《中碳微合金化鋼中厚板表面裂紋形成機理的研究》是依託北京科技大學，由張炯明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：中碳微合金化鋼中厚板表面裂紋形成機理的研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：張炯明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微合金化鋼連鑄坯的熱送與熱裝對節能與環保具有重要意義，但面臨的主要問題是熱裝軋制後鋼板表面經常出現裂紋，這種裂紋嚴重影響了熱送熱裝及鋼鐵廠的物流，已成為制約生產的限制性環節。目前關於熱軋板表面產生裂紋的研究有些文章，但多數是現場的統計及最終出現裂紋試樣的分析，理論上均是小試樣熱態模擬研究，其熱軋板表面裂紋產生的機理還不十分清楚，如裂紋產生的時機、原始鑄坯裂紋與熱軋板裂紋的關係等理論上沒有的定量化闡述。本項目針對這一問題展開立項研究，以中碳微合金鋼中厚板（船板鋼等）表面裂紋為研究對象，通過更為接近實際生產的工業性實驗，依次對熱送熱裝工藝中連鑄坯，中間坯、最終熱軋板組織形貌、析出物組成、尺寸、數量等進行研究，找出熱軋板表面裂紋產生與其組織、析出物及受力間的關係等，分析相應的工藝參數與熱軋板表面裂紋間的關係，弄清熱裝熱軋板表面裂紋產生機理。為微合金化鋼最終熱軋板表面裂紋的降低提供理論支持和指導。
結題摘要
綜合運用馬弗爐、光學顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、熱模擬試驗機以及基於規則溶液的雙亞點陣模型等方法，對中碳Nb-Ti微合金鋼熱送熱裝過程晶粒，組織及析出物演變規律和軋制後表面裂紋形成的機理進行分析，結果表明：採用電火花人工預製表面裂紋的方法研究熱裝微合金鋼不同深度3，4，5，6mm下軋制七道次後，隨著軋制道次增加，裂紋深度逐漸減小，而5個道次後到7個道次時，裂紋深度的變化趨近平衡，到7個道次的時候，裂紋深度只有0.2mm，已趨近於完全癒合。通過比較夾雜物顆粒的分布情況發現，隨著與裂紋距離的增加，夾雜物顆粒逐漸變小，數量變多，含有預製裂紋的試樣在軋制過程中會在裂紋周圍形成明顯的脫碳層，呈現出裂紋周圍特有的組織特徵。裂紋周邊多為2-3μm的Si-Mn系複合夾雜物，隨著與裂紋距離的增加，夾雜物顆粒逐漸變小，數量變多，裂紋表層夾雜物為1.5-3μm的Si-Mn系複合夾雜物，而基體為Ca-Mg-Al系複合夾雜物。軋制開裂裂紋周邊無Si-Mn系複合夾雜物，多為Ca-Mg-Al系複合夾雜物，由此可以作為判定裂紋來源。裂紋附近為正常的鐵素體+珠光體組織，無明顯的帶狀組織。軋制處的裂紋多數為沿晶界開裂，無脫碳層，這表明裂紋在較低溫度下生成，即在軋制過程中產生。而預製的裂紋有微量沿晶界開裂趨勢，周邊有明顯的脫碳層，厚度為100μm左右。熱軋板表面裂紋開裂機理為在第一，三道次下晶粒尺寸均勻，而第五道次時晶粒不均勻，第五道次裂紋周邊晶粒尺寸為120μm左右，略大於基體晶粒尺寸90μm左右，分析認為該軋制道次下晶粒不均勻性可能是由於發生動態再結晶導致，軋制力，壓下制度等因素引起。裂紋周邊細小的析出物＜14μm易導致產生裂紋，第五道次至第七道次裂紋仍是沿晶界擴展開裂。
