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薄带连铸取向硅钢的热轧孪生行为

东北大学学报（自然科学版） 2022年第2期43卷 182-187页

作者：宋红宇刘海涛王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

薄带连铸流程下取向硅钢粗大λ晶粒(〈100〉//ND,normal direction)的“遗传”会导致磁性能恶化.为解决这一问题,针对取向硅钢的热轧孪生行为开展研究,结果表明:凝固组织粗大的取向硅钢在650℃热轧时可产生大量{112}〈111〉形变孪晶,这... 详细信息

薄带连铸流程下取向硅钢粗大λ晶粒(〈100〉//ND,normal direction)的“遗传”会导致磁性能恶化.为解决这一问题,针对取向硅钢的热轧孪生行为开展研究,结果表明:凝固组织粗大的取向硅钢在650℃热轧时可产生大量{112}〈111〉形变孪晶,这与具有高层错能的硅钢在较高温度下难以孪生变形的传统认知不同.热轧过程中复杂的应力状态降低了变形孪晶的取向依赖性,由于具有更高的储存能,孪晶界/孪晶界及孪晶界/晶界交叉点成为再结晶形核的优先位置,大大提高了常化过程中的再结晶率,受沿孪晶界应变分布及孪晶间距离的限制,沿孪晶界形核的再结晶晶粒通常呈“饼状”,最终形成以细小且取向漫散的再结晶晶粒为主的常化组织,消除了初始凝固组织中有害的粗大λ晶粒.

关键词：薄带连铸取向硅钢孪生显微组织织构

稀土Ce对薄带连铸无取向6.5%Si钢组织、高温拉伸性能和断裂模式的影响

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金属学报 2022年第5期58卷 637-648页

作者：李民李昊泽王继杰马颖澈刘奎中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院沈阳110136

研究了Ce元素对薄带连铸无取向6.5%Si钢凝固组织、有序相、高温拉伸性能和断裂模式的影响。结果表明,添加Ce可以在薄带连铸过程中形成高熔点Ce_(2)O_(2.5)S和Ce_(2)O_(2.5)S_(3),促进钢液异质形核,细化铸带凝固组织。Ce对有序相变无明... 详细信息

研究了Ce元素对薄带连铸无取向6.5%Si钢凝固组织、有序相、高温拉伸性能和断裂模式的影响。结果表明,添加Ce可以在薄带连铸过程中形成高熔点Ce_(2)O_(2.5)S和Ce_(2)O_(2.5)S_(3),促进钢液异质形核,细化铸带凝固组织。Ce对有序相变无明显影响,铸带有序度由高至低所对应的拉伸温度分别为650、400和800℃。随拉伸温度提高,铸带的屈服强度与抗拉强度降低,断后延伸率提高。当拉伸温度高于500℃,Ce元素的钢液净化和凝固组织细化作用有助于提高晶界强度,避免沿晶断裂。铸带在拉伸过程中发生动态回复和再结晶,最终发生韧性断裂,断后延伸率得到显著提高。研究结果证实,稀土处理可以作为薄带连铸无取向6.5%Si钢增塑的一种有效途径。

关键词：无取向6.5%Si钢薄带连铸稀土塑性断口形貌

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薄带连铸用侧封板服役过程中热应力分析

中国冶金 2022年第4期32卷 27-33页

作者：郭海荣李鑫李化龙施一新杨文刚李红霞江苏省沙钢钢铁研究院有限公司江苏苏州215625 郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

为解决薄带连铸用侧封板服役过程中热应力过大导致破裂的问题,采用数值模拟的方法,通过热-结构耦合分析,研究了BN基侧封板不同材料参数和预热温度对服役过程热应力的影响,并对高抗侵蚀性复合结构侧封板的适用性进行了讨论。结果表明,可... 详细信息

为解决薄带连铸用侧封板服役过程中热应力过大导致破裂的问题,采用数值模拟的方法,通过热-结构耦合分析,研究了BN基侧封板不同材料参数和预热温度对服役过程热应力的影响,并对高抗侵蚀性复合结构侧封板的适用性进行了讨论。结果表明,可以通过降低材料的线膨胀系数、弹性模量以及增大导热系数来降低侧封板服役过程中的热应力;预热温度越高,热应力越小;可将合适组分的含碳材料复合到侧封板工作面,以提高侧封板抗侵蚀性。

关键词：薄带连铸侧封板热应力数值模拟抗侵蚀性

薄带连铸无钴马氏体时效钢组织演变规律及力学性能研究

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薄带连铸无钴马氏体时效钢组织演变规律及力学性能研究

作者：毛松中南大学

学位级别：硕士

作为一种近终形铸造工艺,薄带连铸具有短流程、低成本以及元素偏析弱、无需反复热轧的工艺特点,十分适合生产高合金高强度钢种。本文以无钴马氏体时效钢为研究对象,利用浸入式薄带连铸热模拟装置和高温激光共聚焦显微镜,针对其铸态组织... 详细信息

作为一种近终形铸造工艺,薄带连铸具有短流程、低成本以及元素偏析弱、无需反复热轧的工艺特点,十分适合生产高合金高强度钢种。本文以无钴马氏体时效钢为研究对象,利用浸入式薄带连铸热模拟装置和高温激光共聚焦显微镜,针对其铸态组织、热处理工艺和力学性能三个方面开展研究。发现铸带主要由表面无扩散区和柱状枝晶区构成,柱状枝晶垂直于铸带表面生长,从表面到中心处,一次枝晶间距由6.6μm增加到22μm。EPMA结果显示合金元素在枝晶间隙处富集,Ni在枝晶中部的浓度约为17.5%,在枝晶间隙处约为19.5%。铸带具有很强的λ织构,主要的织构组分为(001)和(001)。铸带在530℃的时效过程中同时发生两种转变:第二相析出和奥氏体形成,第二相析出可以提升样品的强度,奥氏体首先在富Ni的枝晶间隙形成,形貌分为球状和片层状,起到软化组织、协调变形的作用。在5 h内的时效硬化曲线可以描述为(1=71×ln+181。经过1000℃热轧后,热轧压下率越高,剪切带越明显,对应的组织越细小,880℃的固溶退火可以消除剪切带,从而延缓应力集中,最终样品的强度和延伸率分别可以达到1200MPa和28%,强塑积高达34440 MPa%。上述研究结果在增进亚快速凝固机理的理解和开发新型马氏体时效钢的实践中具有一定的指导意义。图55幅,表9个,参考文献78篇

关键词：薄带连铸马氏体时效钢亚快速凝固时效处理

薄带连铸高强度中锰钢组织演变规律及力学性能研究

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薄带连铸高强度中锰钢组织演变规律及力学性能研究

作者：王兰坤中南大学

学位级别：硕士

作为近终形制造工艺的典范,薄带连铸能够在短流程、低能耗的前提下有效抑制钢中易偏析元素的宏观偏析倾向,对高合金钢的工业生产具有重要意义。本研究选取中锰钢为研究对象,借助薄带连铸热模拟设备深入研究了薄带连铸中锰钢偏析行为和... 详细信息

作为近终形制造工艺的典范,薄带连铸能够在短流程、低能耗的前提下有效抑制钢中易偏析元素的宏观偏析倾向,对高合金钢的工业生产具有重要意义。本研究选取中锰钢为研究对象,借助薄带连铸热模拟设备深入研究了薄带连铸中锰钢偏析行为和组织性能演变规律,分析了亚快速凝固特征锰微观偏析对组织演变的作用机制,阐明了薄带连铸中锰钢独特的强韧化机理。论文的研究结果和主要结论如下:(1)亚快速凝固过程能够有效抑制锰元素宏观偏析倾向,薄带连铸中锰钢中仅存在一定程度上的锰微观偏析。薄带连铸6Mn钢铸带组织主要为马氏体和极少量均匀分布的残余奥氏体,薄带连铸9Mn钢铸带组织为马氏体和分布于枝晶间的残余奥氏体。(2)热轧和回火处理并不能消除薄带连铸产生的锰微观偏析,但短时间的高温均匀化退火可以有效消除钢中锰微观偏析。在锰微观偏析影响下,薄带连铸中锰钢富锰区域和贫锰区域会在回火过程中表现出不同的组织演变规律,最终形成独特的异质化结构并获得优异的综合力学性能。(3)与传统中锰钢不同,薄带连铸9Mn钢热轧带无需回火处理便能够具有较高的奥氏体比例和良好的延伸率。600℃回火1 h后,样品中奥氏体体积分数和尺寸较热轧带均有所下降,但整体延伸率较热轧带有所上升。这说明当钢中奥氏体比例达到一定程度后,奥氏体稳定性对塑性的贡献将大于奥氏体比例。图49幅,表7个,参考文献85篇

关键词：薄带连铸中锰钢微观偏析亚快速凝固回火处理

薄带连铸含硼钢界面传热、组织演变及铸带质量研究

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薄带连铸含硼钢界面传热、组织演变及铸带质量研究

作者：郝亮中南大学

学位级别：硕士

薄带连铸作为一种近终形制造工艺,具有流程短、成本低及元素偏析较弱等特点,适合生产合金钢。本文首先对薄带连铸中试线含硼钢的表面裂纹进行分析检测,再利用浸入式测试系统和熔滴凝固技术等高温热模拟技术对界面传热、沉积膜等进行研究... 详细信息

薄带连铸作为一种近终形制造工艺,具有流程短、成本低及元素偏析较弱等特点,适合生产合金钢。本文首先对薄带连铸中试线含硼钢的表面裂纹进行分析检测,再利用浸入式测试系统和熔滴凝固技术等高温热模拟技术对界面传热、沉积膜等进行研究,并制备了实验室热模拟铸带,最后研究了含硼热成型钢不同冷速下组织及力学性能,为典型含硼钢的薄带连铸工业生产提供理论依据。研究结果和主要结论如下:(1)随着硼含量的增加,铸带表面质量变差,裂纹增加,且裂纹内部发现了硼氧化物的富集。随着硼含量从0 ppm增加到210 ppm,热流峰值从6.23 MW/m增加到9.11 MW/m;此外,沉积膜生成现象更加剧烈,颗粒团簇现象更加明显,相同实验次数的沉积膜厚度逐渐增大。(2)薄带连铸含硼钢热模拟研究结合Factsage计算得到了铸带开裂机理:B含量的增加导致样品固相线下降,样品开始凝固点推迟,使得钢液在出结晶辊后存在熔融态软相,进而容易开裂;在矫直阶段,铸带下表面受拉应力,导致开裂主要发生在下表面且表现为横裂纹。(3)在模拟薄带连铸亚快速凝固条件下,含硼热成型钢二次枝晶间距和晶粒尺寸均明显减少,微观组织明显细化;此外,组织中贝氏体含量增多、铁素体含量减少,亚结构中还出现了较多的位错,和一些纳米析出相。这些组织特征使得亚快速凝固样品的维氏硬度比空冷样品的提高了109%,屈服强度提高了31%。图53幅,表14个,参考文献105篇

关键词：薄带连铸含硼钢亚快速凝固界面传热铸带质量

薄带连铸因瓦合金的组织、织构及力学性能研究

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东北大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 723-728页

作者：宋红宇刘海涛王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

将薄带连铸技术引入因瓦合金的制备流程,利用金相显微镜、XRD、EBSD、微观硬度计、拉伸实验机等设备,围绕薄带连铸因瓦合金的组织织构演化及力学性能开展研究.结果表明:在钢液过热度较高的条件下,因瓦合金凝固组织以粗大的柱状奥氏体晶... 详细信息

将薄带连铸技术引入因瓦合金的制备流程,利用金相显微镜、XRD、EBSD、微观硬度计、拉伸实验机等设备,围绕薄带连铸因瓦合金的组织织构演化及力学性能开展研究.结果表明:在钢液过热度较高的条件下,因瓦合金凝固组织以粗大的柱状奥氏体晶粒为主,织构为强烈的λ纤维织构(//ND).冷轧过程中形成大量的变形亚结构,使硬度(HV)由铸态的165提高至230~240,冷轧织构以典型的铜型织构({112})及S型织构({123})为主.0.7 mm厚冷轧板经900℃退火10 min,形成包含大量退火孪晶的再结晶组织,织构较漫散,其屈服强度、抗拉强度和断后延伸率分别达293 MPa,433 MPa和33.4%,与传统流程制备的0.7 mm厚因瓦合金的性能相当.

关键词：薄带连铸因瓦合金冷轧组织织构力学性能

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薄带连铸新型布流系统的数学物理模拟

东北大学学报（自然科学版） 2014年第1期35卷 60-63页

作者：任三兵朱苗勇樊俊飞东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819 宝钢股份研究院上海201900

为了评价薄带连铸新型布流系统的可行性,按照相似理论原理,建立了1∶1水模型试验装置,应用中科院DJ800系统测定了熔池表面波动情况.同时采用CFD软件,应用连续性方程、N-S方程及湍流κ-ε方程模拟计算了该双辊熔池内部的流场分布.在此基... 详细信息

为了评价薄带连铸新型布流系统的可行性,按照相似理论原理,建立了1∶1水模型试验装置,应用中科院DJ800系统测定了熔池表面波动情况.同时采用CFD软件,应用连续性方程、N-S方程及湍流κ-ε方程模拟计算了该双辊熔池内部的流场分布.在此基础上分析了宝钢新旧两套布流系统在流动、液面波动方面的差别.实验和计算结果表明,新型布流系统对于降低液面波动、改善表面流场形态具有很好的效果,利用CFD技术结合物理模拟试验能够很好地用于评判布流系统的优劣.

关键词：薄带连铸物理模拟数值模拟原布流系统新型布流系统

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薄带连铸表面质量控制的研究现状与展望

连铸 2023年第3期 16-21页

作者：杨任一曾杰路程朱晨阳王万林中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083

薄带连铸采用一对铜结晶辊完成钢水的亚快速凝固,直接铸轧出尺寸及性能满足最终产品要求的近终成型工艺。薄带连铸冷速达1000℃/s,产品厚度1~2 mm,省去再加热和反复热轧工序,在生产薄规格钢种具有明显优势。然而,经铜辊浇铸出的铸带很薄... 详细信息

薄带连铸采用一对铜结晶辊完成钢水的亚快速凝固,直接铸轧出尺寸及性能满足最终产品要求的近终成型工艺。薄带连铸冷速达1000℃/s,产品厚度1~2 mm,省去再加热和反复热轧工序,在生产薄规格钢种具有明显优势。然而,经铜辊浇铸出的铸带很薄,其表面质量(如凹陷、微裂纹等)难以控制,后期也难以修复,如何减少铸带表面质量缺陷成为薄带连铸技术发展的瓶颈之一。主要综述了薄带连铸生产低碳钢、不锈钢和TWIP钢铸带表面缺陷的产生机理,铸带表面缺陷主要起源于钢液在结晶辊初始凝固过程,受钢种成分、铸辊分离力、夹杂物、自然沉积膜、结晶辊、保护气氛等多种因素影响,不同钢种需要采用合适的薄带连铸工艺参数。

关键词：薄带连铸低碳钢不锈钢 TWIP钢表面质量