冷轧生产TA18钛合金小规格厚壁管材加工工艺研究

针对小规格厚壁TA18钛合金无缝管试生产中遇到的内表面易产生裂纹、成品率低的问题,研究了冷轧工艺参数对管材表面质量和拉伸性能的影响,探索提高管材成品率的方法。结果表明:两辊开坯轧制变形量选择39%,管材内外表面质量较好;用三辊轧机进行中间道次轧制时,Q值小于0.87,管材内表面质量较好;成品管材轧制变形量选择30%,能够得到较好的力学性能和显微组织。为了提高TA18钛合金管材的成品率,在轧制过程中每轧制1～2个道次,就进行除油、酸洗、退火、矫直处理,再用喷砂+酸洗方法去除内表面裂纹。采取该措施后,成品管材探伤合格率提高到35%～40%。     

Q值及变形量对中强钛合金冷轧管材表面质量的影响

针对TA18、TA22两种中强钛合金,对比了轧制Q值及轧制变形量对再结晶退火后管材质量的影响.结果表明,TA18和TA22管材获得内外表面均光洁、无缺陷的最适宜的工艺参数为:TA18变形量ε≤57％,且Q≤1.17;TA22变形最ε≤52％,且Q≤1.02.当TA18和TA22管材的变形量分别大于57％和52％、Q值分别大于1.17和1.12,则在其内表面或外表面产生微裂纹,且裂纹随变形量和Q值的增大而加深.     

航空导管用TA18钛合金管材研制

航空导管用TA18钛合金管材要求具有很高的机械性能、良好的加工性能以及良好的耐腐蚀性能等综合性能。针对国内航空导管用TA18钛合金管材试制阶段所存在的问题,通过原料成分优化、每道次轧制变形量和Q值的控制以及管材退火温度的合适选择试图解决TA18钛合金管材综合性能的匹配问题;通过管坯尺寸偏差的控制以及每道次轧制精度的控制以达到成品管材尺寸公差满足标准要求;通过管材轧制中内外表面处理提高成品管材的探伤合格率。试制结果表明,采用此工艺可以制备尺寸精度及力学性能满足标准要求的TA18钛合金成品管材,但成品管材探伤合格率仅为66％,还需改进提高。     

不同Q值冷轧对TA18钛合金管材织构及力学性能的影响

研究不同Q值冷轧工艺对高强TA18钛合金管材织构及力学性能的影响。测试比较了两种工艺获得的管材的拉伸性能、CSR值和(0002)面极图、ODF截图。结果表明,冷轧加工TA18钛合金管材的Q1时,管材径向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材径向平行的织构,以径向织构为主的管材综合性能较好,可满足AMS标准要求;当冷轧加工TA18钛合金管材的Q1时,切向压力占优势,会形成晶向[0002]与管材切向平行的织构,以切向织构为主的管材塑性较差,无法满足AMS标准要求。     

冷轧工艺对TA21小规格钛合金管组织和性能影响

针对TA21合金管材的使用特性，在小规格管材轧制工艺上进行针对性研究。通过选取不同的加工率ε值与减壁率和减径率之比Q值进行冷轧制工艺生产试验，得到ε值和Q值与TA21组织和力学性能之间的关系。并据其在冷轧制工艺中的实际情况，制定合理的工艺参数，以获得具有稳定良好力学性能加工材。     

轧制及轧制加拉拔工艺制备的TA2管材组织和性能

分别采用轧制与轧制加拉拔两种加工工艺制备规格为12 mm×1.25 mm的TA2管材。采用光学显微镜和扫描电镜观察管材的金相组织和内表面形貌,用万能材料试验机测试管材的室温力学性能,用数显显微维氏硬度计测定管材横断面的硬度,用试验机测试管材的扩口、压扁工艺性能。结果表明,采用轧制加拉拔工艺制备的TA2管材的力学性能、工艺性能和内表面质量均优于轧制工艺制备的同规格TA2管材。     

冷轧道次变形率对TA18钛合金管材组织与拉伸性能的影响

改变冷轧道次变形率研究其对TA18钛合金管材组织和拉伸性能的影响。用金相显微镜观察了其微观组织形貌,用Instron 1185拉伸试验机测试了拉伸性能。结果表明:冷轧态TA18钛合金管材显微组织为纤维状;冷轧第三、四道次管材的晶粒取向程度弱于第一、二道次,抗拉强度和屈服强度较低,但延伸率大幅提高;经过750℃/90 min再结晶退火后所有TA18管材晶粒为等轴状晶粒,组织取向消失,同时由于细晶强化作用,使第一、二道次退火后的TA18钛合金管材保持了相对较高的强度和延伸率。由于第三、四道次冷加工态性拉伸能指标与第一、二道次退火态较为接近,因此存在通过连轧的方式来简化工艺流程的可能。     

以钛板条返回料生产TA2管材的研究

进行了以纯钛板条返回料熔炼TA2铸锭,进而生产TA2管材的可行性研究.对纯钛板条进行喷丸和酸洗净化处理后,以点焊方式制备成自耗电极,经熔炼、锻造、挤压、开坯轧制、精轧制备不同规格的TA2管材.对TA2管材进行了显微组织和力学性能分析,并与以海绵钛为原料制备的TA2管材进行了对比,以考察返回料对管材综合性能的影响.结果表明:用纯钛板条返回料熔炼的铸锭能够生产出力学性能和组织均满足国家标准要求的TA2管材;采用纯钛板条返回料熔炼的铸锭杂质元素含量总体偏高,造成返回料生产的TA2管材与以海绵钛为原料生产的TA2管材相比,强度略有增高,塑性略有降低.     

冷轧Q值对TA34钛合金管材性能和织构的影响

采用X射线衍射法测定了TA34钛合金管材经不同Q值冷轧后的宏观形变织构和退火织构,分析了冷轧Q值对管材织构、工艺性能和室温力学性能的影响。结果表明：冷轧Q值对管材的塑性影响不大;冷轧TA34钛合金管材形变织构和退火织构的总体类型相同,均为轴向■织构;提高冷轧Q值会使完全再结晶退火后的TA34钛合金管坯产生周向织构,有助于提高成品管材的压扁工艺性能。     

轧制Q值对小口径TA2管材组织和性能的影响

通过改变钛管材冷轧过程中的工艺参数,研究了不同相对减壁量与相对减径量的比值(Q值)对小口径TA2管材组织和性能的影响。结果表明:轧制Q值对管材组织性能影响较大,通过合理控制成品管材的轧制Q值可获得组织性能良好的TA2管材;对于6 mm×1 mmTA2管材,Q值控制在1.65,变形率ε取53.3%时,可获得最佳的强塑性匹配。Q值影响冷加工过程中晶粒的破碎程度、均匀度及织构分布,因此可通过调整Q值的大小来控制管材的组织、织构,进而得到与之相匹配的良好的力学性能。     

轧制过程工艺润滑技术的发展和应用

轧制工艺润滑技术的应用不但可降低轧制过程力能消耗与金属损失,而且可节约用水和减少酸液消耗。叙述了工艺润滑对热轧时咬人和冷轧板表面质量的影响。列举了我国轧制工艺润滑技术在热轧和冷轧板带生产线的应用和效果、板带典型热轧工艺润滑剂的主要成分和性能以及板带冷轧润滑剂的分类和用途。     

Surface inclusions and their evolution on strip rolled on CSP line and in following cold rolling process

Abstract

Hot and cold rolled strip samples with surface defects such as black pockmark, sliver and central cracking were collected from a compact strip production line followed by cold rolling. Microstructures and chemical compositions of the strip with defects were studied by scanning electronic microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Four typical types of defects on strip including surface spherical mould powder entrapment, centre spherical mould powder entrapment, surface linear mould powder entrapment and centre linear mould powder entrapment were studied by hot and cold rolling experiment in laboratory. It was observed that spherical mould powder entrapment was transformed into the surface black pockmark after the hot rolling and cold rolling process. Centre spherical mould powder entrapment led to central fracture in the hot and cold rolling process. Surface linear mould powder entrapment resulted in sliver and centre linear mould powder entrapment led to severe sliver.     

Optimization technology of original surface roughness of cold tandem rolling mill

In order to improve the efficiency and product quality, the one- to- one relationship was established between the forward slip value, slipping factor, product roughness and work roll surface, by the analysis to the rolling instability in the rolling process of cold rolling mill. Then, combining with the equipment and technology feature of cold rolling mill, a set of original surface roughness of work roll optimization technology was set up for cold rolling mill, which can meet the product roughness requirements and achieve forward slip control, slipping prevention. Finally, this optimization model was applied to production practice of 1420 cold rolling mill in a factory, which improved the unit speed and strip surface quality; therefore the technology has brought great economic effect.     

单机架可逆轧机斑迹产生原因及解决措施

通过某钢厂冷轧机组单机架轧机轧制硅钢现场实际生产过程,收集分析相关轧机乳化液斑迹形貌特征以及板面分布情况等信息,并结合相关理论分析和实际现场生产,最终确定单机架轧机乳化液斑迹产生的相关原因并提出对应解决措施,为其他冷轧产品轧制过程中防止乳化液斑迹产生提供有效参考。     

冷轧高端电镀铬基板表面粗糙度控制研究

根据高端电镀铬基板后步工序的要求,结合鞍钢冷轧现有设备,研究了轧机轧辊粗糙度配置、轧辊磨削、干平整等工艺对于钢板表面粗糙度的影响,使得平整后表面粗糙度达到了0.1μm以下,表面光泽度达到了400,表面反射亮点满足要求,成功开发出具有鞍钢特色的高端电镀铬冷轧基板。     

神经网络在冷轧301S不锈钢极薄带材表面硬度预测中的应用

 基于现场生产冷轧极薄不锈钢带材表面硬度极难控制的问题,针对301S不锈钢的冷轧生产工艺进行了研究,分析了不锈钢冷轧生产过程中影响表面硬度的相关工艺参数,得出材料的抗拉强度、轧制速度、轧制油温度和压下率是影响轧后材料表面硬度的关键因素。利用BP神经网络建立了预测表面硬度的非线性映射模型,并根据此模型得出了预测数据的趋势图谱。研究结果表明,压下率的变化对冷轧不锈钢表面硬度的调节能力最强,而其他参数对硬度的影响为10HV左右。经检验,模型的预测值和实测值的相对误差为-2.63%~2.76%,预测结果准确率高,可以用于产品质量的现场在线控制。     

FTSR生产线冷轧用钢新品种的开发

与传统工艺相比，薄板坯连铸连轧所生产的产品晶粒细小、强度高、屈强比高、各向性能均匀，适合生产高强度钢板。唐钢薄板坯连铸连轧生产线开发冷轧用钢时，通过优化成分和工艺设计，生产中加强控制，防止LF精炼炉中的增Si、增N，连铸中加强保护浇注，轧制中严格各道次温度制度和表面质量控制，成功开发了冷轧料用钢。产品通过酸洗、冷轧、镀锌后能够满足后道工序的要求。     

冷连轧机组划痕缺陷产生机制及治理措施

 针对冷连轧高速轧制过程中的划痕问题,充分结合冷连轧机组的设备与工艺特点,在对划痕缺陷的微观与宏观特征进行了大量的现场跟踪与实验室观察的基础上,首次阐明了带钢表面划痕的发生机制,提出轧辊与轧件之间打滑和轧辊表面铁粉富集是引发划痕的必要条件,修正了划痕综合判断指标,并从应急治理、轧制规程优化、工艺润滑制度优化、轧辊表面铁粉富集的预防等4个方面入手,提出了相应的划痕综合防治措施,并将其应用到某1 220五机架冷连轧机组的生产实践,划痕缺陷发生率从平均0.061%降低到0.018%、轧制速度从平均1 232 m/min提高到平均1 261 m/min,为企业创造了较大经济效益,具有进一步推广应用的价值。     

冷轧锯片钢喷粉起泡问题分析及解决措施

为了研究冷轧锯片钢65Mn在客户使用过程中出现喷粉后起泡现象的原因,通过扫描电镜对起泡位置及基板表面进行观察,起泡位置表层存在针眼状孔洞,基板表面存在密集分布的微小裂纹。通过光学显微镜及荧光分析对基板组织及表层成分进行分析,基板表层存在5~10μm的脱碳层,其深度与裂纹深度相当。分析表明,在客户酸洗锯片钢过程中酸液在微裂纹内部残留,在喷粉过程中与基板反应生成气体,是造成65Mn喷粉起泡的主要原因。控制热轧加热温度及保温时间改善脱碳现象,配合冷轧过程加入一次罩式退火可改善带钢表面微裂纹,能有效控制喷粉起泡问题的发生。     

不锈钢典型夹杂物在轧制过程的衍变分析

不锈钢对冷板表面质量要求高,轧制过程中夹杂物是产生表面缺陷的主要原因之一。为了明确夹杂物对轧制过程表面缺陷的影响规律,通过中试模拟试验研究了热轧、退火和冷轧过程硬质镁铝尖晶石和低熔点硅酸盐2种典型夹杂物的变形特点,并采用数值模拟对冷轧过程夹杂物的变形机理进行了分析。结果表明,热轧过程高熔点的镁铝尖晶石不变形,低熔点的硅酸盐夹杂物在1 200～1 250℃热轧温度下为半熔融状态,具有良好的变形能力。硅酸盐夹杂物长宽比高、抗拉强度低,冷轧过程更容易断裂延伸,随着轧制的进行,断裂后夹杂物之间的距离逐渐增加,尺寸减小。相反,镁铝尖晶石不容易断裂、延伸,而且存在断裂延伸的临界尺寸,该临界尺寸随冷轧变形量的增加而减小。由于镁铝尖晶石容易造成不锈钢轧制缺陷,因此生产过程中应尽量避免其生成或控制其粒径。