低成本细晶钢线材生产新工艺的开发
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- 发布时间:2017-03-10
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400MPaⅢ级螺纹钢筋作为重要的建筑用钢材,随着我国社会的进步,高强度钢筋需求量也会越来越多。目前,国内生产400MPaⅢ级螺纹钢筋多是采用微合金化,由于资源的日益稀缺,合金价格-路走高,采用微合金化生产400MPaⅢ级螺纹钢筋的利润也不断被压缩。为此,结合企业实际,研发新的400MPaIII级螺纹钢筋生产工艺就显得十分迫切,对此开展研究具有巨大的经济价值和社会效益。
本文结合作者在全国近上百家企业生产实际应用情况,在不改变加热制度、不改造设备、不增加轧机负荷能力,不使用铌、钒、钛合金的前提下通过控制冷却的方法生产400MPaⅢ级螺纹钢筋,达到降低成本,节约资源的目的。
利用ANSYS有限元软件对棒材冷却的各个阶段进行温度场的数值模拟,模拟结果与实验测得结果吻合良好。
根据现场的设备实际运行状况,结合实验测得20MnSi的动态CCT曲线,提出适当降低精终轧温度,由原来的1050℃降低到920℃,在奥氏体未再结晶区进行轧制,此过程通过预穿水冷却设备完成。在棒材出精轧机后立即进入水冷装置,这个过程采用了两种不同的冷却方式。-是QTB工艺,将棒材表面迅速冷却到400℃以下,发生马氏体转变,心部仍为奥氏体,然后进行自回火(除GB之外的工艺);二是将棒材表面迅速冷却到500℃左右,然后空冷,以避免出现马氏体组织,使棒材断面温度均匀后再进行水冷(即二次冷却)。
对两种不同的冷却工艺生产的棒材进行金相组织分析、力学性能测试、焊接性能测试。测试结果表明两种冷却方式下的棒材平均晶粒尺寸为,前者7.5μm,后者6.2μm;对比不穿水工艺下产品性能平均屈服强度375MPa为,前者452MPa,后者为473 MPa;焊接性能均良好;测试结果满足国标对HRB400的要求。本论文主要阐述了通过合理的穿水工艺,达到细晶强化机理与应用技术。
图 29幅;表 11个;参 83篇。
关键词:棒材;穿水冷却;温度场;数值模拟;QTB;分级水冷
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