熱軋工藝對(duì)低合金釉化用鋼組織和力學(xué)性能影響的研究.pdf

1、本課題的研究對(duì)象是生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽所用的釉化用鋼，由于內(nèi)膽在工作時(shí)要承受一定的溫度和壓力，對(duì)生產(chǎn)內(nèi)膽的低碳鋼的屈服強(qiáng)度有一定要求。釉化用鋼在釉化燒結(jié)過(guò)程中，性能會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。熱軋工藝對(duì)釉化用鋼軋制態(tài)和釉化燒結(jié)后的性能有重要影響。本文采用實(shí)驗(yàn)和有限元模擬相結(jié)合的方法，對(duì)相同成分、不同熱軋工藝的釉化用鋼進(jìn)行研究,基于實(shí)驗(yàn)和有限元模擬的結(jié)果分析了釉化用鋼熱軋工藝參數(shù)、顯微組織和力學(xué)性能之間的關(guān)系。主要的研究結(jié)果如下:
　　通過(guò)對(duì)不同熱

2、軋工藝的釉化用鋼的顯微組織和力學(xué)性能的對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，采用應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變(DSIT)的軋制工藝，控制后三道次在Ar3溫度附近軋制的鋼板在熱處理后仍可以獲得相對(duì)較細(xì)小的晶粒和高強(qiáng)度。這是由于應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變的臨界形核尺寸比一般奧氏體-鐵素體相變的尺寸小。在軋制過(guò)程中，鋼板多次經(jīng)歷應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變和鐵素體逆變?yōu)閵W氏體的過(guò)程，獲得更加細(xì)小的鐵素體晶粒的同時(shí)，也可以使應(yīng)變能得到釋放，避免殘余應(yīng)變能造成熱處理后晶粒的長(zhǎng)大，獲得較高的強(qiáng)度

3、。研究還發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高軋后冷卻過(guò)程的降溫幅度、降低終冷溫度、提高冷卻速度可以避免在軋后降溫過(guò)程中的晶粒長(zhǎng)大。4＃鋼板采用DSIT熱軋工藝，控制控制后三道次的開(kāi)軋溫度均為840±10℃;軋后冷卻過(guò)程的降溫幅度為340℃～360℃;終冷溫度為440℃～460℃;冷卻速度為21℃/s～23℃/s，熱處理前后晶粒尺寸均為約6μm左右，熱處理后屈服強(qiáng)度從370MPa提高到380MPa～390MPa，性能與連鑄連軋工藝生產(chǎn)的鋼板性能相近。
　

4、　通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軋件與軋輥之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)為5～10kw/m2·k，軋件與環(huán)境之間的熱交換系數(shù)為0.02～0.05kw/m2·k時(shí)，軋制的板形、最大軋制力和開(kāi)軋溫度的模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。軋制力隨軋制溫度的降低而增大;隨道次壓下率的增大而增大;隨軋制速度的變化相對(duì)不明顯。DSIT熱軋工藝的后三道次的軋制力是前三道次的2～3倍。因此，在采用控制軋制工藝時(shí)，制定軋制溫度和道次壓下率應(yīng)考慮避免軋制力超過(guò)軋機(jī)最大所能承受

5、的力，保護(hù)工作輥表面不受損傷。DSIT熱軋工藝的鋼板在第四道次開(kāi)軋前，軋件心部溫度比表面溫度高25℃以上;第四道次軋制后，軋件心部溫度和軋件表面溫度逐漸趨于一致。后三道次軋制時(shí)，鋼板均出現(xiàn)60℃左右的溫度回升，導(dǎo)致后三道次軋制時(shí)的溫度高于實(shí)際設(shè)定溫度。因此，將后三道次的開(kāi)軋溫度設(shè)為略低于Ar3溫度的鋼板可比開(kāi)軋溫度略高于Ar3溫度的鋼板獲得更細(xì)小均勻的晶粒和更高的強(qiáng)度。模擬結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，單道次壓下率超過(guò)60％時(shí)，軋制過(guò)程相對(duì)不穩(wěn)定，有造成