12月14日简报——先进常规流程热轧工艺与装备技术

发布人:Super User  发布时间:2015-12-14  浏览次数:1248

        2015年12月14日,先进常规流程热轧工艺与装备技术方向在RAL实验室411会议室举行了年度汇报总结会,汇报总结会由方向首席王昭东教授主持,王国栋院士参加了汇报会。会上,共有10位老师(或学生)汇报了各自在2015年度的科研工作进展及目标完成情况、指导或协助指导参与的人才培养情况及对中心建设和发展的贡献情况,主要取得的科研工作进展如下。


1、贾涛

本年度主要围绕含Nb钢奥氏体→铁素体相变、相间析出与强韧化机制三个方面开展了研究工作。在相变动力学研究方面,通过采用JMAK经验模型和基于溶质拖曳与界面迁移的理论模型研究,均验证了Nb与相界面强烈的相互作用,导致相界面迁移速率的降低;在相间析出方面,在台湾大学应用FIB、TEM和EBSD等手段分析了相界面与析出的形貌、位向关系等微观组织特征,首次揭示了脱碳实验条件下的析出行为;在强韧化机制研究方面,在新一代TMCP工艺条件下采用冷却路径控制,获得了具有丰富相组成的微观组织,借助SEM、TEM和EBSD分析技术及拉伸、冲击等测试技术,详细阐释了工艺、微观组织与强韧性的内在联系,可为钢材的强韧化设计提供理论指导。


2、李海军

本年度主要围绕热轧带钢轧后冷却过程控制及连铸坯高温粘塑性区大压下轧制工艺技术开展研究工作。随着超快速冷却装备的冷却能力越来越强,对轧后冷却过程控制系统提出了更高的要求,围绕轧后冷却过程控制系统在工业现场应用过程中浮现出的问题,对控制系统进行了全面升级,解决了超快冷难于实现“干头”控制功能、速度波动条件下卷取温度精度差等一系列技术难题。针对我国目前100mm以上特厚板目前主要依靠进口的现状,围绕连铸坯高温粘塑性区大压下轧制工艺开展了大量研究工作。建立了C-Mn钢的高温粘塑性本构方程,并在此基础上采用有限元数值模拟方法,对连铸坯连铸过程及后续的直接大压下热轧过程进行了研究,为新工艺的开发奠定了理论基础。


3、康健

本年度主要围绕基于新一代TMCP技术的热轧带钢组织调控机理、控制冷却工艺技术在热轧无缝钢管中的工业应用以及高强度热轧DQ&P钢工艺研究三方面展开工作。依托首钢迁钢、京唐热轧带钢超快速冷却技术工业应用生产线,针对极限厚规格管线钢,从组织的有效晶粒尺度细化、高长程裂纹扩展止裂化、组织相变织构韧化三个方面揭示了超快速冷却技术的增韧机理。在热轧无缝钢管控制冷却技术研究方面,初步实现了圆截面高均匀性冷却控制方法,验证了控制冷却技术在热轧无缝钢管领域中的应用可行性。针对DQ&P工艺技术方面,提出引入适量铁素体的工艺理念,即“双相处理+淬火&配分”组织调控方法,基于该工艺控制方法初步获得了稳定组织性能控制的工艺窗口。


4、胡军

本年度主要围绕新一代TMCP条件下热轧超低碳Ti微合金化带钢、V-N微合金化中厚板、超低碳中锰特厚板组织性能控制技术及相变、变形机制开展研究工作。创新地采用低成本的超低碳中锰成分设计思路,结合控制轧制、直接冷却及短时热处理短流程工艺,获得高组织性能均匀性中厚板、特厚板,屈服强度≥690MPa,屈强比≤0.88,延伸率≥25%,-60℃冲击功≥150J,并在鞍钢、南钢完成冶炼、连铸与热轧工作。提出纳米尺度VN析出物对针状铁素体形核的促进作用,在唐钢完成了V-N微合金化中厚板Q550D的工业化试制,获得了屈服强度625MPa,-60℃冲击功150J。研究了Mn、Mo、B元素对超低碳Ti微合金化带钢组织性能的影响,提出采用低成本B替代Mo的新思路,为新一代汽车板的应用开发提供理论基础与工艺参考。


5、袁国

本年度主要围绕热轧带钢新一代控轧控冷装备及工艺技术、热轧无缝钢管控制冷却装备与工艺技术等开展研究工作。通过组织开展对热轧带钢超快冷设备结构、高精度温度控制技术升级优化和功能完善,以及应用超快冷工艺在热轧管线钢、热轧双相钢DP590等产品领域开展相应的研究工作,实现了上述两类产品新型工艺的工业化应用,取得了热轧带钢超快冷技术的开发应用新进展。依托烟台宝钢460钢管产线控冷中试试验项目,围绕圆形断面条件下的高强度均匀化冷却机理研究、热轧无缝钢管在线控制冷却装备技术开发等工作,开展控制冷却技术的多轮技术攻关和产品工艺试验工作,在热轧无缝钢管的高均匀性冷却技术开发取得阶段性进展,主持开展了烟宝公司热轧无缝钢管控制冷却装备及自动化系统开发项目的开发和实施工作。


6、邱春林

本年度主要围绕在超快冷工艺条件下,针对Q345级别C/Mn系列钢材的组织性能调控及工艺优化开展研究工作,在实验室通过对不同工艺参数下的轧制及冷却工艺的研究,找到了针对此类钢材的工艺控制窗口。与企业合作研究及现场实施表明,在减量化生产条件下,冷却路径的控制是关键。应充分发挥超快冷设备在铁素体晶粒细化方面的作用,但要注意防止组织中出现过多的贝氏体。对Q345级别钢材应采取尽量减少钢板在入水前的停留时间,采用前段适度快冷、中段返温、后段经适当冷却冷到预定温度的控制策略。研究工作解决了钢材性能不稳定这一困扰企业的技术难题,实现了减量化成分设计与超快冷技术的结合,保证了Q345系列钢材的稳定生产,提高了企业的经济效益。


7、唐帅

本年度主要围绕超快冷条件下的组织性能调控机理及轧制水冷耦合控制条件下的组织性能控制规律开展研究工作,研究了超快冷工艺参数对奥氏体调控、铁素体相变和析出物的影响规律,结果表明超快冷可显著阻碍奥氏体的亚动态再结晶晶粒长大和再结晶软化,采用超快冷可有效降低铁素体相变、贝氏体相变温度。研究了含Ti钢超快冷条件下的等温析出规律,获得了低成本800MPa级高强塑积的析出型热轧钢板。在轧制水冷耦合条件下,研究了奥氏体温变形-返温过程中奥氏体再结晶演变规律,经过2道次循环,奥氏体晶粒由58.3μm可细化至3.3μm,研究了奥氏体相变-返温-逆相变过程中的组织性能演变规律,获得了DBTT达-160℃的高韧性钢板。


8、王丙兴

本年度主要围绕中厚板热轧工序中新一代TMCP工艺、技术和装备开展研究工作。针对“轧制-冷却”一体化TMCP工艺,结合中厚板生产线设计出多种即时冷系统工艺布置形式。在此基础上,针对性的开发即时冷装置和自动化系统,初步探索了道次间冷却对物理冶金学原理,差温轧制变形渗透性机理和内部缺陷愈合机理。针对超快速冷却系统,进行射流均匀性数值分析和喷嘴优化设计,完善和优化自动化控制系统及工艺数学模型。研究射流冲击基本换热原理,掌握主要因素对换热规律的影响,掌握上、下射流,倾斜射流,双束射流,多束射流换热规律,成果用于指导超快冷核心装备设计和冷却工艺优化。


9、韩毅

本年度主要围绕新一代TMCP工艺和先进热处理工艺、技术和装备研发开展工作,参与开发了第三代辊式多功能淬火机,可实现特厚规格钢板淬火及常化后水冷功能,设计了淬火机低压段喷嘴并上浮动辊道,可实现冷却水的分区控制。开发了正火后多功能冷却装置,实现了90mm以下钢板的正火后水冷,终冷温度最低为590℃,还可利用该冷却装置实现20mm以下钢板的淬火,冷后(含淬火)钢板不经矫直即满足交货要求。参与开发了新一代中厚板先进冷却装置,负责喷嘴本体、喷嘴均流装置的设计研发。结合中厚板生产工艺及装备特点,开发了中厚板近机位和远机位即时冷装置。负责超快冷、淬火机等的水系统工艺流程的优化工作,有效降低了水系统投资,并降低了生产能耗。


10、刘国怀

本年度主要围绕超细晶钛合金以及大尺寸钛铝合金板材的制备进行了研究。通过累积叠轧技术进行TC4钛合金超细晶组织的制备,实现钛合金良好的力学性能和超塑性成形能力。在掌握TC4钛合金热变形行为的基础上,初步获得具有良好焊合界面的叠轧工艺制度,揭示了叠轧过程对组织细化效果和均匀度的影响规律,建立了叠轧工艺制度-晶粒细化-力学性能的相关性。同时基于以上研究,对高强手术器械用TA钛合金的叠轧工艺进行了探索。除此之外,对新型轻质耐高温钛铝合金大尺寸板材的制备进行了研究。获得了钛铝合金的热变形行为以及合金设计关键因素,应用包套锻造-包套轧制工艺以及铸轧成形工艺进行了钛铝合金板材的试制,初步获得了大尺寸钛铝合金板材。