GCr15轴承钢连铸过程中热物性参数的研究

借鉴前人实验数据,采用一定的数学方法,对轴承钢的热物性参数进行了研究.结果表明：GCr15轴承钢的液相线温度为1 465.7℃,固相线温度为1 328.4℃,零强度温度为1 380℃左右,零塑性温度为1 330℃左右;在固相区、液固两相区、液相区分别采用不同的公式进行处理,可使结果更加准确,还避免了奇异性.研究结果可为轴承钢连铸工艺有限元模拟提供基础.     

工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响

为了模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固组织,采用有限元法模拟了SCM435钢的连铸凝固过程,获得了325 mm×280 mm连铸坯的温度场,在此基础上与元胞自动机(Cell automaton,CA)耦合模拟凝固组织.结果表明,随浇注温度的降低,柱状晶区逐步减少,表面细晶区及中心等轴晶扩大,晶粒密度逐步增加,最大晶粒面积及平均半径大大减少;但中心凝固所需要的时间反而有所增加,中心处的晶粒的平均半径先降低后升高;拉速对凝固位置的影响较为显著,随拉速的增加,晶粒密度逐步减少,柱状晶宽度与中心处的等轴晶半径略有增加.     

SCM435钢的相变模型

利用热模拟仪对SCM435钢进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的测定,并用显微镜观察及统计其室温组织.利用Or-igin软件对实验数据进行处理,根据SCM435不同冷速下的相变及相变转变量,进行铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体相变模型的回归.并精确地建立了相变点温度-冷却速率关系模型及相变量-冷却速率关系模型,回归计算得到该钢种的最优模型系数.最后对比了SCM435钢的实验值和回归曲线,结果表明计算值与实验值吻合较好,证明所建立模型的合理性及数据处理方法的可行性,因此可以根据回归结果对实际生产中的真实冷却速率做出实时反应,便于对生产进行更加准确地控制.     

全氢罩式退火冷轧带钢的表面氧化色研究

目的 探究全氢罩式退火条件下,冷轧带钢表面氧化色的形成原因及影响因素,为优化全氢罩式退火工艺和消除实际生产中带钢的表面氧化色提供理论基础和实践指导.方法 使用全氢罩式退火炉研究了试验钢成分和退火温度对其表面氧化色的影响.使用X射线光电子能谱仪(XPS),并结合扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS),对试验钢表面氧化色的成分和微观形貌进行了表征.结果 退火后产生氧化色的试验钢表面附着有大量直径为100～300 nm的颗粒状氧化物,其组成主要为Mn2O3、MnO、SiO2/SiOx等.这些颗粒状氧化物使试验钢表面在宏观下呈浅蓝色.随退火温度从570℃升高到585℃,36Mn和50Mn钢产生氧化色钢卷的比例分别从1.69％和21.9％上升至6.27％和53.1％;17Mn和25Mn钢在570℃至585℃之间退火,不产生氧化色,当退火温度提高到660℃时,全部产生氧化色.结论 带钢产生表面氧化色的主要原因是,在退火过程中,发生了合金元素的表面富集和选择性氧化.在退火过程中,没有发生Fe的氧化.退火温度和Mn含量对氧化色的产生有显著影响,退火温度和Mn含量越高,越易产生表面氧化色.     

254SMo超级奥氏体不锈钢时效析出行为及析出相对其力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜,研究了不同时效处理温度对254SMo超级奥氏体不锈钢的析出行为以及析出相对其力学性能的影响.结果表明,254SMo奥氏体不锈钢中的χ相呈颗粒状分布,χ相的析出敏感温度为800℃;σ相呈条状分布,析出的敏感温度为900℃.χ相和σ相均为富Mo和低Ni化合物,σ相中的Mo含量高于χ相.时效温度为900℃时,实验钢中的析出相数量最多,实验钢的抗拉强度最高,为825 MPa;延伸率最低,为31％.结合试样断口分析结果表明,相比χ相,σ相对实验钢塑性的危害更大.     

SCM435钢大方坯凝固过程组织的模拟

为了模拟不同冷却状态下的连铸坯的凝固组织,利用反算确定了SCM435钢325 mm×280 mm连铸坯的换热系数,采用有限元法模拟了连铸传热过程,获得了连铸坯的温度场及冷却速率,在此基础上与元胞自动机耦合模拟了连铸坯的凝固组织.研究发现,表面细晶区很大,且在连铸结晶器中完成形核并长大形成,而柱状晶开始形核于结晶器末端.降低形核数,晶粒密度、最大晶粒面积、平均半径存在不同程度的改变,其中晶粒的最大截面积增加了2.7倍,而微调成分对晶粒密度与平均半径影响较小,但同样凝固条件下晶粒不均匀程度有所加剧.     

应变速率对低C高Mn TRIP/TWIP钢组织演变和力学行为的影响

研究了Fe-18Mn低C高Mn TRIP/TWIP钢在应变速率范围为1.67×10^-4-10³s^-1的室温拉伸实验过程中力学性能和组织的变化.在准静态拉伸应变速率范围内(1.67×10^-4-1.67×10^-1s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的抗拉强度产生逆效应,随着应变速率的加快,抗拉强度和延伸率都降低;而在动态拉伸应变速率范围内(10¹-10³s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的延伸率产生逆效应,抗拉强度和延伸率都随着应变速率的加快而增加;在应变速率为10³s^-1时,高Mn TRIP/TWIP钢抗拉强度可达到957 MPa,延伸率达到55.8%,具有较好的综合力学性能;随着应变速率的提高,马氏体转变量减少,孪生变形向多个方向发展.采用SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析,在所有应变速率范围内的拉伸变形过程中都产生了奥氏体向马氏体转变和形变孪晶,并且在应变速率为10³s^-1的高速拉伸过程中产生绝热温升效应,使得基体软化.     

高锰TRIP/TWIP效应共生钢高速变形过程中的组织演变及变形行为

对18Mn-3Al-3Si和21Mn-3Al-3Si高锰TRIP/TWIP效应共生钢动态变形过程中的变形行为,应变硬化速率、真应力和应变硬化指数随真应变的变化,以及应变硬化和基体软化间的相互作用等进行了研究,采用OM,SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析.结果表明,高应变速率下,TRIP/TWIP效应共生钢应变诱发相变途径为γ→ε→α;高速变形对滑移的抑制、奥氏体向马氏体的相变和形变孪晶对奥氏体晶粒的细化是应变硬化的主要因素;造成基体软化的原因是绝热温升效应、ε→γ的逆相变和孪晶的动态再结晶.     

淬火加热温度对超细晶Q&P钢组织性能的影响

研究了淬火加热温度对超细晶Q&P钢微观组织、元素分布、残留奥氏体体积分数和力学性能的影响。结果表明,当淬火加热温度升高时,铁素体含量逐渐减少,马氏体含量升高,残留奥氏体含量呈现先增加后减少的趋势,高淬火加热温度下C元素的扩散速率加快,残留奥氏体的机械稳定性更好。软相铁素体的存在为试验钢提供了良好的韧性。当淬火加热温度为820 ℃时,Q&P钢的综合力学性能最好,抗拉强度为863 MPa,伸长率为26.1%,强塑积为22.5 GPa·%。     

热轧FB扩孔钢的组织性能研究

用Gleeble-1500热模拟实验机测定了FB钢变形后的CCT曲线,并对实验钢采用不同工艺进行了控轧控冷实验.研究了工艺参数对实验钢力学性能和组织的影响,分析了FB钢的强韧化机制.实验表明,实验钢在较宽的冷却速度范围(大于2℃/s)内可获得贝氏体组织.降低终轧温度可使铁素体晶粒得到细化;提高开冷温度,可使贝氏体体积分数增加,抗拉强度升高;而卷取温度则对屈服强度影响较明显.合理的控轧控冷工艺可使实验钢的强度级别达到600MPa,并具有较高的韧、塑性、扩孔性和合理的屈强比.扩孔实验表明,细化晶粒可提高扩孔率,贝氏体体积分数在20%左右时实验钢扩孔性能较好.