低成本細(xì)晶鋼線材生產(chǎn)新工藝的開發(fā)
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- 400MPaⅢ級(jí)螺紋鋼筋作為重要的建筑用鋼材，隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步，高強(qiáng)度鋼筋需求量也會(huì)越來越多。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)400MPaⅢ級(jí)螺紋鋼筋多是采用微合金化，由于資源的日益稀缺，合金價(jià)格一路走高，采用微合金化生產(chǎn)400MPaⅢ級(jí)螺紋鋼筋的利潤(rùn)也不斷被壓縮。為此，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，研發(fā)新的400MPaIII級(jí)螺紋鋼筋生產(chǎn)工藝就顯得十分迫切，對(duì)此開展研究具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
本文結(jié)合作者在全國(guó)近上百家企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用情況，在不改變加熱制度、不改造設(shè)備、不增加軋機(jī)負(fù)荷能力，不使用鈮、釩、鈦合金的前提下通過控制冷卻的方法生產(chǎn)400MPaⅢ級(jí)螺紋鋼筋，達(dá)到降低成本，節(jié)約資源的目的。
利用ANSYS有限元軟件對(duì)棒材冷卻的各個(gè)階段進(jìn)行溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)得結(jié)果吻合良好。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)得20MnSi的動(dòng)態(tài)CCT曲線，提出適當(dāng)降低精終軋溫度，由原來的1050℃降低到920℃，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行軋制，此過程通過預(yù)穿水冷卻設(shè)備完成。在棒材出精軋機(jī)后立即進(jìn)入水冷裝置，這個(gè)過程采用了兩種不同的冷卻方式。一是QTB工藝，將棒材表面迅速冷卻到400℃以下，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，心部仍為奧氏體，然后進(jìn)行自回火（除GB之外的工藝）；二是將棒材表面迅速冷卻到500℃左右，然后空冷，以避免出現(xiàn)馬氏體組織，使棒材斷面溫度均勻后再進(jìn)行水冷（即二次冷卻）。
對(duì)兩種不同的冷卻工藝生產(chǎn)的棒材進(jìn)行金相組織分析、力學(xué)性能測(cè)試、焊接性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明兩種冷卻方式下的棒材平均晶粒尺寸為，前者7.5μm，后者6.2μm；對(duì)比不穿水工藝下產(chǎn)品性能平均屈服強(qiáng)度375MPa為，前者452MPa，后者為473 MPa；焊接性能均良好；測(cè)試結(jié)果滿足國(guó)標(biāo)對(duì)HRB400的要求。本論文主要闡述了通過合理的穿水工藝，達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理與應(yīng)用技術(shù)。
圖 29幅；表 11個(gè)；參 83篇。
關(guān)鍵詞：棒材；穿水冷卻；溫度場(chǎng)；數(shù)值模擬；QTB；分級(jí)水冷
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