【摘要】：大截而特鋼鍛材一般是指橫截面直徑或邊長(zhǎng)大于250mmm的大型圓棒材或方形材,通常作為大型民用和軍工裝備關(guān)鍵零部件的原材料,對(duì)內(nèi)部缺陷和組織均質(zhì)化要求嚴(yán)格。大截面特鋼鍛材內(nèi)部缺陷多和組織粗大不均勻是長(zhǎng)期困擾特鋼企業(yè)及其下游用戶的兩大難題。本文以低碳鋼Q345E和中碳鋼27SiMn為研究對(duì)象,圍繞影響鍛材探傷質(zhì)量的內(nèi)部缺陷和組織均質(zhì)化兩方面科學(xué)問題開展系統(tǒng)性研究工作,提出了內(nèi)部缺陷與組織綜合控制技術(shù),解決了大截面特鋼鍛材內(nèi)部缺陷與組織均質(zhì)化方面的實(shí)際工程問題,并在工業(yè)上得到應(yīng)用。對(duì)影響大截面鍛材探傷質(zhì)量的內(nèi)部缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)研究,明確了缺陷的類型有：1)空洞(普遍性缺陷)；2)內(nèi)部裂紋,占54.3%(有內(nèi)部裂紋鍛材數(shù)量/鍛材總量×100%)；3)尺寸100μm以上的夾渣或夾雜物聚集,占9.7%(有夾渣或夾雜物鍛材數(shù)量/鍛材總量×100%),為缺陷的針對(duì)性控制指明了方向。錠型偏析對(duì)探傷的影響不易顯現(xiàn),但在缺陷控制中也給予了考慮。利用數(shù)值模擬軟件DEFORM-3D,模擬了空洞和錠型偏析在鍛造過程中的演變規(guī)律,明確了空洞閉合控制關(guān)鍵是單向累積變形量和變形方式。通過熱變形參數(shù)對(duì)組織的影響研究,明確了組織均質(zhì)化控制關(guān)鍵是單道次變形量和變形溫度。提出了空洞、錠型偏析與組織均質(zhì)化綜合控制的控溫控鍛技術(shù)：第—、二道次均沿原始鋼錠橫截面高度方向鍛造,單道次壓下率均為35%,累積壓下率58%,中間坯尺寸為300mm×620mm,隨后停鍛控溫至特定溫度(Q345E：850℃,27SiMn：900℃)開始第三、四道次鍛造,三、四道次均沿原始鋼錠橫截面寬度方向鍛造,單道次壓下率均為30%,累積壓下率51%。明確了內(nèi)部裂紋形成的技術(shù)環(huán)節(jié)為緩冷,Q345E珠光體中裂紋形成于607℃以下、貝氏體中裂紋形成于450℃以下,27SiMn珠光體中裂紋形成于635℃以下、貝氏體中裂紋形成于425℃以下。提出了新的緩冷技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)上將內(nèi)部裂紋缺陷率(有內(nèi)部裂紋鍛材數(shù)量/鍛材總量×100%)由54.3%降低至2.3%。通過加熱制度對(duì)奧氏體均質(zhì)化的影響研究,明確了加熱過程奧氏體不均勻長(zhǎng)大的敏感溫度為1050℃,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)避免鋼錠在1050℃附近緩慢加熱或長(zhǎng)時(shí)間停留,Q345E的合理加熱溫度為1180℃～1200℃,27SiMn的合理加熱溫度為1200℃C-1220℃,兩鋼種的加熱時(shí)間應(yīng)控制在5h-6h。通過熱處理對(duì)帶狀組織的影響研究,揭示了Q345E帶狀組織在熱處理過程中的演變規(guī)律及其對(duì)低溫韌性的影響,闡明了兩相區(qū)正火粗晶帶和細(xì)晶帶的形成機(jī)理,分析了碳原子沿晶界優(yōu)先擴(kuò)散行為在組織演變中的作用,明確了帶狀組織均質(zhì)化調(diào)控的最佳正火溫度為880℃,將鍛材40℃沖擊值穩(wěn)定提高至100J～130J。提出了大截面特鋼鍛材綜合質(zhì)量控制技術(shù)。鍛材質(zhì)量應(yīng)從鋼錠質(zhì)量、加熱、鍛造、緩冷和熱處理等各方面進(jìn)行綜合控制,鋼錠需提高成分潔凈度和均勻性,加熱應(yīng)避免奧氏體不均勻長(zhǎng)大,鍛造要采用控溫控鍛技術(shù)對(duì)空洞、錠型偏析和組織綜合控制,緩冷應(yīng)充分去除鍛材內(nèi)部應(yīng)力,熱處理正火溫度是帶狀組織均質(zhì)化和低溫韌性控制的關(guān)鍵。采用綜合質(zhì)量控制技術(shù),在實(shí)際生產(chǎn)中將鍛材探傷四級(jí)合格率由原來的18.8%%0-25.0%提高至87.0%-96.0%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG142.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱曉東;冷軋壓下率對(duì)微鈦處理的低碳鋼平面各向異性的影響[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2003年01期

2 黃慶學(xué);李海斌;周存龍;帥美榮;劉光明;馬勤;;復(fù)合板軋制壓下率對(duì)碳鋼組織及相變的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2014年03期

3 夏瑞昌,崔鈞,郭向東;用大壓下率軋制1030B合金空調(diào)箔的工藝[J];輕合金加工技術(shù);2005年02期

4 周順兵;李平和;王志奮;;壓下率對(duì)取向硅鋼熱軋板織構(gòu)的影響[J];電工材料;2011年04期

5 陸文俊;許曉靜;盧予東;費(fèi)震旦;蔣凌;;大壓下率對(duì)連軋驅(qū)動(dòng)等通道轉(zhuǎn)角大應(yīng)變技術(shù)的影響[J];熱加工工藝;2013年15期

6 饒芝蘭，朱學(xué)剛;冷軋壓下率對(duì)含磷鋼性能影響的研究[J];鋼鐵研究;1995年04期

7 趙建偉;張文康;苗曉;;二次冷軋壓下率對(duì)高牌號(hào)無取向硅鋼組織結(jié)構(gòu)和磁性能的影響[J];鋼鐵;2012年11期

8 孫建林;傅祖鑄;王曼星;馬繼恩;;壓下率對(duì)冷軋鋁板表面質(zhì)量的影響[J];輕合金加工技術(shù);1991年06期

9 關(guān)小軍,姜壽文,周家娟,王作成,隋曉峰,馬運(yùn)潮;冷軋壓下率對(duì)鋼板退火組織影響的模擬[J];山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年04期

10 羅裕厚,楊學(xué)高,彭鑫;壓下率對(duì)冷軋深沖板性能的影響[J];軋鋼;2001年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 林啟勇;朱苗勇;;鑄坯尺寸對(duì)輕壓下過程壓下率影響規(guī)律研究[A];2007中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C];2007年

2 王悅;劉昌偉;;冷軋深沖汽車板壓下率及組織織構(gòu)演變研究[A];2008年全國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2008年

3 王悅;劉昌偉;;冷軋深沖汽車板壓下率及組織織構(gòu)演變研究[A];第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（四）[C];2008年

4 呂敬東;佘廣夫;羅國(guó)禮;胡松濤;李國(guó)強(qiáng);潘紅;;標(biāo)準(zhǔn)壓下率負(fù)荷分配法在熱連軋中的應(yīng)用[A];冶金軋制過程自動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

5 王慧敏;楊平;崔鳳娥;蔣奇武;金文旭;;最終冷軋壓下率對(duì)取向硅鋼薄帶磁性能及織構(gòu)的影響[A];第十三屆中國(guó)體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

6 祁衛(wèi)東;;熱軋板凸度及冷軋壓下率對(duì)粘結(jié)的影響[A];2001中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下卷）[C];2001年

7 王云祥;鄧菡;陳曙光;周一林;;冷軋壓下率對(duì)連續(xù)退火Ti-IF鋼力學(xué)性能的影響[A];2009年全國(guó)冷軋板帶生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

8 張勇;蔣光煒;楊斌;;本鋼CDCM冷連軋機(jī)壓下率的優(yōu)化分配[A];2006年全國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2006年

9 劉戰(zhàn)英;周滿春;王濤;劉相華;王國(guó)棟;;IF鋼兩次冷軋壓下率分配對(duì){111}織構(gòu)的影響[A];2006年全國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2006年

10 劉戰(zhàn)英;周滿春;王濤;劉相華;王國(guó)棟;;IF鋼兩次冷軋壓下率分配對(duì){111}織構(gòu)的影響[A];2007年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 文新理;大截面特鋼鍛材缺陷演變規(guī)律與組織均質(zhì)化控制研究[D];北京科技大學(xué);2017年

2 林啟勇;連鑄過程鑄坯動(dòng)態(tài)輕壓下壓下模型的研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2008年

3 喬立峰;細(xì)晶化高強(qiáng)IF鋼生產(chǎn)原理及工藝開發(fā)[D];東北大學(xué);2011年

4 閆玉曦;帶鋼邊部缺陷在軋制過程中的開裂行為研究[D];華東理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉立;鎂合金軋制摩擦機(jī)制及接觸界面材料性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

2 鄧媛媛;冷軋壓下率對(duì)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼力學(xué)性能的影響[D];山東大學(xué);2015年

3 王敏;銅/鋁鋅合金復(fù)合帶軋制工藝及組織性能的研究[D];東北大學(xué);2014年

4 岑一鳴;碳鋼光亮板生產(chǎn)工藝實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2014年

5 楊晶晶;軋制壓下率對(duì)熱軋高強(qiáng)薄板鋼顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[D];武漢科技大學(xué);2013年

6 王光磊;壓下率對(duì)真空復(fù)合軋制特厚鋼板復(fù)合性能影響規(guī)律的研究[D];東北大學(xué);2010年

7 劉景佳;細(xì)晶高強(qiáng)IF鋼冷軋生產(chǎn)工藝的開發(fā)[D];遼寧科技大學(xué);2008年

8 張愛亮;TWIP鋼軋制工藝與組織性能控制[D];河北理工大學(xué);2010年

9 秦鏡;Cu/Al復(fù)合帶界面結(jié)合的熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)研究[D];江西理工大學(xué);2012年

10 羅孟良;Q345A的冷軋及退火工藝研究[D];湖南大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2390646