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HRB400MPa生产工艺及组织性能研究

张兴友  
【摘要】:线材产品是我国生产和消费量最大的钢铁产品。为提高线材产品的综合性能,我国主要采用添加合金元素的工艺技术路线,导致资源消耗多、生产成本高、产品市场竞争力不强。因此,研发新的生产技术,在不加微合金或少加微合金元素的条件下生产出高强度的线材产品,将极大地提升企业核心竞争力,同时也为社会节约资源、改善环境做出显著贡献。 本文以20MnSi为原料,在不添加任何微合金元素的基础上,采用形变诱导铁素体相变和临界奥氏体控轧控冷技术相结合获得超细晶,保持韧性提高强度。采用MINITAB软件统计回归出化学成分与力学性能的关系,为钢种成分设计提供参考依据;通过Gleeble1500热模拟试验机进行单道次热压缩实验,研究变形参数对形变诱导析出的影响;应用ANSYS有限元软件模拟分析线材出精轧后的温度场和应力场;通过原有设备改造和化学成分的调整,拟轧制400MPa钢筋。得出以下主要结论: (1)单因素方差分析:Mn、Ni、P、S、Cu及C+Mn/6对ReL影响显著,C、Si及Cr对ReL影响不显著;Cr对Rm影响不显著,其它元素对Rm影响显著;Mn和P对A影响显著;C、Si、S、Cr、Ni、Cu及C+Mn/6对A影响不显著。回归分析:Mn和Cu对ReL影响最大,其次是P、再其次是Ni,最后是S;P、S与Cu对Rm影响最大,其次是Mn与Ni、再其次是Si,最后是C。 (2)形变诱导相变是在变形的过程中完成的。累积变形量在50%以上有助于诱导析出;高温变形时,大变形高应变速率有助于形变诱导相变发生;低温变形时,大变形低应变速率有助于形变诱导相变发生。 (3)采用ANSYS有限元模拟分析线材出精轧后的温度场和应力场,结果与现实基本相符。 (4)最终化学成分为:C+(Mn+Si)/6≥0.38,C(0.21~0.25)、Mn(0.90~1.05)、Si(0.20~0.40);最佳生产工艺为:轧制速度为74m/s,NTM入口/RSM入口/LH出口温度为740~770/740~770/700℃,风机开12×99%。时效实验表明应变时效敏感性低,基本无时效现象。


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