重压下铸坯制过程中内部缺陷演变行为的研究

发布时间：2018-02-16 22:23

本文关键词： 重压下轧制内部缺陷演变行为　出处：《北京科技大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着冶金技术的发展,连铸坯质量问题已经得到了很大的改善。但由于生产、操作工艺的影响,铸坯内部质量问题不可能完全消除。90%的金属成型都涉及到轧制工艺,轧制的目的除了为了得到预期的几何形状外,更重要的是减轻或消除内部缺陷,获得优良的组织性能。本文以重压下铸坯为研究对象,分析重压下铸坯内部质量(内部裂纹、夹杂物、带状组织)及析出相的影响,并对后续轧制过程中内部缺陷的演变行为进行研究,论文研究主要内容及进展如下:(1)对不同重压下铸坯内部裂纹进行分析,通过实验与模拟相结合的方法,对加热及轧制过程轧件内部不同类型裂纹(中间裂纹、三角区裂纹及中心裂纹)的演变行为进行了研究。结果表明,铸坯内部小于20μm的内部裂纹可以通过加热的方式愈合,并且加热温度越高,裂纹愈合情况越好。对轧件预置内部裂纹在轧制过程中的演变行为进行了模拟研究,验证了模型的正确性。并对板坯不同类型的内部裂纹的在轧制过程中的演变情况进行了分析。研究发现,轧件内部裂纹愈合过程主要经过裂纹表面贴近、裂纹局部愈合和完全愈合三个阶段。(2)对不同重压下铸坯内部夹杂物进行分析,建立了夹杂物轧制过程中演变模型,采用实验室试验与数值模拟相结合的方法验证了模型的正确性。分析了轧制过程中不同类型、不同尺寸、不同位置夹杂物轧制过程的演变行为,并对轧制过程中夹杂物在轧件中相对位置变化进行了分析。通过对轧制过程中难、易变形夹杂物与周围基体的变形情况进行研究,分析了轧制过程中难变形夹杂物周边产生微小裂纹的原因。(3)对不同压下制度铸坯、加热坯及轧件组织进行分析。结果表明,重压下铸坯偏析情况得到明显改善;通过对不同压下制度铸坯中铁素体比较可以发现,未压下铸坯心部铁素体尺寸最为粗大,压下10mm铸坯铁素体尺寸有所减小,压下20mm铸坯铁素体最为细小,并且铸坯由心部向表层铁素体尺寸有减小的趋势。重压下铸坯轧制后的带状组织较为均匀,而未压下铸坯心部相互平行的铁素体带间出现了很多异常粗大的珠光体组织;通过对不同压下制度、不同轧制道次轧件的拉伸、冲击及探伤性能测试结果可以发现,重压下制度对轧件力学综合性能的提高有一定的帮助,对于拉伸及冲击性能,随着压缩比的增加材料的拉伸及冲击性能提高。(4)不同压下制度铸坯中析出物主要为(Nb,Ti)(C,N)析出,形状多为不规则多边形,同时可以看出铸坯中析出物尺寸由析出位置至表层逐渐减小,而对于压下20mm铸坯近表层处析出分析可以发现,近表层处析出物的数量明显增多,呈弥散分布;淬火铸坯中的析出物多为规则的方形,析出物尺寸在20-40nm之间,析出物多为(Nb,Ti)(C,N)析出。与铸坯中析出情况相比可以看出,析出物尺寸略有减小;不同轧制道次下析出物多以方形为主,并且随着轧制道次的增加,析出物尺寸明显减小。轧制的五道次,轧件心部析出物尺寸在100-120nm左右,表层位置处析出物尺寸在80-90nm左右。轧制第九道次钢中析出物尺寸明显减小,心部析出物尺寸在60-80nm左右,表层处析出物在30-50nm左右。
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【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG245;TG335

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