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20CrMnTi圆钢带状组织缺陷控制

      带状组织的存在使钢的组织不均勻影响钢材性能,如形成各向异性,降低钢的塑性、 冲击韧性和断面收缩率,产生冷弯不合格、冲击废品率高、热处理时钢材容易变形等不良后果。

根据资,控制带状组织主要有以下3个途径:

(1) 调整加热制度,提高加热温度并延长加热物扩散均匀,达到理想的奥氏体均匀化,同时使奥氏体的晶粒尺寸超过原始带状的条带宽度,以减轻原始带状。

(2) 控制合理的终乳温度适当降低终轧温度(以接近Ac3为宜),细化奥氏体晶粒,以达到细化铁素体晶粒,从而加大其与富锰带间距之间的差别,减轻带状组织。

(3)加大终轧后冷却速度,抑制碳在原始带状基础上的长距离扩散,消除或减轻铁素体和珠光体的带状组织。

 

      柳钢第三棒材生产线主要承担16~42 mm 的圆钢生产。其坯料断面尺寸:165 mm x 165 mm;步进式加热炉有效尺寸:21 950 mm X 10 760 mm;炉子设计最大加热能力:150 t/h; 轧机:610x6+430x6+370x6。由于中型轧钢厂初期生产20CrMnTi圆钢存在较严重的带状缺陷,为防止三棒材生产线出现类似情况我们进行试验研究,希望优化并确定三棒材生产线生产20CrMnTi钢的工艺。

方案设计

      考虑到成品的最终表面质量以及轧机负荷,加热温度、开轧温度和加热时间设定:轧制规 格:26 mm;加热段温度:1150 ℃~1230℃;均热段温度:1110 ℃~1190℃开乳温

      通常,由于棒材连轧过程中存在塑性变形热,尤其精轧阶段高速轧制时,其产生的变形 热可抵消大部分过程温降,即终轧温度和开轧温度较接近;由于三棒材生产线乳机之间无控冷设备,这样终轧温度则不能作为控制的对象,只得通过控制乳后控冷温度来弥补终轧温度较高的不足。冷却速度对带状组织影响的机制主要是对碳的扩散速度的控制,当轧后控制冷却速率大于临界冷却速率时,抑制碳和其他元素的扩散,可降低带状组织等级,随着冷却速度的增加带状组织级别减小或消除,但同时必须考虑由于冷却速度过大引起的淬火组织等缺陷。

      消除带状组织的临界冷却速度不是一个恒定值,国内学者对16MnVk得出了不同的实验结果:北京科技大学李文卿的实验结果为 4.3℃;上海大学林大为采用试验条件下的外推法测得不同压下率下的不同临界值。故各厂的生产条件不同,要测定合理的临界冷 却速度Vk只能进行试验摸索;设定不同的上冷床温度,即通过调整成品后穿水装置的穿水强度,采取不同的冷却强度进行轧后控冷;然后,对不同冷却工艺的成品取样分析,最后根据试验结果选定成品上冷床的温度范围。上冷床温度设定试验方案。

 

试制结果

      此次试制分为3个阶段:

 (1)采取不穿水和强穿水,研究其成品金相及力学性能情况;

  (2)根据第1次试制结果,制定第2次轧制实验工艺并进行试制,研究其成品金相及力学性能情况;

 (3)根据前2次试制结果,制定批量生产工艺,取常规成品生产样进行分析,验证批量生产工艺是否合理。


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