熱軋工藝對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)膽在工作時要承受一定的溫度和壓力，對生產(chǎn)內(nèi)膽的低碳鋼的屈服強度有一定要求。釉化用鋼在釉化燒結(jié)過程中，性能會相應(yīng)地發(fā)生變化。熱軋工藝對釉化用鋼軋制態(tài)和釉化燒結(jié)后的性能有重要影響。本文采用實驗和有限元模擬相結(jié)合的方法，對相同成分、不同熱軋工藝的釉化用鋼進行研究,基于實驗和有限元模擬的結(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:
　　通過對不同熱

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較細小的晶粒和高強度。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氏體的過程，獲得更加細小的鐵素體晶粒的同時，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大，獲得較高的強度

3、。研究還發(fā)現(xiàn)，適當提高軋后冷卻過程的降溫幅度、降低終冷溫度、提高冷卻速度可以避免在軋后降溫過程中的晶粒長大。4＃鋼板采用DSIT熱軋工藝，控制控制后三道次的開軋溫度均為840±10℃;軋后冷卻過程的降溫幅度為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、　通過實驗和有限元模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當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，軋制的板形、最大軋制力和開軋溫度的模擬結(jié)果和實驗結(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，制定軋制溫度和道次壓下率應(yīng)考慮避免軋制力超過軋機最大所能承受

5、的力，保護工作輥表面不受損傷。DSIT熱軋工藝的鋼板在第四道次開軋前，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，鋼板均出現(xiàn)60℃左右的溫度回升，導(dǎo)致后三道次軋制時的溫度高于實際設(shè)定溫度。因此，將后三道次的開軋溫度設(shè)為略低于Ar3溫度的鋼板可比開軋溫度略高于Ar3溫度的鋼板獲得更細小均勻的晶粒和更高的強度。模擬結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，單道次壓下率超過60％時，軋制過程相對不穩(wěn)定，有造成