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高强度帘线钢LX82ACr的动态连续冷却转变行为

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金属热处理 2023年第9期48卷 214-219页

作者：李战卫沈奎麻晗张宇江苏省(沙钢)钢铁研究院江苏张家港215625

通过热模拟试验研究了LX82ACr帘线钢的动态连续冷却转变规律,采用OM对不同冷速冷却后的试样进行显微组织分析。研究了相变温度和过冷度随冷速的变化规律。对不同冷速冷却后的试样进行珠光体片层间距测量和硬度测量,并进行抗拉强度换算,... 详细信息

通过热模拟试验研究了LX82ACr帘线钢的动态连续冷却转变规律,采用OM对不同冷速冷却后的试样进行显微组织分析。研究了相变温度和过冷度随冷速的变化规律。对不同冷速冷却后的试样进行珠光体片层间距测量和硬度测量,并进行抗拉强度换算,研究了珠光体片层间距和抗拉强度随冷速的变化规律。结果表明,当冷速在3℃/s及以下时,转变后的组织为珠光体和索氏体;当冷速达到5℃/s时,组织中开始出现马氏体;随着冷速提高,马氏体含量逐渐增多,当冷速达到30℃/s及以上时,组织以马氏体为主。随着冷速提高,相变温度逐渐降低,过冷度逐渐增大,进行回归分析,拟合优度达到0.97以上。随着冷速提高,珠光体片层间距逐渐变细,抗拉强度逐渐提高,当冷速从0.1℃/s提高至9℃/s时,珠光体片层间距由0.1929μm减小至0.0739μm,抗拉强度由993.2 MPa提高至1388.4 MPa。分别对珠光体片层间距和抗拉强度进行回归分析,拟合优度均达到0.97以上。

关键词：帘线钢动态连续冷却相变温度珠光体片层间距抗拉强度

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高碳帘线钢的冷却相变行为

金属热处理 2023年第2期48卷 79-84页

作者：褚峰沈奎胡显军张继明江苏省(沙钢)钢铁研究院江苏张家港215625

利用热模拟机Gleeble-3800测定了高碳帘线钢的动态CCT和TTT曲线,研究了冷却速度和等温转变温度对组织性能的影响。结果表明,连续冷却时,形成晶界渗碳体的临界冷速为1.5℃/s,形成马氏体组织的临界冷速为11℃/s。等温转变时,珠光体转变的... 详细信息

利用热模拟机Gleeble-3800测定了高碳帘线钢的动态CCT和TTT曲线,研究了冷却速度和等温转变温度对组织性能的影响。结果表明,连续冷却时,形成晶界渗碳体的临界冷速为1.5℃/s,形成马氏体组织的临界冷速为11℃/s。等温转变时,珠光体转变的温度区间为600~700℃,当温度为625℃时,转变时间最短。等温温度升高,相变时间延长,等温温度降低则会形成贝氏体等异常组织。实际采用斯太尔摩控冷时,将吐丝温度控制为900℃,开启前5台风机,风量分别为100%/100%/80%/50%/30%,保证相变冷速在5~7℃/s,且在相变前尽快通过网状碳化物形成的区间,可以得到组织性能满足技术要求的高强帘线钢。

关键词：帘线钢连续冷却等温转变显微组织

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帘线钢LF含硼精炼渣系冶金性能研究

帘线钢LF含硼精炼渣系冶金性能研究

作者：谢昊峰西安建筑科技大学

学位级别：硕士

LF精炼是帘线钢洁净度控制的重要环节,其关键技术之一是造具有较强的脱硫、脱氧、吸收夹杂的能力的合成精炼渣,同时要求渣系具有良好的熔化及黏流特性,从而为精炼反应提供良好的动力学及热力学条件。Ca O-Si O-Mg O-AlO渣系是帘线钢精... 详细信息

LF精炼是帘线钢洁净度控制的重要环节,其关键技术之一是造具有较强的脱硫、脱氧、吸收夹杂的能力的合成精炼渣,同时要求渣系具有良好的熔化及黏流特性,从而为精炼反应提供良好的动力学及热力学条件。Ca O-Si O-Mg O-AlO渣系是帘线钢精炼常用渣系之一,为保证渣系具有良好的熔化特性,需加入大量萤石做助熔剂,但这会加剧耐火材料侵蚀,同时产生环境污染。随着粗钢产量的日益增长萤石资源逐步短缺,同时,环保政策对氟排放的限制越来越严格,含氟矿物的使用限制正逐渐增加并趋于禁止,因此寻找一种环保型助熔剂对于维持LF炉的稳定运行至关重要。本课题以帘线钢LF精炼现场所使用的高碱度渣系为研究对象,提出在Ca O-Si O-Mg O-AlO渣系中添加BO助熔剂来改善熔渣的流动性。利用热力学软件Fact Sage 7.1进行计算,得到精炼渣系的黏度和熔化特征温度等物性参数,并对各组分在精炼渣系中的作用规律进行阐释,初步确定符合LF精炼工艺条件的精炼渣基础成分范围。进行单因素实验和响应曲面实验来优化和预测含硼渣系的冶金性能参数,以确定最佳的渣系组分和助熔剂添加量。分析渣系高温平衡物相以揭示含硼无氟精炼渣系的物相演变规律,系统研究BO助熔剂对高碱度渣系微观结构的影响,探索得到BO助熔剂的添加量与助熔能力的关系,并阐明其助熔作用机理。本研究为BO助熔剂在帘线钢高碱度LF精炼渣系的添加利用提供了理论依据,获得的主要研究结果如下:(1)BO对Ca O-Si O-Mg O-AlO精炼渣系助熔作用明显,可以显著降低高碱度(R=2.5)精炼渣系的熔化特征温度。Fact Sage计算结果表明BO利于渣系液相区范围扩大,改善炉渣流动性。未添加BO助熔剂的精炼渣系熔点为1423℃,配加10wt%BO助熔剂渣系熔点降低至1245℃。BO可有效降低渣系黏度及黏流活化能,添加7.5wt%～10wt%BO时助熔效果最佳。未添加BO助熔剂的精炼渣系,在精炼温度下的黏度为1.11Pa·s。当添加量为10wt%时,精炼渣系在1550℃下的黏度降至0.28Pa·s,下降幅度达到74.77%,且其高温熔化性稳定,在1500℃～1600℃温度范围内渣系黏度控制在0.25Pa·s～0.60Pa·s,是精炼渣理想的黏度区间,具有良好的流动性和发泡能力。(2)基于熔点及黏度实验结果,使用Design Expert软件Anova模块分析实验数据,建立得到熔点(Y)、黏度(Y)与碱度(A)、AlO含量(B)、BO含量(C)之间的二次多项回归方程:Y=1401.825+128.45A-50.87B-20.82C-18.6AB-3.8AC+1.28BC+22.7A+4.668B+0.757 CY=-0.90625+2.4175A-0.232B-0.14575C-0.02AB-0.065AC+0.0112BC-0.415A+0.0126B+0.01165C(3)对Design Expert软件建立的含硼渣系熔点及黏度多元二次回归方程进行数据拟合后表明,三种因素对熔点及黏度的影响显著性顺序依次为:BO含量>碱度>AlO含量。(4)随着BO添加量的增大,Ca O-Si O-AlO-Mg O渣系高温下的平衡物相结构由最初的复杂的CaMg AlO、Ca Mg Si O、Ca BSiO等转变为单一的硼硅酸盐和硅酸盐结构。BO的添加为渣系引入了[BO]结构,使渣系中Si-O-Si链状结构转变成为流动性更强的Si-O-B及Si-O-B环状结构,使炉渣黏度显著降低,流动性增强。

关键词：帘线钢 LF精炼渣 B2O3助熔剂黏度熔体结构

C82DA和C92DA帘线钢的相变规律和组织对比

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材料热处理学报 2014年第11期35卷 134-138,149页

作者：余万华高山刘飞刘力哲孙理刘澄北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 青岛钢铁集团公司第二高速线材厂山东青岛266043

对80级帘线钢C82DA和90级帘线钢C92DA化学成分进行检测,分析化学成分中合金元素差异对其相变的影响。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、热膨胀仪和显微硬度仪,对比研究C82DA和C92DA的相变规律;相同热处理条件下的相变点、显微组织、珠光... 详细信息

对80级帘线钢C82DA和90级帘线钢C92DA化学成分进行检测,分析化学成分中合金元素差异对其相变的影响。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、热膨胀仪和显微硬度仪,对比研究C82DA和C92DA的相变规律;相同热处理条件下的相变点、显微组织、珠光体片层间距;以及通过等温转变实验得到的相变动力学方程,并对参数n值和k值关系进行对比。结果表明:C92DA钢中的C、Si、Cr含量要高于C82DA,因此C92DA的片层间距要比C82DA细密,C92DA的n值要比C82DA大。这些结果对制定生产工艺和构建在线质量预报模型提供了基础数据。

关键词：帘线钢高碳钢冷速显微组织相变模型

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帘线钢凝固过程夹杂物生成热力学及工业实践

钢铁 2020年第6期55卷 61-67页

作者：牛凯军杨文张立峰储焰平张洪起郭子强北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004 河钢集团钢铁研究总院河北石家庄050011

非金属夹杂物是影响帘线钢拉拔性能的重要因素之一,为了研究帘线钢中夹杂物的生成及转变机理,使用ASPEX自动扫描电镜观察分析了帘线钢工业生产过程中不同碱度条件下从钢液到铸坯中非金属夹杂物的转变现象,并使用FactSage7.0热力学计算... 详细信息

非金属夹杂物是影响帘线钢拉拔性能的重要因素之一,为了研究帘线钢中夹杂物的生成及转变机理,使用ASPEX自动扫描电镜观察分析了帘线钢工业生产过程中不同碱度条件下从钢液到铸坯中非金属夹杂物的转变现象,并使用FactSage7.0热力学计算软件对非金属夹杂物的转变机理进行了讨论。在高碱度条件下,钢液中非金属夹杂物主要类型为低熔点的CaO-SiO2-Al2O3-MnO,铸坯中非金属夹杂物的CaO和MnO含量有所降低,同时SiO2含量有所增加。在低碱度炉次中,钢液中非金属夹杂物主要为较高熔点的SiO2-MnO-CaO类型,Al2O3含量较低。连铸坯中非金属夹杂物的SiO2含量与钢液相比有所增加,同时MnO含量降低。热力学计算结果表明,帘线钢凝固和冷却过程中的非金属夹杂物转变由夹杂物自身的相转变和析出、非金属夹杂物和钢液间的化学反应以及溶解氧和钢基体化学成分的反应3方面原因造成。热力学计算结果较好地解释了帘线钢工业生产中钢液和铸坯中非金属夹杂物成分和形貌的转变,为帘线钢中非金属夹杂物的控制提供参考。

关键词：帘线钢凝固冷却非金属夹杂物转变热力学

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帘线钢82A大方坯的原位统计分布分析

冶金分析 2013年第7期33卷 1-9页

作者：李江文张穗忠夏念平余卫华李冬玲武汉钢铁(集团)公司钢铁研究总院

采用金属原位分析仪对帘线钢82A大方坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了方坯不同区域中C、Si、Mn、P、S、Al和Ca元素的分布规律,发现C、S、P和Mn在中心存在明显的岛状偏析,中心区域的偏析较边部严重。C、S和Mn元素在方坯边部有明显... 详细信息

采用金属原位分析仪对帘线钢82A大方坯进行了原位成分统计分布分析,并探讨了方坯不同区域中C、Si、Mn、P、S、Al和Ca元素的分布规律,发现C、S、P和Mn在中心存在明显的岛状偏析,中心区域的偏析较边部严重。C、S和Mn元素在方坯边部有明显的负偏析带,而Si的分布较为均匀。帘线钢中的Al基本上都以夹杂物的形式存在,并以Al、Ca的复合夹杂物为主,且中心的夹杂物含量明显比边部多。采用扫描电镜结合能谱分析的方法对不同区域夹杂物的尺寸和成分进行了研究,两种方法所得结果具有较好的一致性。

关键词：原位统计分布分析帘线钢方坯偏析夹杂物

Co微合金化对高级别帘线钢组织与冷拉性能的影响

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材料工程 2012年第3期40卷 38-42,55页

作者：王洪利刘宏玉周鹏费阳黄彧陈浩武汉科技大学理学院武汉430065 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430065

为了减轻高级别帘线钢晶界渗碳体(GBC)的析出、提高其强度和冷拉性能,研究了Co微合金化80,100级帘线钢的显微组织及性能变化规律。用扫描电镜(SEM)观测了不同Co含量试样的显微组织形貌、GBC析出及珠光体片间距;用力学实验机测量了热加... 详细信息

为了减轻高级别帘线钢晶界渗碳体(GBC)的析出、提高其强度和冷拉性能,研究了Co微合金化80,100级帘线钢的显微组织及性能变化规律。用扫描电镜(SEM)观测了不同Co含量试样的显微组织形貌、GBC析出及珠光体片间距;用力学实验机测量了热加工及冷拉拔后的力学性能。结果表明:自然冷却时,Co微合金化可显著细化珠光体团尺寸;随Co量增加,抗拉强度增加,面缩率降低,但GBC变得严重。盐浴处理后,GBC受到抑制,冷拉加工硬化率得到提高。

关键词：帘线钢 Co GBC 显微组织力学性能

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帘线钢生产过程中氧化物夹杂的演变规律

钢铁 2016年第4期51卷 31-37页

作者：王昆鹏姜敏赵昊乾王新华王郢北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 邢台钢铁有限责任公司技术中心河北邢台054027

使用ASPEX PSEM explorer研究了帘线钢中氧化物夹杂的成分及形态在炼钢与轧制过程的变化。结果表明,连铸坯夹杂物中SiO_2质量分数较中间包有增加趋势,并在铸坯中发现MnO-SiO_2-Al_2O_3和SiO_2构成的复合夹杂物,轧制盘条中出现未很好变形... 详细信息

使用ASPEX PSEM explorer研究了帘线钢中氧化物夹杂的成分及形态在炼钢与轧制过程的变化。结果表明,连铸坯夹杂物中SiO_2质量分数较中间包有增加趋势,并在铸坯中发现MnO-SiO_2-Al_2O_3和SiO_2构成的复合夹杂物,轧制盘条中出现未很好变形的SiO_2夹杂物。热力学分析表明:由于连铸过程钢液和夹杂物间的传质作用,导致铸坯夹杂物中SiO_2质量分数增加,MnO-SiO_2-Al_2O_3系夹杂在浇铸过程较CaO-SiO_2-MnO-Al_2O_3系夹杂物更易析出SiO_2相,形成MnO-SiO_2-Al_2O_3为基体的复合夹杂物。CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO和MnO-SiO_2-Al_2O_3夹杂物在盘条中呈长条状,MnO-SiO_2-Al_2O_3和SiO_2析出相构成的复合夹杂在轧制过程将发生相分离,形成"眼睛状"或单颗粒状夹杂。

关键词：帘线钢夹杂物转变 CaO-SiO2-Al2O3-MnO SiO2-MnO-Al2O3

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帘线钢渗碳体溶解与饱和磁化强度变化

钢铁研究学报 2017年第1期29卷 50-57页

作者：王红军刘宏玉徐红兵卢建夺柯明鹏武汉科技大学理学院湖北武汉430065 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430065

依据固体与分子经验电子理论(EET),计算了渗碳体的价电子结构,确定了含V、Mn渗碳体的稳定结构分别为θ-(Fe_(2.75)Mn_(0.25))C、θ-(Fe_(2.5)V_(0.5))C。计算θ-Fe_3C、θ-(Fe2.5V_(0.5))C和θ-(Fe_(2.75)Mn_(0.25))C的比饱和磁化强度MS分别为167.19、111.20和146.32A·m^2/kg。制备的不同V含量的未冷拉70和80级帘线钢的MS计算误差在0.18%~6.22%,与振动样品磁强计(VSM)的实测值符合较好。建立了渗碳体溶解的4阶段模型,得出了渗碳体溶解对未冷拉帘线钢MS的影响规律。帘线钢冷拉后MS的巨变表明:铁素体中Fe原子的平均原子磁矩和原子状态发生重大改变;计算发现其原子状态根据钢的成分与应变量,会从甲种(A)变成乙种(B)甚至丙种(C)杂化状态。

关键词：价电子结构合金渗碳体稳定性饱和磁化强度帘线钢