含Nb鋼FTSR熱軋過(guò)程組織演變規(guī)律的研究及生產(chǎn)工藝的開發(fā).pdf

1、薄板坯連鑄連軋是80年代末，90年代初開發(fā)成功的生產(chǎn)熱軋板卷的一項(xiàng)短流程工藝，作為薄板坯連鑄連軋工藝之一的FTSR(Flexible Thin Slab Rolling)工藝與傳統(tǒng)厚板坯連軋工藝在連鑄過(guò)程、加熱制度、軋制過(guò)程及板帶傳輸速度等方面存在較明顯的差異，同時(shí)在設(shè)備布置上與現(xiàn)在世界上大多采用的CSP(Compact Strip Production)短流程也有很大的差別，近年來(lái)，對(duì)于FTSR技術(shù)成形過(guò)程中薄板的組織演變規(guī)律、力學(xué)性

2、能特征及其控制以及第二相粒子的析出機(jī)制等方面的研究工作很少有報(bào)道。 采用Nb微合金化的方式，通過(guò)Nb的固溶和應(yīng)變誘導(dǎo)析出行為抑制晶粒的粗化是目前高附加值產(chǎn)品大多采用的路線。含Nb鋼薄板坯連鑄連軋面臨的一個(gè)重大難題就是混晶問(wèn)題。為此需要系統(tǒng)地研究FTSR軋制低碳含Nb鋼時(shí)，隨著Nb含量的變化，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶、Nb的析出、相變行為的變化規(guī)律，其研究結(jié)果不僅可以更清楚地了解FTSR的演變機(jī)理，更重要的是可以對(duì)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)

3、高附加值鋼的軋制工藝提供重要的參考和指導(dǎo)。能夠更充分地發(fā)揮FTSR的優(yōu)勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)含碳量為0.05％，含Nb量分別為0％，0.014％，0.025％，0.036％，0.05％和0.083％的六個(gè)化學(xué)成分的鋼進(jìn)行：FTSR的熱模擬，對(duì)其在本鋼FTSR工藝過(guò)程中的組織性能特性、組織演變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析，同時(shí)分析本鋼FTSR現(xiàn)場(chǎng)軋卡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如下主要結(jié)論： (1)利用Gleeble-2000熱模擬機(jī)，研究了FTSR工藝

4、中Nb含量對(duì)鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和變形抗力的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，微量Nb的加入，使得動(dòng)態(tài)再結(jié)晶激活能顯著增加，即動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生變得困難；隨著鋼中Nb含量的增加，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶激活能也逐漸增加。然而增加趨勢(shì)逐漸緩慢，當(dāng)Nb含量大于0.05％時(shí)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶激活能呈下降趨勢(shì)。同時(shí)也進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)軋制數(shù)據(jù)的分析。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)軋制力數(shù)據(jù)反推變形抗力可以看出，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)管線鋼X46的再結(jié)晶終止溫度為981.3℃?？紤]的固溶元素Mn和Nb的影響，回

5、歸了變形抗力模型。薄板坯連鑄連軋?jiān)诖周堧A段，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生較為充分，動(dòng)態(tài)軟化率接近1。 (2)通過(guò)對(duì)不同含Nb量鋼的靜態(tài)軟化行為進(jìn)行雙道次和8道次的熱模擬實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，隨著含Nb量的增加，軟化率曲線下移。微量Nb的加入，使得靜態(tài)再結(jié)晶激活能顯著增加，隨著鋼中Nb含量的增加，靜態(tài)再結(jié)晶激活能也逐漸增加。然而增加趨勢(shì)逐漸緩慢，當(dāng)Nb含量大于0.05％時(shí)，靜態(tài)再結(jié)晶激活能呈下降趨勢(shì)。對(duì)于8道次連續(xù)壓縮實(shí)驗(yàn)，隨Nb含量的增加，

6、T<,nr>越高。大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，對(duì)于碳錳鋼，隨著軋制溫度的降低，平均變形抗力呈緩慢直線上升趨勢(shì)；對(duì)于高強(qiáng)鋼，管線鋼等含Nb鋼，在溫度低于再結(jié)晶終止溫度時(shí)，平均變形抗力上升趨勢(shì)更加明顯。 (3)對(duì)本鋼薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線軋制含Nb鋼相變行為的分析。結(jié)果表明，當(dāng)終軋溫度為880℃時(shí)，隨著Nb含量的變化，奧氏體向鐵素體相變實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度呈不同的變化趨勢(shì)，當(dāng)冷卻速度較小時(shí)，Nb含量對(duì)鐵素體相變實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度影響不大，當(dāng)冷卻速度為20

7、℃/s時(shí)，隨Nb含量的增加，奧氏體向鐵素體相變實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度先降低后升高。隨著終軋溫度的升高，奧氏體向鐵素體相變實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度呈升高趨勢(shì)，但當(dāng)冷卻速度相對(duì)較大時(shí)，終軋溫度的影響不明顯。研究了冷卻速度、Nb含量、相變前奧氏體平均尺寸對(duì)鐵素體晶粒尺寸的影響。 (4)對(duì)某低碳含Nb鋼的兩次試軋并配合軋卡實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明： 1)鑄坯表面組織存在由細(xì)小等軸晶組成的細(xì)晶粒帶，從鑄坯表面到鑄坯心部，晶粒尺寸逐漸變大，在距離鑄坯表面1/8厚度

8、處開始出現(xiàn)枝晶組織，從距離鑄坯表面1/8厚度處到距鑄坯表面1/4厚度處，枝晶臂的寬度呈由細(xì)變粗的趨勢(shì)。在連鑄坯中心處，枝晶與粗大的等軸晶粒并存。 2)第一道次發(fā)生了完全的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，奧氏體晶粒尺寸軋后得到了明顯的細(xì)化，由原來(lái)鑄坯心部平均晶粒尺寸600μm左右經(jīng)R1軋后得到的奧氏體平均晶粒尺寸為53.8μm，經(jīng)R2軋制后，奧氏體平均晶粒尺寸繼續(xù)降低到44.4μm，表明在入F1前，奧氏體再結(jié)晶發(fā)生是充分的。 3)隨著累計(jì)應(yīng)變

9、的增加，平均鐵素體尺寸呈減少趨勢(shì)。最后一道次后心部鐵素體晶粒平均尺寸大約5μm左右。晶粒度達(dá)到了12級(jí)。表面鐵素體的平均尺寸要小于心部的。隨著厚度的減薄，板帶表面和心部的鐵素體平均尺寸差逐漸減少，鐵素體分布傾向于更均勻化。 4)試軋結(jié)果表明，本鋼薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線軋制BG510L鋼的化成成分應(yīng)保證碳含量不大于0.05％，鈮含量在0.035％左右，錳含量在1.5％左右。最優(yōu)軋制工藝為，R1、R2的壓下率要求大于等于50％。出爐溫