优秀个人成果:极限规格钢板先进热处理工艺技术及装备

时间:2017-01-13浏览:594

        极薄高强钢板是装备制造、交通运输、石油化工、军工等领域关键原材料,对装备的大型化、轻量化发展至关重要。尽管此类钢板在轧制平面形状控制、新一代控轧控冷、综合强韧化机制和极端使役条件下的新材料开发等方面取得了突破,但由于热处理工艺技术存在瓶颈,仍有许多基础的科学难题有待攻关,致使很多研究成果或停留在实验室阶段,或因资源、环境等限制无法大规模工业应用。与此同时,因涉及能源、军工等敏感领域,国外对已开发的极薄高强钢板先进热处理工艺技术严格封锁,部分钢材品种针对我国实施出口限制,进一步制约了极薄高强钢板的研发与应用。

        先进常规流程热轧工艺与技术装备方向硕士刘光浩,通过采用理论及模拟分析、实验室实验和工业化测试相结合的方法开展单束或多束狭缝射流淬火机理和模型研究,创新提出围绕表面流场、换热→内部导热→组织应力演变→残余应力、板形控制的研究路线。在大宽厚比、极薄钢板新型淬火模式、高效有序传热和淬火应力调控几个方面实现创新:

1)提出采用多束狭缝射流与极限冷速瞬间淬火相结合,研究极薄钢板表面-厚向高效、高均匀性淬火的新思路,实现钢板淬火强度与平直度同步提升。

2)明确极薄钢板连续狭缝射流辊式淬火过程表面、断面有序化传热机理,提出大冷速条件下流场、温度场定量表征方法,实现横断面温度可控,最终实现按工艺路径淬火。

本年度基于改造前的实验室组合式快速冷却装置,首先研究圆孔射流时钢板表面换热规律。设计四次试验,钢板壁面水流密度和射流速度依次增大,测试射流流量、压力等参数对钢板表面换热的影响 。主要进展:       

(1)提出采用单束、多束狭缝射流实现极薄钢板瞬间冷却,以实现高均匀性淬火和高平直度板形的研究思路。  

(2)制定极薄钢板淬火试验研究的技术路线、实验方案、工艺参数、关键方法,并初步开展相关实验研究。

(3)初步探索出现有实验条件下,钢板表面射流换热分区,以及各区表面温度变化和热流密度变化规律。

 

▲实验测试方式及试验方法