發(fā)布時(shí)間：2020-09-27 18:09

　　 邊部折疊為發(fā)生在熱軋帶鋼表面、靠近軋材邊部的直線狀缺陷,是熱軋材最常見的邊部缺陷之一,且缺乏有效控制措施,該缺陷不僅造成嚴(yán)重的表面質(zhì)量問(wèn)題,而且增加了因裁邊而造成的資源浪費(fèi)。以超低碳熱軋帶鋼為研究對(duì)象,本文通過(guò)熱模擬方法研究了邊部折疊缺陷形成的影響因素,并揭示了缺陷演化過(guò)程。為分析缺陷的形成,在研究軋材高溫力學(xué)性能的基礎(chǔ)上建立了有限元模型,獲得了邊部折疊缺陷的形成機(jī)制,提出了采用鑄坯形狀設(shè)計(jì)的方法來(lái)抑制缺陷,通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)研究了倒角鑄坯在熱變形過(guò)程中的形狀和溫度變化特點(diǎn),并在邊部折疊缺陷控制方面取得了良好效果,為進(jìn)一步的裝備開發(fā)和工藝優(yōu)化提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要結(jié)果如下:(1)采用在實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上模擬熱軋過(guò)程和中間坯下線的方式來(lái)研究邊部折疊缺陷的演化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)該缺陷起源于軋材側(cè)面的凹陷,隨后凹陷被壓縮并隨著翻平展寬過(guò)程流轉(zhuǎn)到軋材表面,最后形成了平行于邊部的折疊缺陷。鑄坯原始鑄態(tài)組織和角面部缺陷并非折疊缺陷形成的必要條件。(2)以IF鋼為對(duì)象,通過(guò)物理測(cè)試和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了超低碳鋼缺陷形成機(jī)理,結(jié)果表明,在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的兩相區(qū)間,IF鋼的流變應(yīng)力隨溫度下降而下降,與單一奧氏體或鐵素體相的變化趨勢(shì)相反;精軋時(shí)角部以下的亞表面區(qū)域溫度在兩相區(qū)溫度區(qū)間內(nèi)變化,造成亞表面展寬較小而產(chǎn)生相對(duì)的凹陷;側(cè)面凹陷在隨后的軋制過(guò)程中閉合,并隨軋材翻平展寬而翻轉(zhuǎn)到表面形成邊部折疊缺陷。(3)在理論研究基礎(chǔ)上,提出了采用不同類型倒角坯控制邊部折疊缺陷的方法,并在2250mm熱軋線上對(duì)其技術(shù)效果進(jìn)行了驗(yàn)證,工業(yè)試驗(yàn)研究表明,粗軋中鑄坯定寬側(cè)壓量低于50mm時(shí),倒角形狀可保持到粗軋結(jié)束,這不僅提高了精軋過(guò)程鑄坯角部溫度,而且改善了溫度分布和材料力學(xué)性能的均勻性,降低了角部拉應(yīng)變,控制了側(cè)面折疊凹陷的發(fā)生,因此可從根本上消除表面邊部折疊缺陷。規(guī)�；I(yè)試驗(yàn)表明,倒角鑄坯使IF鋼邊部折疊缺陷發(fā)生率從75%降低到2%,低碳鋼邊部折疊缺陷發(fā)生率從90%降低到10%。(4)以微合金化鋼為對(duì)象,研究了倒角鑄坯對(duì)熱軋帶鋼邊部折疊缺陷的影響,結(jié)果表明,倒角坯軋制過(guò)程中其側(cè)面與角部的溫度分布更均勻,材料性能的均勻性更好;經(jīng)過(guò)五道次粗軋后,角部附近應(yīng)變均勻性得到提高,抑制了側(cè)面凹陷形成的可能性;定寬側(cè)壓量低于50mm的粗軋過(guò)程中,鑄坯倒角形狀可以遺傳到粗軋二機(jī)架第二道次軋制后,且整個(gè)變形過(guò)程角部溫度及其均勻性高于直角軋材;采用倒角坯軋制使微合金化帶鋼邊部折疊缺陷發(fā)生率從29%降低到8%,采用雙倒角鑄坯軋制,其缺陷發(fā)生率可得到進(jìn)一步降低。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

１．２．１折疊缺陷外觀形態(tài)逡逑在生產(chǎn)低合金高強(qiáng)度鋼或鈮、釩、鈦微合金化鋼熱乳帶鋼時(shí)，邊部折疊缺陷逡逑經(jīng)常發(fā)生，多年來(lái)它已經(jīng)成為熱乳帶材的主要質(zhì)量缺陷之一。圖１．１是梅鋼生產(chǎn)逡逑的鈮、釩、鈦微合金化鋼Ｊ５５熱乳鋼板卷表面上發(fā)現(xiàn)的邊部折疊缺陷，裂紋深度逡逑約為２０（＾ｍ，未經(jīng)過(guò)酸洗即可在表面觀察到缺陷。在其表面的邊部折疊缺陷呈現(xiàn)逡逑直線狀，平行于軋材的邊部，沿著軋制方向延伸。逡逑２邋３，邋４邋５邋６邋７；逡逑圖１．１梅鋼Ｊ５５熱軋鋼板邊部折疊缺陷逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｄｇｅ邋ｓｅａｍ邋ｄｅｆｅｃｔ邋ｏｎ邋ｈｏｔ－ｒｏｌｌｅｄ邋ｓｔｒｉｐ邋ｏｆ邋ＢａｏＳｔｅｅｌ邋ＭｅｉＧａｎｇ逡逑折疊缺陷不僅在微合金化高強(qiáng)鋼熱軋板表面產(chǎn)生，而且近年來(lái)在采用板坯生逡逑產(chǎn)超低碳鋼冷軋基板表面，折疊缺陷也大量出現(xiàn)，發(fā)生率也在８０％以上，圖１．２逡逑是漣鋼２１０轉(zhuǎn)爐廠生產(chǎn)超低碳鋼ＳＰＨＥ－Ｂ時(shí)，熱軋板上表面出現(xiàn)的折疊缺陷形貌。逡逑－２－逡逑

酸洗后邊部折疊缺陷呈現(xiàn)黑線狀，缺陷也是沿著軋制方向延伸，平行于熱軋板的逡逑邊部。逡逑圖１．２漣鋼超低碳鋼熱軋板邊部折疊缺陷形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｄｇｅ邋ｓｅａｍ邋ｄｅｆｅｃｔ邋ｏｎ邋ｈｏｔ－ｒｏｌｌｅｄ邋ＵＬＣ邋ｓｔｅｅｌ邋ｏｆ邋ＬｉａｎＧａｎｇ逡逑經(jīng)過(guò)冷乳后，其邊部折疊缺陷仍然保留在冷乳板表面，形成黑線狀的直線缺逡逑陷也是沿著軋制方向延伸，平行于乳材的邊部，發(fā)生位置距帶鋼邊部１５？２５ｍｍ。逡逑熱軋超低碳帶鋼經(jīng)冷軋酸洗后折疊缺陷形貌如圖１．３所示。逡逑｜ｌＶ逡逑圖１．３冷軋酸洗后超低碳鋼的邊部折疊缺陷形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｄｇｅ邋ｓｃａｍ邋ｄｅｆｅｃｔ邋ｉｎ邋ＵＬＣ邋ｓｔｅｅｌ邋ａｆｔｅｒ邋ｃｏｌｄ－ｒｏｌｌｅｄ逡逑隨著我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，各種中厚板、高強(qiáng)鋼帶卷、低碳和超低碳冷逡逑軋用板卷的產(chǎn)量逐年增加，熱軋板邊部折疊缺陷的問(wèn)題突顯出來(lái)，嚴(yán)重影響了板逡逑卷的表面質(zhì)量，并由此降低了產(chǎn)品成材率。由此可見，邊部折疊缺陷是熱軋板帶逡逑材的主要質(zhì)量缺陷之一，并帶有普遍性。逡逑１．２．２折疊缺陷斷面形態(tài)逡逑圖１．４所示為邊部折疊缺陷的掃描電鏡觀察的結(jié)果，折疊缺陷距表面的深度逡逑較淺

經(jīng)過(guò)冷乳后，其邊部折疊缺陷仍然保留在冷乳板表面，形成黑線狀的直線缺逡逑陷也是沿著軋制方向延伸，平行于乳材的邊部，發(fā)生位置距帶鋼邊部１５？２５ｍｍ。逡逑熱軋超低碳帶鋼經(jīng)冷軋酸洗后折疊缺陷形貌如圖１．３所示。逡逑｜ｌＶ逡逑圖１．３冷軋酸洗后超低碳鋼的邊部折疊缺陷形貌逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｅｄｇｅ邋ｓｃａｍ邋ｄｅｆｅｃｔ邋ｉｎ邋ＵＬＣ邋ｓｔｅｅｌ邋ａｆｔｅｒ邋ｃｏｌｄ－ｒｏｌｌｅｄ逡逑隨著我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，各種中厚板、高強(qiáng)鋼帶卷、低碳和超低碳冷逡逑軋用板卷的產(chǎn)量逐年增加，熱軋板邊部折疊缺陷的問(wèn)題突顯出來(lái)，嚴(yán)重影響了板逡逑卷的表面質(zhì)量，并由此降低了產(chǎn)品成材率。由此可見，邊部折疊缺陷是熱軋板帶逡逑材的主要質(zhì)量缺陷之一，并帶有普遍性。逡逑１．２．２折疊缺陷斷面形態(tài)逡逑圖１．４所示為邊部折疊缺陷的掃描電鏡觀察的結(jié)果，折疊缺陷距表面的深度逡逑較淺，裂紋的擴(kuò)展方向不與表面垂直，具有一定的傾斜角度，并且裂紋開口方向逡逑指向乳材側(cè)面。逡逑－３邋－逡逑

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