3-1钢材组织细化应用课案.ppt

（3）疲劳试验◆施加应力大致为抗拉强度的1/2，为250MPa。◆新开发线材比400MPa级传统线材寿命提高3—5倍。◆由于组织细化，延迟了裂纹的发生及裂纹扩展，使材料的疲劳性能得到了大幅度的改善。 3.2.5新开发的螺栓的特性（1）螺栓的成形流程φ9mm线材→酸洗→拉拔成φ8mm线材→冷镦→搓丝→螺栓M8。 （2）螺栓组织 （2）螺栓组织 (3)表面硬度 （4）疲劳极限采用新开发线材制成的螺栓的坯疲劳极限，与传统线材制成的螺栓相比，提高了14%。 * ◆在相同水量条件下，开始冷却温度越高，冷却速度越低；◆若需要采用2.0/s以上的冷却速度，应根据开冷温度确定水量。 （2）连铸坯宽度方向W/8—角部 连铸坯宽度方向的W/8—角部与是否进行机外强制冷却没有关系，此部位发生表面裂纹的几率比较低。其原因在于，该部位在轧制过程中，由于受到轧辊孔型的约束，主要承受压缩应力作用，因此，不容易产生表面裂纹。 （3）连铸坯宽度方向W/4处对于连铸坯宽度方向上的W/4部位，在开始进行组织控制时，该部位的温度已经降至铁素体＋珠光体转变温度以下，因此，强制冷却后的组织为铁素体＋珠光体＋贝氏体混合组织，对轧制时表面裂纹的产生有直接的影响。 在开始进行强制冷却时，如果能将W/4部位的温度提高到铁素体＋珠光体转变温度（1000K）以上，则可以防止连铸坯在轧制过程中产生表面裂纹。 ◆图给出了从结晶器内弯曲部位，到开始进行连铸坯机外强制冷却所需要的时间（以下称为到达时间）与开始进行机外强制冷却时的连铸坯表层温度的关系。◆连铸坯表面温度随着到达时间的缩短而增加，即连铸坯表面温度与到达时间具有良好的对应关系。 ◆图给出了到连铸坯宽度方向不同部位达到1000K温度时的到达时间。◆在开始冷却时，为了使连铸坯表面温度为1000K的部位，从W/8处向角部方向移动，则到达时间必须要低于60分钟。 ◆除了缩短到达时间外，作为提高连铸坯表层温度的方法，可以在连铸坯的二次冷却带上降低水量来实现。但是，根据模拟计算结果，效果并不明显。而缩短到达时间是最有效的方法。 3、超细晶粒线材 线 材 加 工 组织细化 ◆提高强度 ◆提高韧性 组织均匀性 ◆热处理后组织均匀 ◆冷变形均匀性 组织tidu ◆提高疲劳性能 3.1组织均匀性 温度精确解析 ◆变形热效应； ◆温度变化规律 水冷带精确设计 ◆水冷带位置； ◆冷却能力； ◆冷却带长度 相变规律(CCT) 开冷温度 组织细化、均匀性 变形规律 变形形式 中轧机组 中间水冷带长度 精轧机组 精轧机组 精轧水冷带长度 减定径机组 减定径机组 成品水冷带长度 卷曲机 3.2超细晶线材 低温奥氏 体区变形 道次间歇时 间 短 具有应变累积效果 超细晶 粒线材 轧制负荷↑ 变形热效应 温度解析、空冷 3.2.1材质预测模型的构成 3.2.2 线材生产线 与棒材轧制和板材轧制相比，线材轧制的特点◆线材轧制具有变形速度快（ 462—1772/s ）；◆道次间歇时间短（ 0.04—0.09s ）；◆因应变累积引起的材料变形抗力高；◆变形热效应显著。 100℃ Ar3以上轧制速度降低30% 传统：未采用控冷，出口温度超过1000℃ 开发：采用控冷，表层出口温度865℃；心部950℃ 1.6倍 新开发线材与传统线材轧制力矩的比较轧制功率（轧制力矩×轧制速度） 轧制负荷 3.2.3新开发线材的力学性能和组织（1）传统线材和新开发线材相变前的奥氏体平均晶粒尺寸、平均残余位错密度以及相变后铁素体平均晶粒尺寸◆着眼于现场生产：“平均的概念” （2）强度、延伸率 （3）强度、断面收缩率具有良好的加工性能 （4）断面宏观照片 （5）金相照片 （6）沿半径方向新开发线材与传统线材铁素体晶粒尺寸分布 可以根据轧辊孔型的摩擦热和轧辊散热等复杂边界条件进行三维变形解析和温度解析。 新开发线材表层晶粒尺寸的 实测值比预测的平均值更小 实际线材表层的温度变化和应变变化规律与平均温度和平均应变是有区别的 较为精确 的结果 实际生产适用？ （7）沿半径方向新开发线材与传统线材硬度分 3.2.4新开发线材压缩试验、穿孔试验及疲劳试验（1）压缩试验（允许变形程度） （2）穿孔试验锥形钻头直径为φ6，旋转速度180rpm，穿孔深度为10mm，测量扭矩和轴向力 SS400 新开发 SS490 根据粒状氧化物粒子平均半径随温度的变化规律，结合钢材的热履历，可以明确不同钢种的表面裂纹是在哪一阶段产生的，由此可以采用相关措施给予解决。 例如对于◆含铅的易削钢，大部分表面裂纹都是在连铸机铸模内初期凝固过程中产生的。◆而表面硬化钢的大部分裂纹是在轧制过程中产生的