2020年, 第37卷, 第5期　刊出日期：2020-10-28

  

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研究与开发
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  Mo对超高强极地船舶用钢显微组织的影响

  陈林恒，邱保文，赵晋斌，王红涛，田勇，屈智忠

  轧钢. 2020, 37(5): 1-5.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190148

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  为了明确Mo元素对极地船舶用钢显微组织及低温韧性的影响，采用含Mo和不含Mo两种化学成分坯料进行轧制，并结合SEM、EBSD、系列低温冲击试验对其组织性能进行了研究。结果表明，在较大冷速和较低终冷温度条件下，Mo元素的添加，增加了奥氏体的淬透性、促进了贝氏体的形成，减少了铁素体含量，导致大角度晶界（HAGB）比例减小且有效晶粒分布不均匀；此外，使C元素只能进行短程扩散，最终导致大量带尖端或长条状渗碳体在贝氏体板条界富集，降低了晶界或亚晶界之间的界面结合力，增大了冲击过程中界面间的应力集中。HAGB比例减小、不规则渗碳体的富集是含Mo钢板低温冲击韧性恶化的重要原因。
  
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  Mo对22MnB5钢板热冲压过程中高温氧化行为的影响

  邓彪，易红亮，王国栋

  轧钢. 2020, 37(5): 6-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190163

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  针对22MnB5钢板在热冲压成形过程中易被氧化且氧化层易脱落，不仅影响工件的美观和表面质量，也会对模具造成一定磨损的问题，需研究热冲压成形钢的高温氧化行为。采用模拟试验对22MnB5和22MnMoB5钢板的高温氧化行为进行了分析。结果发现，除含Mo和不含Mo外，两种钢板在其他元素含量及工艺参数相同条件下，22MnMoB5钢板的氧化程度明显低于22MnB5钢板，这主要是因为Mo能够在基体表面富集，阻碍易被氧化元素向氧化层扩散；同时，促进Cr氧化物在基体和外氧化层间富集形成保护层，从而抑制基体被进一步氧化。
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  355 MPa级转向架构架用钢连续冷却转变行为

  张瑞琦,刘志伟,孙傲,郭晓宏,杨玉,高磊

  轧钢. 2020, 37(5): 12-15.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190111

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  高速动车组转向架构架对高速动车组的运行品质、行车安全起到至关重要的作用。为向355 MPa级转向架构架用钢的工业试制提供指导，在Gleeble-3800热模拟试验机上进行了热模拟试验，结合热膨胀法和金相-硬度法，绘制了355 MPa级转向架构架用钢动态连续冷却转变曲线，研究了试验钢在连续冷却条件下的显微组织演变规律。结果表明，冷速小于1 ℃/s时，其组织主要为多边形铁素体和珠光体；冷速大于5 ℃/s时，贝氏体类组织快速增加；冷速达到50 ℃/s时，为板条贝氏体组织。因此，对于355 MPa级转向架构架用钢，冷速控制在1~5 ℃/s较为适宜，其组织主要由比例适中软硬性相结合的铁素体、珠光体和贝氏体构成，可以获得优良的强韧性匹配。
  
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  1.5 mm厚热轧高强耐候SPA-H带钢的开发

  田鹏,康永林,刘宏博,梁静召,刘伟,张振全

  轧钢. 2020, 37(5): 16-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190154

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  薄规格带钢生产中面临温降大、板形控制难、穿带速度快、轧制稳定性差等难题，通过对SPA-H带钢化学成分、连铸工艺、温度和板形控制的分析研究，确定了合理的工艺参数，开发出1.5 mm极限规格高强耐候SPA-H带钢。结合连铸拉速和结晶器液面控制，过程温度控制和设备精度控制，实现了1.5 mm热轧集装箱用SPA-H带钢的稳定轧制和批量供应，其板形和尺寸精度高，力学性能稳定，满足了用户的要求。
  
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  热轧平整带钢C翘机理分析及措施

  昝现亮，孙翼洲，王凤琴，李飞，李旭东，文杰

  轧钢. 2020, 37(5): 21-24,29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190110

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  针对某厂S620GT热轧带钢平整后由下C翘改变为上C翘且其高度平均值达35.9 mm的问题，对带钢C翘方式改变的机理进行了研究。分析认为，平整机下支撑辊传动造成带钢上下表面塑性变形区、前后滑区长度、前后滑值、中性点位置、摩擦力大小等变化，形成上下表面应力差，产生上C翘缺陷。通过开展有限元分析，明确了平整工作辊的配辊要求，即上工作辊辊径大于下工作辊辊径，辊径差在3 mm以内；对比分析工艺参数，开展DOE试验，得到张力为影响热轧平整C翘的关键影响因子，轧制力、弯辊力为重要影响因子，并得到工艺参数的最优组合（张力 220 kN、轧制力 4 000 kN、弯辊力-50 kN）。平整工艺参数优化后，C翘缺陷高度平均值从35.9 mm降至21.5 mm，C翘缺陷控制的准确性与稳定性显著提高。
  
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  热轧低碳铝镇静钢表层粗晶缺陷原因分析及控制措施

  李显，杨跃标，叶姜，文宝华，庞锐

  轧钢. 2020, 37(5): 25-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190170

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  针对低碳铝镇静钢热轧带钢生产时易出现表层粗晶缺陷的问题，对缺陷形貌及分布情况进行了分析，结合该钢种的CCT曲线及轧线实际生产工艺参数，研究了其表层粗晶的产生原因。结果表明，带钢边部温降导致其处于两相区轧制是造成表层粗晶的关键因素。因此，通过提高终轧温度，加强轧线冷却均匀性控制，对轧辊辊身温度监控，精轧采用升速轧制等措施，可以改善带钢长度方向的温度均匀性、减少带钢边部温降，避免带钢进入两相区轧制，可有效控制带钢表层粗晶缺陷。
  
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  冷轧钢卷挫、划伤缺陷产生机理及其治理技术

  黄荣林， 白振华， 李麒麟

  轧钢. 2020, 37(5): 30-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190155

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  针对冷轧钢卷卷取后带钢表面出现挫、划伤缺陷的问题，对缺陷宏观与微观形貌进行了分析，研究了冷轧钢卷卷取后带钢表面的挫、划伤缺陷的形成机理，即带钢在卷取过程中沿卷筒周向的静态卷取张力不能与动态的摩擦力相平衡而造成带钢层与层之间的打滑碰撞，导致带钢表面出现挫伤和划伤缺陷。为此，从卷取张力、速度波动的抑制，张力制度的优化，设备的维护，运输装备的改造等方面提出了相应措施，并将其应用到某2 030 mm五机架冷连轧机组，挫、划伤缺陷的发生率从1.2%下降到0.1%，保证了产品质量，取得了较大的经济效益。
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  航空轴承钢M50NiL真空低压渗碳热处理工艺研究

  杨雨松，王斌

  轧钢. 2020, 37(5): 35-38,46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20200135

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  为探究渗碳全流程工艺对航空轴承用钢M50NiL渗层组织性能的影响规律，对M50NiL钢开展了真空低压渗碳热处理研究，分析了渗碳、淬火、冷处理和回火等工艺对渗层的组织演变及其对应硬度梯度分布的影响。结果表明，经渗碳淬火后，实验钢有效渗层深度为1.25 mm，随着碳浓度的降低，从渗层表面到芯部碳化物的体积分数和析出尺寸逐渐减小，显微硬度呈现逐渐下降趋势。冷处理工艺促使部分残余奥氏体组织转变为马氏体组织，进一步提高渗层整体硬度。经回火处理后，表面硬度有所降低。实验钢表面碳化物主要为Cr、V、Mo、Ni的碳化物。
  
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  高速线材穿水冷却过程的有限元模拟与分析

  张庆峰， 金峰

  轧钢. 2020, 37(5): 39-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190121

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  高线水冷箱的冷却能力、冷却均匀性、稳定性直接影响控轧效果，是线材控冷的主要控制手段。由于现场测温点安装位置距离水冷箱出口较远，其实测结果不能直接评价水冷箱冷却效果，因此建立了高速线材水冷计算模型，并采用实测轧件温度的方法验证了模型的可靠性；分析了4种不同冷却工艺对φ7 mm 86LX帘线钢线材冷却温降、芯表温差、返红温度的影响。结果表明，减定径入口线材芯表温差随冷却水量的增加而增大，且在冷却水量小于200 m³/h时增加的幅度更为明显；不同冷却工艺下φ7 mm 86LX线材芯表温差在40~131 ℃之间，冷却过度是线材表面形成细晶组织的原因；通过降低轧制速度和减小冷却水量可改善减定径轧制阶段线材温度的均匀性。
  
设计与改造
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  精整工艺中氧化铁皮去除及收集方法的探讨

  肖军

  轧钢. 2020, 37(5): 44-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190132

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  因品种结构不断变化以及用户对产品品质要求的不断提高，热轧精整过程中由于氧化铁皮压入带钢降低产品质量、现场粉尘颗粒浓度过高不能满足环保要求、产线设备基础面堆集大量氧化铁皮加大清理难度等问题更加突出。结合精整线深弯开平段工艺装备配置现状,介绍了氧化铁皮去除和收集、刷辊器除尘等新型装置，既可提升产品质量保证产品效益，又能大大改善环境质量和减少工人劳动强度。
  
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  酸洗机组节能改造

  左金凯，吉恩泉， 耿庆斌

  轧钢. 2020, 37(5): 47-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190234

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  针对冷轧带钢酸洗机组采用开式冷凝水回收系统存在锅炉耗水量大且产生的大量二次蒸汽直接向外界排放，造成大量的资源和能源浪费的问题，开发出一种新型的闭式冷凝水回收系统。该系统中燃气锅炉产生的蒸汽经过石墨换热器，进入回收装置，利用锅炉供水泵组将回收装置内的热水供至燃气锅炉，循环利用产生蒸汽；回收装置补充的喷淋水（新水），可用于带钢的清洗。该新型加热回收系统，不仅具有节约能源、新水消耗量小、废水处理费用低、投资回报率高等优点，而且运行维护简单，备件成本也随之降低。
  
综述
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  临氢铬钼特厚钢板研制与应用研究进展

  付天亮， 庞辉勇， 田秀华， 吴艳阳， 王昭东

  轧钢. 2020, 37(5): 50-56,80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190196

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  临氢设备是石化、煤化工行业核心装备，临氢铬钼特厚钢板是其关键制造材料。针对国产临氢铬钼特厚板研发瓶颈问题，系统阐述了国产临氢铬钼特厚钢板化学成分设计、冶炼、轧制、热处理全生产流程的工艺技术创新。其中VNb微合金化、复合碳化物调控、高洁净锭坯制备等技术显著提升了钢板抗回火脆性和抗高温蠕变性；温控轧制耦合控制方法解决了临氢特厚钢板强韧性匹配差、断面性能差异大的共性问题；多路径热处理、析出物稳定控制、高强均匀淬火等热处理方法满足了多钢种、变规格钢板复杂热处理工艺的需要。相关研究为实现“大厚度、高洁净、均质化、高强韧”新一代临氢铬钼特厚钢板的研发与应用奠定了基础。

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  控温大应变孔型轧制纤维细晶钢增韧机理的研究进展

  刘宝玺,樊宽远,冯建航,张昕,殷福星

  轧钢. 2020, 37(5): 57-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190177

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  孔型轧制纤维细晶钢是日本国立物质材料研究所于2003年研制成功的高强高韧钢铁材料，在受到强大冲击载荷时，断裂路径通过多重脱层断裂方式，能做到“打断骨头连着筋”的增韧效果。系统介绍了控温大应变孔型轧制纤维细晶钢的制备流程，纤维状细小晶粒组织和纤维织构的形成机理，以及冲击过程中的裂纹扩展路径。阐明了孔型轧制过程中温度和压下量对纤维细晶钢组织和力学性能的影响规律，总结了其在冲击和拉伸过程的增韧方式，以及韧脆转变过程中所表现出的逆温度效应，这种多尺度组织和似“筷子折断”式断裂方式为金属材料的强韧化提供了理论基础和实验支撑。
  
轧钢自动化
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  中厚板物料在线循环跟踪控制方法研究和应用

  田野，李洁，李长旺

  轧钢. 2020, 37(5): 64-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190236

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  针对中厚板生产物料跟踪存在跟踪数据和信息丢失、跟踪发生混乱的问题，提出了一种物料在线循环跟踪控制方法。其将轧钢生产线划分成若干个区段，所有区段首尾相连，形成一个跟踪大循环。在这个跟踪大循环里，对物料的头尾位置进行周期循环监测，实时计算处于对应区段内的物料头部位置和尾部位置，独立地完成物料跟踪过程。在首钢3 500 mm中厚板生产线进行了现场应用，该方法完全可以满足现场物料在线微跟踪的位置精度要求。
  
轧钢机械
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  影响TMEIC激光焊机焊缝质量的关键设备精度控制

  孙宁波， 吕剑， 杨红远

  轧钢. 2020, 37(5): 68-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190145

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  针对某酸轧机组TMEIC激光焊机焊缝断带率高、焊缝质量稳定性差的问题，结合焊缝断口形貌和轧后焊缝表面裂纹缺陷形貌的分析，得到问题产生的原因是设备精度不足产生焊缝成形缺陷而导致。为此，对焊机关键设备（夹钳、双边剪、支撑轮）精度进行了测量和调整，总结出其精度的控制措施，并制定了完善的维护测量标准。采用控制措施后，连续数月实现了焊缝零断带，保证了机组的稳定运行。
  
革新与交流
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  LNG储罐用06Ni9钢板生产工艺及控制措施

  沈永耀，段双霞

  轧钢. 2020, 37(5): 71-74,84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190174

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  介绍了LNG储罐用06Ni9钢板的技术要求。针对生产中06Ni9钢板性能控制、表面质量控制及超极限规格轧制板形控制的难点问题，经试验及现场实践，提出了相应的控制措施，如优化化学成分设计、优化轧制工艺和热处理工艺，保证了钢板的性能；板坯表面喷涂专用防氧化涂料，并配合合理的除鳞工艺，保证了钢板的表面质量；优化坯料、辊型设计，改进模型参数，保证了极限规格钢板的板形质量。在此基础上，太钢成功开发出LNG工程用06Ni9钢板。
  
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  耐候钢层冷边浪缺陷原因分析与控制

  王洪东， 程政， 缪成亮， 张镇， 庞陆峰， 安瑞东

  轧钢. 2020, 37(5): 75-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190161

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  针对某产线SPA-H耐候带钢层冷边浪缺陷问题，分析了其产生机理，即是由于带钢宽度方向冷却不均，中部与边部相变不同步，热应力和相变应力的耦合作用而产生的。结合SPA-H钢的CCT曲线，开展了轧制速度、终轧温度、卷取温度对层冷后带钢板形影响的试验研究。结果表明，轧制速度、终轧温度和卷取温度对带钢层冷后板形均有影响。为此，对工艺参数进行了优化，将轧制速度控制在8 m/s以内，终轧温度由850 ℃降低到840 ℃，卷取温度由540 ℃提高到580 ℃，带钢板形明显改善；提高卷取温度后带钢强度降低，通过增加合金元素Mn、Cr的含量，可以确保带钢性能；同时，结合设备排查措施，使耐候带钢层冷边浪缺陷得到了有效控制。
  
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  550L板坯升级轧制600L牌号带钢试验研究

  王运起

  轧钢. 2020, 37(5): 81-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190130

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  针对高强汽车钢生产合同量小、规格繁多，混浇坯和合同余材多的问题，以550L带钢的生产为例，研究了终轧温度、冷却速率对550L带钢组织以及力学性能的影响。结果表明，粗轧在再结晶区利用大变形量获得细小均匀的奥氏体组织；精轧采用低温轧制，获得内部有大量变形带的扁平状奥氏体组织，可以提高晶界面积，增加相变形核核心和驱动力，在随后的超快密集冷却过程中形成晶粒细小的铁素体组织，充分发挥细晶强化、相变强化、析出强化、位错强化的作用，使其性能达到高级别600L牌号带钢性能，实现了升级轧制，解决了上述问题。
  
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  550 MPa级高强镀铝锌板的研制

  田成辉，刘小华，史军峰，唐兴昌

  轧钢. 2020, 37(5): 85-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190186

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  针对高强度热镀铝锌板S550GD+AZ的技术要求，通过选择化学成分合理的原料，利用热模拟、力学拉伸试验和金相显微观察等手段，确定了镀锌生产工艺，并进行了小批量工业试生产。在此基础上通过分析镀锌退火温度与产品性能的关系，对生产工艺参数进行进一步优化，成功开发出S550GD+AZ高强度热镀铝锌板产品。
  
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  冷轧乳化液杂油含量的控制措施

  李军

  轧钢. 2020, 37(5): 89-92.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190153

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  针对乳化液循环使用过程中会不可避免地带入其他杂油，对乳化液的冷却润滑性能及产品表面质量带来不良影响的问题，根据本钢五机架六辊冷连轧的生产实际，分析认为轧机液压、供油系统和轴承座密封泄漏是导致乳化液杂油含量高的主要原因。为此，从支撑辊轴承座维护角度采取一系列有效措施，如提高轴承座密封性能，装配时精确对中以防止密封损坏，控制轴承座润滑油供油压力，轴承座装配后进行打压试验等，使乳化液杂油含量由最高的50.37%降低至平均12.64%左右，提高了产品质量，降低了生产成本。
  
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  火焰切割法取样加工余量对Q345B钢板力学性能的影响

  高小勇，朱启茂

  轧钢. 2020, 37(5): 93-95.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190167

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  通过对火焰切割法取样的热轧Q345B钢板进行拉伸、常温冲击、硬度和金相组织检测试验，得到了距离火焰切割线不同位置试样的力学性能，研究了加工余量对钢板力学性能的影响。结果表明，热轧Q345B钢板距火焰切割线1.5 mm范围内，其显微组织受到了影响；取样加工余量大于5 mm时，钢板力学性能及硬度不受影响。因此，减小火焰切割加工余量可以提高钢板综合成材率。
  
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  Q355ME耐低温角钢边宽冲击韧性分布和显微组织研究

  陈辉，吴湄庄，夏勐，吴保桥，丁朝晖，邢军

  轧钢. 2020, 37(5): 96-99.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190168

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  针对Q355ME耐低温角钢整体性能均匀的要求，采用金相显微镜、扫描电子显微镜以及冲击试验研究了Q355ME耐低温角钢沿边宽不同位置的组织和性能。结果表明，从端部到根部，不同位置显微组织均为铁素体+珠光体，但铁素体体积分数和晶粒尺寸大小有明显差别。沿边宽不同位置的冲击试样低温（-40 ℃）冲击功为148~203 J，从端部到根部呈先减小后升高的趋势。角钢端部的冲击功最大，在靠近根部1/3位置的冲击功为最小值，根部冲击功接近标准取样位置的冲击值。Q355ME耐低温角钢沿边宽不同位置冲击性能和显微组织存在差别，但性能均满足标准要求。
  
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  42CrMo圆钢组织性能的优化

  王超，柯加祥，张虎,肖超，李祥才

  轧钢. 2020, 37(5): 100-102.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190189

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  针对某钢厂生产的42CrMo小规格圆钢因硬度偏高，刀具损耗严重，给后续机械加工造成一定困难的问题，采用JMatPro软件计算了42CrMo 钢的CCT曲线和TTT曲线，在分析其微观组织转变规律的基础上，研究了控轧控冷工艺对产品组织、硬度的影响。结果表明，42CrMo圆钢终轧温度较高，冷速较快，冷却后圆钢组织为贝氏体是造成其硬度偏高的主要原因。因此，通过降低终轧温度，采用轧后水冷以及冷床使用保温罩等手段以有效降低轧后冷却速率的措施，将圆冷速控制到0.32 ℃/s，使42CrMo圆钢冷却后获得了铁素体+珠光体的组织，硬度控制在253~266HBW，满足了客户的使用要求。