基于TMCP的无缝钢管轧制和冷却过程微观组织控制研究
发布时间：2023-03-23 21:11
TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)是一种将控制轧制与控制冷却相结合进行组织控制与优化的先进加工工艺,可以明显提升钢铁材料的性能。将TMCP应用于无缝钢管生产不仅能够获得高强韧的管材性能,同时也有助于实现资源节约型绿色生产。然而,因钢管的断面形状特殊、规格变化范围大,且生产中工艺调整窗口窄、轧制变形复杂和冷却不易控制,TMCP在无缝钢管生产中的实际应用还存在较多的制约因素。需要根据TMCP的特点和特定钢种产品的高温变形和冷却相变规律,对无缝钢管轧制变形和在线冷却过程中的微观组织变化进行必要的研究。在此基础上,利用和发掘在线调控的工艺资源,实现控制轧制与在线热处理。鉴于此,选用低合金钢30Mn Cr22和高合金钢P91作为研究材料,对两钢种的高温再结晶行为进行了研究,对两钢种无缝钢管TMCP进行了实验模拟,对无缝钢管控制冷却的传热和相变机理进行了分析,探讨了无缝钢管TMCP的微观组织演变规律及强韧化机制,提出了微观组织控制的策略。通过两钢种典型规格无缝钢管的在线试验,对无缝钢管TMCP的微观组织在线控制进行了详细阐述。用Gleeble-1500D...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 连轧无缝钢管生产概况
1.1.2 无缝钢管TMCP
1.1.3 基于PQF工艺无缝钢管生产过程特点及其TMCP的实现
1.2 研究进展
1.2.1 无缝钢管轧制变形过程研究
1.2.2 无缝钢管TMCP研究
1.2.3 无缝钢管控制冷却传热研究
1.2.4 无缝钢管用30MnCr22钢和P91钢研究
1.2.5 目前存在的主要问题
1.3 研究内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
第二章 实验材料和研究方案
2.1 实验材料的选择
2.2 研究方案
2.2.1 无缝钢管TMCP典型钢种高温再结晶行为研究方案
2.2.2 无缝钢管TMCP实验模拟研究方案
2.2.3 无缝钢管控制冷却传热研究方案
2.2.4 无缝钢管动态冷却相变研究方案
2.2.5 无缝钢管快速冷却相变研究方案
2.2.6 基于TMCP无缝钢管微观组织在线控制研究方案
第三章 无缝钢管TMCP典型钢种的高温再结晶行为
3.1 30MnCr22钢的高温再结晶行为
3.1.1 变形条件对30MnCr22钢动态再结晶的影响
3.1.2 变形条件对30MnCr22钢静态再结晶的影响
3.1.3 30MnCr22钢再结晶数学模型的建立
3.1.4 TMCP条件下30Mn Cr22 无缝钢管的再结晶控制
3.2 P91钢的高温再结晶行为
3.2.1 变形条件对P91钢动态再结晶的影响
3.2.2 变形条件对P91钢静态再结晶的影响
3.2.3 P91钢高温流变应力数学模型的建立
3.2.4 TMCP条件下P91无缝钢管的再结晶控制
3.3 本章小结
第四章 无缝钢管TMCP的实验模拟
4.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的实验模拟
4.1.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的再结晶行为
4.1.2 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的微观组织演变规律
4.2 P91无缝钢管TMCP的实验模拟
4.2.1 P91无缝钢管TMCP的再结晶行为
4.2.2 P91无缝钢管TMCP的微观组织演变规律
4.3 本章小结
第五章 无缝钢管控制冷却的传热与相变机理
5.1 无缝钢管控制冷却传热
5.1.1 无缝钢管控制冷却条件下的界面换热机理
5.1.2 无缝钢管控制冷却条件下界面换热系数的验证
5.1.3 无缝钢管控制冷却条件下的微观组织
5.2 无缝钢管动态冷却相变
5.2.1 30MnCr22钢动态冷却相变分析
5.2.2 P91钢动态冷却相变分析
5.3 无缝钢管快速冷却相变
5.3.1 冷却速度对快速冷却相变过程的影响
5.3.2 快速冷却条件下马氏体转变过程的原位观察
5.3.3 快速冷却条件下马氏体转变的组织特征
5.4 本章小结
第六章 基于TMCP无缝钢管微观组织的在线控制
6.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP微观组织的在线控制
6.1.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP加热过程的控制
6.1.2 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP轧制过程的控制
6.1.3 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP在线冷却过程的控制
6.2 P91无缝钢管TMCP微观组织的在线控制
6.2.1 P91无缝钢管TMCP加热过程的控制
6.2.2 P91无缝钢管TMCP轧制过程的控制
6.2.3 P91无缝钢管TMCP在线冷却过程的控制
6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
本文编号：3768760
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 连轧无缝钢管生产概况
1.1.2 无缝钢管TMCP
1.1.3 基于PQF工艺无缝钢管生产过程特点及其TMCP的实现
1.2 研究进展
1.2.1 无缝钢管轧制变形过程研究
1.2.2 无缝钢管TMCP研究
1.2.3 无缝钢管控制冷却传热研究
1.2.4 无缝钢管用30MnCr22钢和P91钢研究
1.2.5 目前存在的主要问题
1.3 研究内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容
第二章 实验材料和研究方案
2.1 实验材料的选择
2.2 研究方案
2.2.1 无缝钢管TMCP典型钢种高温再结晶行为研究方案
2.2.2 无缝钢管TMCP实验模拟研究方案
2.2.3 无缝钢管控制冷却传热研究方案
2.2.4 无缝钢管动态冷却相变研究方案
2.2.5 无缝钢管快速冷却相变研究方案
2.2.6 基于TMCP无缝钢管微观组织在线控制研究方案
第三章 无缝钢管TMCP典型钢种的高温再结晶行为
3.1 30MnCr22钢的高温再结晶行为
3.1.1 变形条件对30MnCr22钢动态再结晶的影响
3.1.2 变形条件对30MnCr22钢静态再结晶的影响
3.1.3 30MnCr22钢再结晶数学模型的建立
3.1.4 TMCP条件下30Mn Cr22 无缝钢管的再结晶控制
3.2 P91钢的高温再结晶行为
3.2.1 变形条件对P91钢动态再结晶的影响
3.2.2 变形条件对P91钢静态再结晶的影响
3.2.3 P91钢高温流变应力数学模型的建立
3.2.4 TMCP条件下P91无缝钢管的再结晶控制
3.3 本章小结
第四章 无缝钢管TMCP的实验模拟
4.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的实验模拟
4.1.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的再结晶行为
4.1.2 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP的微观组织演变规律
4.2 P91无缝钢管TMCP的实验模拟
4.2.1 P91无缝钢管TMCP的再结晶行为
4.2.2 P91无缝钢管TMCP的微观组织演变规律
4.3 本章小结
第五章 无缝钢管控制冷却的传热与相变机理
5.1 无缝钢管控制冷却传热
5.1.1 无缝钢管控制冷却条件下的界面换热机理
5.1.2 无缝钢管控制冷却条件下界面换热系数的验证
5.1.3 无缝钢管控制冷却条件下的微观组织
5.2 无缝钢管动态冷却相变
5.2.1 30MnCr22钢动态冷却相变分析
5.2.2 P91钢动态冷却相变分析
5.3 无缝钢管快速冷却相变
5.3.1 冷却速度对快速冷却相变过程的影响
5.3.2 快速冷却条件下马氏体转变过程的原位观察
5.3.3 快速冷却条件下马氏体转变的组织特征
5.4 本章小结
第六章 基于TMCP无缝钢管微观组织的在线控制
6.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP微观组织的在线控制
6.1.1 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP加热过程的控制
6.1.2 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP轧制过程的控制
6.1.3 30Mn Cr22 无缝钢管TMCP在线冷却过程的控制
6.2 P91无缝钢管TMCP微观组织的在线控制
6.2.1 P91无缝钢管TMCP加热过程的控制
6.2.2 P91无缝钢管TMCP轧制过程的控制
6.2.3 P91无缝钢管TMCP在线冷却过程的控制
6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
本文编号：3768760
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