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稀土Q345B铸钢高温热塑性研究及应力模型的建立

韩彩霞  
【摘要】:铸坯的质量主要是连铸坯的裂纹缺陷。在连续铸钢过程中,钢连续冷却到600℃~900℃温度区间,即低奥氏体区和双相区时,该温度范围与铸坯钢生产过程的矫直变形相对应,连铸坯在矫直过程中由于受到弯曲变形和轧制延展从而使脆性增加,最终导致铸坯表面和晶界裂纹产生,特别是横向断裂。由于稀土具有很好净化、变质以及微合金化的作用,所以生产中一般加入稀土有助于改善铸坯的质量。而影响这种裂纹的重要因素是铸坯钢的高温力学性能,因此,研究稀土Q345B铸坯钢的高温力学性能并且建立流变应力预测模型为铸坯钢生产提供实验依据。 因此,本文借助Gleeble-1500D热模拟拉伸试验机,设计含RE和不含RE的Q345B铸坯钢,研究在第III脆性区600℃~900℃范围内,通过不同温度的断面收缩率,确定两种铸坯钢的最低塑形谷底温度以及在此温度下的塑性;利用显微镜以及扫描电镜分析产生最低塑性原因以及稀土的作用;模拟连铸坯的矫直过程即受低张应力作用下分析含稀土160ppm的连铸坯在连铸过程中的高温热塑性;采用环境扫描电镜能谱,分析RE的晶界偏聚机制及其对连铸钢热塑性的影响作用;通过含稀土160ppm和40ppm两种铸坯钢的单道次压缩试验,计算形变激活能,建立高温流变应力预测模型,为实连铸坯矫直以及后续轧制生产提供科学的实验依据。 计算结果表明:第III类脆性温度区600℃~900℃内,随着拉伸温度的升高,试样的断面收缩率先降低后升高,到800℃时出现塑性最低点,出现塑性谷底。其中加RE160ppm的Q345B连铸坯的最低断面收缩率为50.8%,而不加RE的Q345B连铸坯的最低断面收缩率为36.6%。可见,加稀土160ppm比不加稀土的断面收缩率高15%左右。通过高温低张应力试验得出稀土在晶界的偏聚存在临界偏聚时间;通过计算含稀土Q345B铸坯钢的动态再结晶激活能,可以得出,含稀土40ppm的Q345B铸坯钢较160ppm的连铸坯易发生动态再结晶,同时建立的高温流变应力预测模型有较高的可靠性。因此,该研究结果对于指导Q345B稀土铸坯连铸工艺指定及热轧工艺的优化有一定作用。


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