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,該缺陷不僅造成嚴重的表面質量問題,而且增加了因裁邊而造成的資源浪費。以超低碳熱軋帶鋼為研究對象,本文通過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程。為分析缺陷的形成,在研究軋材高溫力學性能的基礎上建立了有限元模型,獲得了邊部折疊缺陷的形成機制,提出了采用鑄坯形狀設計的方法來抑制缺陷,通過工業(yè)試驗研究了倒角鑄坯在熱變形過程中的形狀和溫度變化特點,并在邊部折疊缺陷控制方面取得了良好效果,為進一步的裝備開發(fā)和工藝優(yōu)化提供了理論依據(jù)和技術支持。主要結果如下:(1)采用在實驗軋機上模擬熱軋過程和中間坯下線的方式來研究邊部折疊缺陷的演化過程,發(fā)現(xiàn)該缺陷起源于軋材側面的凹陷,隨后凹陷被壓縮并隨著翻平展寬過程流轉到軋材表面,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鋼為對象,通過物理測試和數(shù)值模擬相結合的方法研究了超低碳鋼缺陷形成機理,結果表明,在奧氏體向鐵素體轉變的兩相區(qū)間,IF鋼的流變應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相反;精軋時角部以下的亞表面區(qū)域溫度在兩相區(qū)溫度區(qū)間內變化,造成亞表面展寬較小而產生相對的凹陷;側面凹陷在隨后的軋制過程中閉合,并隨軋材翻平展寬而翻轉到表面形成邊部折疊缺陷。(3)在理論研究基礎上,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熱軋線上對其技術效果進行了驗證,工業(yè)試驗研究表明,粗軋中鑄坯定寬側壓量低于50mm時,倒角形狀可保持到粗軋結束,這不僅提高了精軋過程鑄坯角部溫度,而且改善了溫度分布和材料力學性能的均勻性,降低了角部拉應變,控制了側面折疊凹陷的發(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)以微合金化鋼為對象,研究了倒角鑄坯對熱軋帶鋼邊部折疊缺陷的影響,結果表明,倒角坯軋制過程中其側面與角部的溫度分布更均勻,材料性能的均勻性更好;經過五道次粗軋后,角部附近應變均勻性得到提高,抑制了側面凹陷形成的可能性;定寬側壓量低于50mm的粗軋過程中,鑄坯倒角形狀可以遺傳到粗軋二機架第二道次軋制后,且整個變形過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)生率可得到進一步降低。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

１．２．１折疊缺陷外觀形態(tài)逡逑在生產低合金高強度鋼或鈮、釩、鈦微合金化鋼熱乳帶鋼時，邊部折疊缺陷逡逑經常發(fā)生，多年來它已經成為熱乳帶材的主要質量缺陷之一。圖１．１是梅鋼生產逡逑的鈮、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，未經過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鋼熱軋板表面產生，而且近年來在采用板坯生逡逑產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轉爐廠生產超低碳鋼ＳＰＨＥ－Ｂ時，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逡逑經過冷乳后，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逡逑隨著我國鋼鐵生產技術的進步，各種中厚板、高強鋼帶卷、低碳和超低碳冷逡逑軋用板卷的產量逐年增加，熱軋板邊部折疊缺陷的問題突顯出來，嚴重影響了板逡逑卷的表面質量，并由此降低了產品成材率。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果，折疊缺陷距表面的深度逡逑較淺

經過冷乳后，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逡逑隨著我國鋼鐵生產技術的進步，各種中厚板、高強鋼帶卷、低碳和超低碳冷逡逑軋用板卷的產量逐年增加，熱軋板邊部折疊缺陷的問題突顯出來，嚴重影響了板逡逑卷的表面質量，并由此降低了產品成材率。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果，折疊缺陷距表面的深度逡逑較淺，裂紋的擴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面。逡逑－３邋－逡逑

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本文編號：2828198