应变速率为0.1,1,10 s^-1时,该钢发生50%再结晶所需的时间分别为8.42,4.40,2.22 s;该钢静态再结晶激活能为249.974 kJ·mol^-1。     

预硬化塑料模具钢718厚板的开发

开发的模具钢718(%:0.32～0.40C、0.30～0.50Si、1.00～1.50Mn、≤0.016P、≤0.005S、1.50～2.00Cr、0.40～0.50Mo、0.80～1.20Ni、0.020～0.045Al)198～308 mm厚板的生产工艺流程为90～100 t EAF-LFVD-40 t电渣重熔(950 mm×2 000 mm板坯)-轧制(控冷)-热处理。检验结果表明,钢中的P为0.009%～0.012%,S为0.001%～0.003%,钢中气体含量为(45～60)×10^-6[N],1.5×10^-6[H],(13～18)×10^-6[O];钢板平均HB值为317～352,其组织为回火贝氏体+少量回火索氏体,满足各类模具的加工和表面质量要求。