發(fā)布時間：2018-10-12 21:31

【摘要】：我國引入微合金鋼技術(shù)以來,微合金鋼被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。研究認(rèn)為第二相粒子成為制約微合金鋼質(zhì)量的主要因素。由于第二相粒子對微合金鋼質(zhì)量影響極為關(guān)鍵,國內(nèi)外研究學(xué)者對其加熱及軋制過程進(jìn)行了深入研究,并取得了較好的應(yīng)用效果。但對微合金鋼鑄坯凝固過程析出物析出機(jī)理及對裂紋的影響研究相對較少。本研究基于微合金鋼P(yáng)Q700及P550CL鋼連鑄過程產(chǎn)生的裂紋為實(shí)驗(yàn)背景,采用掃描電鏡(SEM)及能譜分析儀(EDS),金相顯微鏡,透射電鏡(TEM),熱膨脹儀,高溫共聚焦顯微鏡(CLSM),原位分析儀等設(shè)備研究了微合金鋼鑄坯力學(xué)性能,溶質(zhì)分布、相變對析出物粒子及裂紋的作用關(guān)系。 研究通過利用Gleeble3500熱模擬機(jī),研究了不同冷卻速率及應(yīng)變速率下微合金鋼的力學(xué)性能及析出行為,采用B-F模型研究了不同溶質(zhì)元素偏析對脆性區(qū)間的影響。結(jié)果表明：冷卻速率越大,塑性槽加深。冷卻速率越小,應(yīng)變速率越大塑性槽右移。對析出物粒子統(tǒng)計(jì)分析得出鋼熱塑性與析出物數(shù)量呈反比,與析出物尺寸成正比。經(jīng)計(jì)算得出,PQ700、P550CL鋼1248K溫度下臨界應(yīng)力分別為58.3MPa、53.58MPao對于本實(shí)驗(yàn)PQ700鋼及P550CL鋼在實(shí)際生產(chǎn)過程中,矯直溫度應(yīng)控制在1248K以上。利用量綱分析得出,析出物粒子尺寸影響因素公式為： 微合金鋼凝固過程存在溶質(zhì)不均勻分布現(xiàn)象,研究對溶質(zhì)富集區(qū)及貧化區(qū)析出物中各組分的變化進(jìn)行了熱力學(xué)及動力學(xué)計(jì)算,并利用TEM和EDS驗(yàn)證了析出物粒子的組成。結(jié)果表明：對于PQ700、P550CL鋼溶質(zhì)貧化區(qū)及富集區(qū)析出物熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果與能譜分析完全吻合。同時,理論計(jì)算得出,PQ700鋼中,Ti(CxN1-x)在溶質(zhì)富集區(qū)及貧化區(qū)對鑄坯的理論抗拉強(qiáng)度影響分別為48MPa,47MPa; Nb(CxN1-x)在溶質(zhì)富集區(qū)及貧化區(qū)對鑄坯的理論抗拉強(qiáng)度分別為：96MPa及104MPa。P550CL鋼,Ti(CN)類溶質(zhì)富集區(qū)及貧化區(qū)析出物抗拉強(qiáng)度為52.5MPa,46.7MPa, Nb(CN)類為：82.13MPa及80.03MPa。VC類為：171MPa及163MPa。 微合金凝固過程二冷區(qū)存在溫度的反復(fù)變化,進(jìn)而影響析出物行為。研究采用熱循環(huán)法研究了鑄坯組織相變與析出物的耦合關(guān)系。同時根據(jù)熱循環(huán)拉伸實(shí)驗(yàn)分析了鑄坯斷裂特性。結(jié)果表明：相同溫度下,溫度波動幅度越大,鑄坯脆性區(qū)間擴(kuò)大程度越大。另外隨著冷卻速率的增加,相轉(zhuǎn)變溫度A’r3,A’r1值逐漸降低�；販厮俾蕦ο噢D(zhuǎn)變溫度值變化不大。γ→α轉(zhuǎn)變過程中,Nb元素在晶界位置增加幅度約1.6倍左右,Nb的含量每增加100ppm,析出物開始析出溫度提高25K左右。 對微合金鋼實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn),結(jié)果表明：結(jié)晶器冷卻制度優(yōu)化后,冷卻水流速由原來的10.3m/s降至9.3m/s,進(jìn)出水溫差提高了1-2K,結(jié)晶器銅板溫度提高了約10K,坯殼在結(jié)晶器內(nèi)冷卻均勻性提高。優(yōu)化二冷制度,提高鑄坯角部溫度,對于1650mm以下斷面連鑄,關(guān)閉幅切,于1650mm及以上斷面連鑄,將幅切水量降低50%,鑄坯角部溫度控制1213K左右,避開了Ⅲ脆性區(qū),熱軋板卷起皮缺陷率由工藝優(yōu)化前的27.69%降低了11.48%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1;TF777

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2267667