12月17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：2015-12-17 浏览次数：1398大中小
2015年12月17日，先进常规流程热轧工艺与装备技术方向在EPM实验室4楼会议室举行了年度汇报总结会，汇报总结会由子方向首席杜林秀教授和袁国教授主持。会上，共有30位学生汇报了各自在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、陈冬 硕士研究生
本年度主要围绕在线冷却对热轧无缝钢管组织性能的影响展开工作。主要研究了奥氏体化温度、保温时间对魏氏组织的影响，并利用在线冷却抑制魏氏组织的产生。实验结果表明：随着奥氏体化温度以及保温时间的增加，魏氏体的体积分数增加，并进一步建立了温度、时间、魏氏组织相比例之间的数量关系。通过控制冷却抑制魏氏组织过程中发现，在线冷却能有效的抑制奥氏体晶粒的长大，从而减少魏氏组织产生。
2、陈宇轩 硕士研究生
本年度主要围绕Mo对V-N微合金钢贝氏体区等温析出行为的影响开展研究工作。结果表明Mo的加入会促进贝氏体转变，并且随着Mo元素含量的增加组织发生细化。通过TEM表征了析出物形状、析出类型、平均尺寸，并定量统计不同工艺下析出物体积分数。结果表明：600℃等温条件下析出物体积分数最高，700℃次之，500℃最少。其中，Mo元素主要存在于MoC中并少量溶于V(C,N)中。
3、康守旭 硕士研究生
本年度主要围绕热处理对低碳无碳化物贝氏体钢组织性能的研究开展工作。采用双段等温工艺对HG550大梁钢进行热处理实验，考察了双段等温热处理实验工艺与合金成分对组织性能的影响规律。通过试验钢CCT曲线的测定，获得了双段等温热处理工艺。结合无碳化物双贝氏体热处理工艺特点，调整合金元素含量，优化了原有HG550大梁钢的成份结构。同时，获得了HG550大梁钢的微观组织及力学性能，验证了热处理工艺的适用性。
4、类承帅 14级博士研究生
本年度主要围绕高强度高塑性纳米超细晶钢制备技术及力学行为开展研究工作。采用“冷轧+逆相变退火”方式制备纳米超细晶组织，并通过调整冷轧及退火工艺获得高强度高塑性性能。制备出平均晶粒尺寸219nm的超细晶奥氏体组织，屈服强度973MPa，抗拉强度1073MPa，断后延伸率31.5%，强塑积32.7GPa，实现了高强度高塑性组合。
5、李晶 12级博士研究生
本年度主要围绕高强度耐腐蚀管线钢的组织性能调控理论与工艺开展研究，通过对该钢种进行合金成分设计，建立合适的轧制制度和冷却过程，开发出了高强度耐硫化氢腐蚀的X70管线钢。确定了高强度耐硫化氢腐蚀管线钢的合金设计体系以及最优的控轧控冷工艺，揭示了显微组织、非金属夹杂物等因素对管线钢氢致开裂和应力腐蚀开裂的影响规律及其腐蚀机理，掌握了高强度管线钢耐硫化氢腐蚀的控制方法。
6、李军辉 硕士研究生
本年度主要围绕屈服强度1300MPa超高强度结构用钢和耐磨钢NM400产品的组织性能调控及工艺技术开展研究工作。通过对两类钢种的轧制、轧后冷却、热处理一体化组织性能控制的研究，探索出了Q1300离线淬火的最佳温度为820℃，再经210℃回火，屈服强度可达到1375MPa；直接淬火后经低温回火，屈服强度可达1440MPa左右。与离线热处理工艺下的三体冲击磨料磨损性能对比，发现在线淬火工艺能够获得更好的强塑性及磨料磨损性能。
7、李美玲 硕士研究生
本年度主要围绕304奥氏体不锈钢热轧-深冷轧制-快速退火过程中的组织演化以及力学性能开展工作，研究了深冷轧制压下率、退火温度及退火时间等工艺对不锈钢微观组织结构及力学性能的影响。结果表明，在相同退火条件下，随深冷轧制压下率的增加，不锈钢试样的抗拉强度和延伸率均呈现为上升趋势。对比不同退火温度及时间下的晶粒尺寸，退火温度对晶粒尺寸的影响程度要大于退火时间。
8、李睿昊 硕士研究生
本年度主要围绕钢铁材料的高温变形对缺陷组织的影响开展工作。通过生产现场的差温轧制调研和实验室差温轧制试验得出，经过大温差差温轧制的钢材心部组织缺陷得到明显改善。同时考察了轻压下技术与高温轧制技术的优缺点，完成了高温轧制设备的设计工作，掌握了铸坯温度预测模型的设计方法。
9、李天祥 硕士研究生
本年度主要针对C-Mn钢高温粘塑性流变的规律进行研究，首先通过热模拟试验回归得到高温粘塑性本构模型。将该本构模型和大型商用有限元软件相结合，建立了ESP连轧过程的高温粘塑性轧制模型，计算并对比了ESP高温轧制的改进工艺与现行工艺下的温度场、应力-应变场，得出高温工艺在节能和改善变形分布方面具有一定的优越性。另外，通过建立厚板的有限元模型，分析轧机布置位置以及除鳞等情况下温度场和应力-应变场分布，能够得到工业生产中合理的轧机布置方案。
10、李旭东 12级博士研究生
本年度主要围绕热连轧线超快冷的过程控制开展研究工作。通过对热连轧线超快冷控制系统优化、新型冷却策略的开发以及节能高效生产过程的实现，开发出了基于自适应的U型冷却控制方法、新型模糊自整定PID控制器、快轧制节奏冷却控制策略、超快冷区域头部不冷控制策略、基于调节效率最优的集管流量高精度控制策略、节能型水压控制策略、超快冷L2级离线模轧系统等。上述成果成功应用于工业生产现场，促进了产线的稳定和高效控制。
11、李云杰 14级博士研究生
本年度主要围绕高强塑积热轧DQ&P钢组织演变行为的研究开展工作。采用0.19C%-1.6Si-1.6Mn成分，提出双相处理和DQ&P工艺一体化理念，获得了工艺灵活的实验钢，组织中残余奥氏体含量显著增加，强塑积高达26GPa.%。不同碳含量下获得的奥氏体形态有较大差别，高碳组织中含有较多较大块状RA。在变形过程中，引入的先共析铁素体改善了界面性，界面处的RA减小了硬度梯度，使得界面孔洞形核难度增加。断裂界面处存在较多孪晶，证明块状RA充分发生了TRIP效应。
12、利成宁 12级博士研究生
本年度主要围绕基于超快冷技术的热轧带钢组织性能调控机理及工业化应用开展工作。基于迁钢超快冷的工业化应用效果，建立了C-Mn钢“冷却速率-冷却温度-显微组织”的组织调控图，实现了Q345B普碳钢20%以上的降Mn效果。研究了晶粒细化及相变织构在提高管线钢冲击韧性的作用机理，充分发挥新一代TMCP技术生产优质高级别管线的工艺潜力。依托包钢超快冷项目，研究了基于后置UFC工艺的热轧DP钢调控机理及工业化应用技术，实现热轧DP钢窄性能波动控制。采用以Ti代Mn的新成分设计，解决了包钢因铸坯偏析而导致的钢板分层难题。
13、林冬 硕士研究生
本年度主要围绕基于超快速冷却技术中的射流冲击冷却换热规律进行研究，考察了单束射流冲击冷却过程中水温、开冷温度、流速参量对换热特性的影响，得出各工艺参量对热流密度及再润湿现象的影响规律，进而支撑超快速冷却工艺调试。通过对双束射流冷却过程中的换热特性进行研究，得出喷嘴间干涉区对换热特性有加强作用，为后续多喷嘴阵列形式下的换热特性分析提供基础，能够优化高密快冷集管设计以及获得高效均匀化换热。
14、刘浩 硕士研究生
本年度主要围绕海洋平台用中锰钢高强韧特厚板控轧控冷、热处理及组织性能开展工作。利用Thermo-calc设计出合金钢化学成分，通过热轧、快速淬火冷却及两相区回火热处理工艺制备出具有良好力学性能的高强韧性特厚板，建立了微观组织与力学性能的相关性，制定出中试及中锰高强韧特厚板原型钢的设计体系，并生产出了厚度规格80mm的海洋平台用高强韧特殊钢原型特厚板，产品使用性能及生产成本达到同类品种领先水平，屈服强度≥750MPa、断面收缩率≥60%，-40ºC冲击韧性超过150J。
15、李小琳 13级博士研究生
本年度主要围绕超快速冷却条件下化学成分和工艺参数对纳米碳化物析出行为的影响开展工作。获得了变形温度、超快冷冷速、等温温度和等温时间等工艺参数对析出行为的影响规律，揭示了超快冷条件下微合金元素和工艺参数对纳米碳化物析出行为的影响，并对钢中纳米碳化物析出相进行了精细表征，包括微合金碳化物的晶体结构和微合金碳化物与基体之间取向关系。
16、刘雪峰 14级博士研究生
本年度主要围绕相间析出的热动力学、奥氏体→铁素体相变动力学两方面开展研究工作。通过与台湾大学的合作，采用FIB、TEM和EBSD等分析手段，首次揭示了脱碳实验条件下的相界面、析出形貌与位向关系，以及铁素体生长的台阶机制；采用基于JMAK方程的经验模型与可加性法则，描述了含Nb钢奥氏体→铁素体相变行为，研究发现Nb强烈降低相变动力学参数k，验证了Nb对相界面迁移的溶质拖曳效应。
17、刘宇佳 10级博士研究生
本年度主要围绕中厚板高精度均匀加热技术开展研究工作，通过建立辊底式热处理炉炉内流场的三维模型，对中厚板加热的控制策略、加热效率、温度精度及温度的均匀性等方面进行了研究。提出了基于Matlab/Fluent的协同仿真技术进行热处理炉加热过程的计算，实现了对三维模型的烧嘴点火时序控制。建立了基于数据驱动的钢温预测模型，并针对该预测模型过于依赖参数的问题进行了改进，提高了模型的精度。
18、刘珍光 13级博士研究生
本年度主要围绕σs>700 MPa，σs>800 MPa海洋软管铠装层用钢的实验钢及工业试制原型钢的组织性能调控和腐蚀性能控制开展了工作。通过对实验钢的热轧-冷轧-热处理协同组织性能调控，实现海洋软管铠装层用钢具有较高强度、优异的抗SSCC、抗HIC、抗HE、抗CO2腐蚀、抗H2S/CO2腐蚀和抗海水腐蚀等综合腐蚀性能，同时开发了硫化物应力腐蚀设备及氢脆腐蚀设备。对耐高压高浓度酸高强度海洋软管的企业试制，产品质量符合使用要求。
19、石建辉 12级博士研究生
本年度主要围绕热轧带钢轧后超快冷过程的换热机理以及设备和工艺开发进行研究。对热轧带钢轧超快冷设备的防撞装置、辊子和水配管等设备进行了优化，完善了超快冷系统的一级自动化控制程序，增加了水系统压力控制、干头干尾冷却方式下的一级自动化控制及温度干预控制等功能。同时分析了热轧带钢轧后超快速冷却过程中的换热机理，促进了热轧带钢轧后高强度均匀化冷却效果的改进提高。
20、孙国胜 13级博士研究生
本年度主要围绕一种商用304奥氏体不锈钢的组织纳米化及其组织性能控制展开研究工作，通过对实验钢进行热轧-冷轧-退火一体化控制，利用循环相变机制，成功制备出宽100mm，厚0.7mm的纳米级晶粒尺寸的奥氏体不锈钢板材，平均晶粒尺寸在100-150nm，最小晶粒尺寸小于80nm。屈服强度、抗拉强度分别由初始状态的330MPa、760MPa提高到1120MPa、1440MPa。通过对其变形机制和相变机理的分析，建立了304奥氏体不锈钢的组织性能调控的工艺制度。
21、刘晓瑾 11级博士研究生
本年度主要围绕热轧无缝钢管均匀化冷却机理及控制冷却装备技术开发开展研究工作。基于有限元数值分析方法，研究分析了不同喷嘴结构对圆形断面冷却均匀性的影响规律。依托烟台宝钢460钢管产线控冷项目，开展热轧无缝管的多轮冷却均匀性技术攻关工作，在热轧无缝钢管的高均匀性冷却技术开发方面取得阶段性进展，同时，参与热轧无缝管在线冷却装备技术的开发工作，开展了冷却设备的设计及功能优化等工作。
22、王超 13级博士研究生
本年度主要围绕不同强度等级的大线能量焊接用钢的研发开展工作。成功开发了三种可大线能量焊接原型钢，性能指标如下：Q345-Q420结构钢，线能量800kJ/cm；EH36-EH47船板钢，线能量400kJ/cm；X70-X80管线钢，线能量100kJ/cm。同时阐明了夹杂物诱导针状铁素体相变机制及改善热影响区韧性机理。通过高温热轧和控制冷却，在氧化物冶金处理的低碳钢中获得了夹杂物诱导针状铁素体，获得了细晶组织以及良好的力学性能。
23、王东东 硕士研究生
本年度主要围绕抗HIC压力容器用钢组织性能控制开展研究工作。针对湿硫化氢环境下对钢板的耐腐蚀性能要求，研发出了抗HIC压力容器用钢Q345R（R-HIC）。研究了该钢种奥氏体连续冷却相变行为，得出了不同冷却速率条件下Q345R（R-HIC）相转变行为。获得了TMCP工艺对实验钢显微组织和力学性能影响规律，制备出具有细小铁素体和珠光体的Q345R(R-HIC)钢合金组织，实现了良好的强韧性匹配和抗HIC性能。
24、王昊杰 14级博士研究生
本年度围绕真空低压渗碳机理及工艺控制开展研究工作。自主设计并委托加工完成了真空低压渗碳炉的制造，使用MATLAB软件构建了真空脉冲渗碳的工艺控制模型，分析了各种渗碳工艺参数对渗碳质量及效率的影响规律。并围绕生产企业存在真空渗碳均匀化的问题，通过COMSOL模拟软件对温度场、流场、化学反应、传质等的多场耦合分析，能够对工件真空低压渗碳结果进行显示，实现了对真空渗碳均匀化的精确控制。
25、王敬梓 硕士研究生
本年度主要围绕试验钢的热变形行为及高温粘塑性变形组织调控的研究开展工作。进行了试验钢热变形行为的研究，建立了高温金属流动本构方程以及动态再结晶动力学模型。在此基础上，对高温状态下的铸坯施加大压下，为现场工业生产中的品种开发提供指导。
26、王朋 硕士研究生
本年度主要围绕15CrMoR和12Cr1MoVR容器钢的减量化开展工作。完成了实验钢（15CrMoR及12Cr1MoVR）的成分设计，熟悉了相关钢种开发的轧制工艺，预期在传统热轧基础上引入超快冷工艺，实现容器钢板的减量化生产。
27、王晓晖 14级博士研究生
本年度主要围绕不同碳配分环境下残余奥氏体的稳定性及其对力学性能的影响展开研究工作。考察了实验钢过冷奥氏体的连续冷却相变行为，分析了贝氏体区等温处理工艺对实验钢组织性能的影响。获得了试验钢显微硬度随保温温度和保温时间的变化规律。围绕包钢CSP生产线超快冷项目升级改造项目，考察了不同卷取温度对热轧双相钢组织性能的影响，较高的卷取温度下热轧双相钢的抗拉强度相对较低，冲击韧性相对较高。
28、王宇 硕士研究生
本年度主要围绕残余水对射流冲击冷却润湿行为的影响开展研究工作。通过对不同射流形式（连续式、脉冲式）、不同射流范围（自由冲击、区域冲击）以及相关物性参数（流量）的对比分析，探究其在射流冲击冷却过程中的作用规律，丰富和完善射流冲击冷却的换热理论，将实验结果更好地应用于工业生产实践，改进超快冷设备，优化超快冷工艺，进一步增强超快冷设备的冷却能力及冷却均匀性，提高超快冷产品质量，促进新一代TMCP技术的推广和应用。
29、温长飞 14级博士研究生
本年度主要围绕屈服强度1300MPa超高强度结构用钢组织性能调控及焊接性能开展研究工作。通过对轧制和热处理一体化组织性能控制的研究，成功实现屈服强度高于1300MPa的设计要求。采用钢板对焊和焊接热模拟的方法考察了Q1300焊接接头各区域的组织性能变化规律，揭示了热影响区韧性变差的机理。考察超高强耐磨钢板火焰切割后产生延迟裂纹的问题，获得H含量和内应力对延迟裂纹的影响，成功解决了钢板火切延迟开裂的问题。
30、翁镭 12级博士研究生
本年度主要围绕热轧高钛耐候钢的耐蚀性及其电化学行为开展研究工作。获得了高钛耐候钢的腐蚀失重率。在靠近基体的腐蚀产物中存在钛的富集，对提高钢材耐蚀性有着积极的作用。通过武汉思科特CS350电化学工作站，对高钛耐候钢的电化学行为进行研究，获得了热轧高钛耐候钢裸板和各个周期的腐蚀带锈试样的极化曲线和交流阻抗。
