釩氮微合金化高強度厚壁H型鋼工藝技術(shù)研究.pdf

1、本文采用有限元溫度場模擬、V-N微合金化熱模擬和實驗室軋制模擬相結(jié)合的方法，研究了高強度厚壁H型鋼的性能，提出了“精確控制形變工藝+V-N微合金化+TMCP技術(shù)”相結(jié)合生產(chǎn)高強度厚壁H型鋼的技術(shù)新思路，并在工業(yè)生產(chǎn)中得到了驗證。利用大型有限元軟件對控制軋制過程中溫度場變化情況進行了模擬計算，探討了半連續(xù)生產(chǎn)線上H型鋼在控制軋制過程中截面溫度場的分布及連續(xù)溫度場的變化；通過熱模擬技術(shù)研究了VN析出對力學(xué)性能的影響以及形變對VN析出的促進作

2、用；根據(jù)VN的析出強化特性，將整個軋制過程分為高溫形變和低溫形變兩個階段，并在實驗室軋機上研究了形變對V-N微合金化鋼軋后力學(xué)性能的影響；采用工業(yè)生產(chǎn)方法，驗證了本研究獲得的結(jié)果的可靠性。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴研究發(fā)現(xiàn)：通過精確控制形變工藝可以提高H型鋼性能、減小截面性能的不均勻性。在控制軋制過程中，厚壁H型鋼橫截面的溫度分布是不均勻的，內(nèi)、外面之間存在溫度差，且不均勻程度隨著軋制道次的增加而趨于減小，不均勻溫度的存在對生產(chǎn)過

3、程控制和產(chǎn)品的截面性能均勻性有較大影響。形變可以促進試樣在高溫階段反復(fù)再結(jié)晶，并加快V(C，N)粒子在低溫階段的析出。當(dāng)高溫階段形變率大于50％時，可促進動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，細化原始奧氏體晶粒；當(dāng)?shù)蜏仉A段形變率大于15％時，可促進V(C，N)粒子的析出，增加晶內(nèi)鐵素體的生核。依此形變規(guī)律進行的工業(yè)驗證結(jié)果顯示：厚壁H型鋼性能得到提高，截面性能不均勻性得到明顯改善。
　　 ⑵研究發(fā)現(xiàn)：V-N微合金化技術(shù)是改善厚壁H型鋼截面性能均勻性

4、的重要手段。通過采用V-N微合金化技術(shù)，軋制后試樣的晶粒尺寸得到了細化。軋后空冷的H型鋼中發(fā)現(xiàn)有第二相粒子V(C，N)的析出，粒子主要分布在基體鐵素體中，一部分彌散分布在珠光體片層間的鐵素體內(nèi)、晶界及位錯上，同時還存在少量相間析出。析出的第二相粒子尺寸細小，分布均勻，在軋后空冷過程中成為相變初期晶內(nèi)鐵素體的異質(zhì)形核核心，或者起到釘扎晶界、釘扎位錯的作用，細化晶粒。V(C，N)粒子的析出特點是：從翼緣邊部到R角處逐漸增加，析出粒子的平均尺