热轧双相钢钢卷冷却过程组织演变分析

发布时间：2021-12-16 20:13

　　随着各种高强钢产品的开发以及用户对板形质量要求的不断提高,轧后卷取及钢卷冷却等环节出现的“再生”板形问题显得日益突出,成为各类先进高强钢生产控制的难点之一。在轧制时板形良好,但开卷后会出现局部或全长的双边浪、内圈双边浪和外圈中浪、单边浪、横向翘曲（C翘）等缺陷。带钢的层流冷却、卷取张力、卷后的冷却方式和带钢凸度都是影响其力学性能的重要因素。不同位置冷却速率不同,使组织演变出现不一致的现象。卷取过程产生的应力和冷却过程产生的热应力、组织应力的综合作用,在钢卷内部会产生塑性变形,使轧后板形发生变化。为探究这种变化规律,本文结合实际生产中的数据,对温度场、组织演变、组织应力的情况进行分析研究。首先,本文根据实际生产环境建立了温度场模型,并依据传热学理论使用有限差分法对温度场进行求解,计算得出不同时刻不同位置的温度数据;通过理论分析确定钢卷冷却初始条件,根据JMatPro软件确定材料相关的热物性参数。其次,计算相平衡温度和各组织相变开始温度,根据经典的江板一彬理论,使用可加性法则和逆推式的可加性法则,建立连续冷却条件下的孕育期模型和组织演变模型并对模型的计算参数进行修正。最后,建立组织应力的数... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

低温卷取工艺与中温卷取工艺

第1章绪论-3-随着钢铁行业的不断发展，双相钢的研究依旧是我们需要投入巨大精力的研究方向，其生产实践中的问题亟需得到解决[5]。目前，一些企业双相钢的实际生产中遇到合金成分用量、工艺流程的优化、组织控制相互耦合的问题。我国虽然在双相钢的研究生产的道路上已经有了一些进展，但是在进一步提高生产质量和优化生产流程等生产方面还有相当长的一段路要走。研究出世界先进水平的车用双相钢需要我们不断的努力，而这一做法也必将是未来的发展方向[6]。1.1.2热轧双相钢的应用热轧双相钢因其优良的力学性能、生产过程简要、可大规模生产以及优秀的综合性能还有不断发展的潜力有了广泛的应用前景。低成本、高延伸、高强度的双相钢正在走向更好的世界舞台。热轧双相钢的优良性能正好顺应了汽车产业在保证安全性能的前提下降低车身质量、减少油耗的趋势，已经在各种汽车挂件和配件中得到广泛的使用。在汽车轻量化、汽车保有量不断增加的进程中，同时兼顾对环保、资源和能源的考虑，双相钢都是很好的选择，双相钢在货车上的消耗用量有绝对的优势，达80%以上[7]，如图1-2所示。随着我国汽车产业的持续稳定且高速的发展，双向高强钢依旧是其发展的重点方向。图1-2车身结构用钢

第1章绪论-5-[12]。随着物理冶金学、轧制工艺学、轧制冷控制技术及计算机等方面的发展，在几代人的不断努力下各种力学性能预报模型逐渐完善[13]；人工神经网络的使用，使得高速计算机控制生产过程中的各个参数成为可能，对组织演变和其力学性能做出了较为精准的预测[14]。图1-3预测与控制技术国外这方面的研究比较早，也发展比较迅速，著名学者Kikalady和他的研究团队在上世纪70年代就已经开始对相变模型进行研究，利用数学模型来模拟相变过程。通过研究，得出了合金钢Ae3的计算公式，但是由于当时设备和技术的限制，尤其是方程组的求解存在着很多困难。为了解决此难题，研究者开始用其他模型来模拟，进而出现了亚点阵模型和中心原子模型。随着“仲平衡”概念的提出[15]，实测相图和热力学数据方面的重大发展，许多学者对相变模型有了进一步的研究。其中Umemoto等人对加工硬化的奥氏体相变行为进行研究，并给出了相应的较为准确相变模型[16]。英国谢菲尔大学的C.M.塞拉斯及其同事是最先预报出板带热轧过程显微组织演变的研究人员，他首先提出了量化热轧钢材中的温度场和冶金学现象的思想，他研究的模型已经用于低碳C-Mn钢的组织预报，并成功预报了奥氏体晶粒组织的变化。随后，日本钢铁、川畸钢铁、法国的IRSID和加拿大大不列颠哥伦比亚大学等也进行了相应的研究[17]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]热轧贝氏体双相钢中组织对性能的影响[J]. 余冲,吴腾.  钢铁钒钛. 2018(02)
[2]高强热轧双相钢中组织对性能的影响[J]. 吴腾,李会,吴润,宋述鹏.  材料科学与工程学报. 2018(01)
[3]我国宽带钢热连轧过程控制系统现状及展望[J]. 宋勇,何安瑞,荆丰伟,邵健.  鞍钢技术. 2017(03)
[4]热轧含Nb高强钢力学性能预报模型[J]. 李维刚,胡石雄,刘斌,赵刚,胡恒法.  冶金自动化. 2017(02)
[5]含铌冷轧DP780钢的连退工艺对组织及性能的影响[J]. 王卫卫,李光灜,张江玲,张建,刘永刚,詹华.  钢铁. 2016(06)
[6]汽车用双相钢的研究进展[J]. 孙耀祖,王旭,王运玲,张国福,易红亮.  中国材料进展. 2015(06)
[7]低碳低合金高强钢的连续转变行为及其相变模型[J]. 蔡恒君,高喆,宋仁伯,裴宇,于三川.  材料热处理学报. 2015(03)
[8]70Mn钢连续冷却转变曲线及其相变模型[J]. 邓鹏,宋仁伯,孙挺,王旭.  材料热处理学报. 2014(04)
[9]连续冷却过程中X70管线钢的铁素体相变动力学[J]. 谢保盛,蔡庆伍,余伟,曹嘉明,杨云峰.  金属热处理. 2014(03)
[10]热轧双相钢的发展现状及高强热轧双相钢的开发[J]. 袁国,利成宁,孙丹丹,康健,王国栋.  中国工程科学. 2014(02)

博士论文
[1]金属材料微观组织演变计算方法及在热成型中的应用[D]. 陈响军.湖南大学 2016
[2]Ti60钛合金相变动力学及组织演变研究[D]. 孙峰.西北工业大学 2015
[3]中低碳微合金钢及C-Mn-Al（Si）高强钢的热变形行为研究[D]. 魏海莲.北京科技大学 2015

硕士论文
[1]热轧带钢层流冷却过程板形研究[D]. 董峰.燕山大学 2014
[2]首钢精品棒材产品性能预报系统的研发[D]. 吴朝晖.东北大学 2011
[3]Q235B相变模型研究[D]. 罗丰.武汉科技大学 2011
[4]高速线材轧制温度及组织相变预报系统的研究[D]. 王丹.燕山大学 2010
[5]热轧低合金高强度钢性能预报研究[D]. 李青丽.武汉科技大学 2009
[6]热连轧中间辊道保温工艺对轧后组织的影响[D]. 徐远军.武汉科技大学 2007
[7]Q345E热轧带钢轧后冷却过程温度及组织演变模拟[D]. 颜飞.武汉科技大学 2004



本文编号：3538753