本文選題：厚板 + 差溫軋制��； 參考：《北京科技大學》2017年博士論文

【摘要】：厚板軋制最大的問題就是壓縮比小,導致鋼板1/4厚度及中心的組織、性能不均勻,韌性差。為改善這一問題,本文提出一種創(chuàng)新型軋制工藝——差溫軋制。具體為在軋前使板坯達到表面800℃左右,中心1100℃左右的溫度條件,使中心變形抗力低于表面,從而增加中心變形。研究方法為通過有限元MSC Marc軟件建立剛塑性軋制模型,并與傳統(tǒng)均溫軋制進行對比,分析了板坯內部應力應變變化,以及兩種工藝對奧氏體再結晶的影響;提出了一種計算差溫軋制的軋制力簡單方法,與有限元模擬結果對比最大誤差6%;在大試樣平面應變機上進行了模擬軋制實驗,通過奧氏體再結晶驗證了差溫軋制的有限元模擬結果;通過實驗室400 mm輥徑軋機,軋制60 mm厚板,研究了差溫軋制對厚板心部組織和變形的影響;通過有限元模擬研究了差溫軋制條件下鋼板中心裂紋缺陷閉合規(guī)律;通過復合軋制實驗研究了差溫軋制對厚板中心復合界面閉合的影響,間接驗證有限元模型;研究了不同軋后冷卻速度對差溫軋制板組織和性能的影響規(guī)律;分析了軋前冷卻和軋后空冷條件下差溫和均溫軋制板內部析出物的類型和形貌。主要研究結果如下:模擬結果及平面應變實驗顯示,相對于均溫軋制,差溫軋制鋼板內部應變提高,顯示出差溫軋制工藝改善厚板軋制過程中心部變形的作用。發(fā)現差溫軋制的效果與壓下率和厚度有關,當壓下率和厚度過大或過小時,差溫軋制效果不明顯;通過模擬計算和實驗發(fā)現差溫軋制可以細化鋼板中心奧氏體再結晶晶粒。差溫軋制板心部奧氏體晶粒尺寸從均溫軋制條件下的83.9 μm減小至34.2 μm。在實驗室軋制了 60 mm厚Q345B厚板,采用差溫軋制與均溫軋制對比發(fā)現:差溫軋制的鋼板中心位置奧氏體再結晶平均晶粒尺寸為25.2μm均溫軋制板板中心奧氏體再結晶晶粒尺寸為69.3 μm。同時,由于差溫軋制細化了再結晶晶粒,使得差溫軋制板組織為均勻細小的等軸鐵素體,而均溫軋制板為多種形態(tài)混合的鐵素體組織。進一步的,差溫軋制改善了 Q345B厚板的常溫韌性,相比于均溫軋制板,差溫軋制板軋向和橫向沖擊功平均值分別提高至 70.9J和 75.9J。在軋后空冷條件下,差溫軋制的E40厚板表面、四分之一、中心處鐵素體晶粒尺寸分別為10.8μm、11.9 μm、和12.6 μm,均溫軋制的對應位置鐵素體晶粒尺寸則為10.2μm、15.31μm、和17.1 μm,差溫軋制板的組織更為細小均勻。在水冷條件下,差溫軋制可以細化水冷鋼的有效晶粒尺寸,增加鋼力學性能,特別是低溫韌性提高較多。隨著軋后冷卻速度提高,差溫軋制板變?yōu)橛闪钬愂象w、針狀鐵素體、準多邊形鐵素體的混合組織,但由于總體壓縮比低,針狀鐵素體難以分割整個奧氏體晶粒,導致鋼板內部存在較多粗化區(qū)域,相對差溫軋制空冷板,差溫軋制水冷板韌性降低。由于差溫軋制提高了鋼板心部應力應變,使得厚板中心缺陷更容易閉合。有限元模擬顯示單道次差溫軋制條件下,120 mm厚板中心預設裂紋在11%壓下率下可以完全閉合,而均溫條件下壓下率達到14%才能壓合裂紋。在完整軋制過程中差溫軋制板中心裂紋比均溫軋制提前一個道次閉合;復合實驗顯示差溫軋制條件下,復合板中心未復合區(qū)域總面積為745mm2,愈合界面上的氧化層呈斷續(xù)狀分布,而均溫復合條件下,未復合區(qū)域總面積達到5000 mm2以上,愈合界面氧化層為連續(xù)狀分布。通過模擬計算和實驗發(fā)現E40鋼中第二相粒子體積分數不超過0.5%,并以鑄造過程中析出的TiN,MnS夾雜和Nb(C,N)為主。軋前冷卻使差溫軋制板表面出現了細小Nb(C,N)析出,而內部鑄造析出和夾雜變得更為粗大。由于差溫軋制板中析出物長大時間長,差溫軋制析出物尺寸大于均溫軋制。但差溫軋制對厚板析出物的影響還需要深入研究。
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【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG335.51

【參考文獻】

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6 劉振宇;周硯磊;狄國標;王國棟;;高強度厚規(guī)格海洋平臺用鋼研究進展及應用[J];中國工程科學;2014年02期

7 孫茜;王曉南;章順虎;杜林秀;邸洪雙;;顯微組織對新型熱軋納米析出強化鋼斷裂韌性的影響[J];金屬學報;2013年12期

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本文編號：1935064