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文档简介

超细晶粒钢的研究和奸发进展中bi!金城于会特殊IM分会钢铁研究总院钴构材料研究所先进钢铁材料技术国家工程研究中心董瀚2004年10M15H⑴东青岛耐磨材料学术委员会Theapplicationsofwroughtiron♦wroughtironmildsteelfinegrainedsteelfuturesteelmicroalloyedsteel200100017501800185019001950200020502100Chronographofleansteelg9*08•qpscoJPSg4訓oooo65我国钢产量与GDP■GDPosteeloutput11tillCOOCM寸tDCOOCXJ00OOOOG5OO⑦

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OO尸▼—产产OJCM1400001200001000008000060000400002000002800024000$20000宣16000o©12000®CD8000400009861寸OO6LCJ86L0OO6L8Z6L戶uolliool•我国钢消费量与固定资产投5000X=25000o产200007*20000150001000050000■fixedassetinvestment□steelconsumplionOOQOLcoildEnsuoolaaw15000100005000门nMrtnnnnnnfl我国钢消费量预测_35000830000§\25000CLEnsuooISIS我国工业化盂要多少钢?吴注常2004屮10H13U在杭州笫叫屈低合金钢学术屮会上的讲诂日本美国中国□亿吨407080我国钢铁生产的产能吴注常2004屮10H13U在杭州笫叫屈低合金钢学术屮会上的讲诂6532□己有■在建计划合计炼钢轧钢炼铁生产能力亿吨钢铁工业发展中的问g______钢铁工业的发展方向______□应用新型钢铁生产技术和流程□发展清洁钢铁也产技术□调整钢铁产品的结构□开发先进钢铁材料□采用信息化技术提升钢铁工业钢铁材料的发展趋勢1Z口高性能一A强度、高韧性、长寿命■a内部质旬:一卨沽汴度、均匀度、超细晶粒■W表而质萤-W尺寸粘度和光沾度□多品种=钢种和材型■3500多种碳索钢和介金钢■板、管、蜱、带、枠、锻衬□低成本一降低合金含量和工艺操作成本■降低能源消耗和念诚消耗■微介金化一改再组织和性能□绿色化一易于回收和利用、可持续发展高性能钢的特征□高洁净度■冶炼([S]、[P]、[0]、[N]、[H])□高均匀度一成分和组织均匀■(凝闹、变形、热处理)□超细晶粒一微米亚微米级晶粒■(全流程控制)高均匀度钢技术-连铸方坯(钢铁研究总院赵沛凝固课题)1805K•无电磁搅拌1790K-低过热度和电磁搅拌国际重大的超细晶粒研发项目年份1997-2006国别曰本项目超级钢1997-2002n本超级金属1998-2003韩M21世纪高性能结枸钢1998-2003屮国新一代钢铁材料第一期2001-2004欧盟超细晶粒钢第一期2004-2009屮国新代钢铁材料第-期新一代钢铁材料160014001200800600400200□PLCsteelNG40CNG600NG700NG800NG1300NG1400NG15001000组织的超细化理论探索10000100010110100100010000100000grainsize,nm00OJdlAIHracoJls碳素结构钢yieldstrength,MPaNG400复合DIFT相变Q2L5再结晶01950100200300400510152025303540J>JJQ235Ill级碳素钢钢筋淮阴钢铁公司O60IqonpjoeOLslnsuQJlsIll级碳素钢钢筋-首都钢铁公司7852YS00IRonpEdsISETYRo20-XIoo6450o5040◦30□570sTu7552575534Grainsofdozensofmicronsinsizewererefinedto8micronsIV级碳素钢钢筋-首都钢铁公司Grainsofdozensofmicronsinsizewererefinedto5microns碳素结构钢的细晶粒热轧技术IntermediaterollingRoughrollingFinishrollingcoolingARXofausteniteCCTLowsoakingtemperatureinfurnaceDIFTandsuccessive1408060f4020■98a£120o)芯100§_EAbsorbedimpactenergy-200-150-100+Q235K)um20MnSi-17.5um20MnSi-5.5um20MnSi-1.0um___temperature,CStrengthofPLCsteelrebarproduced@SouGang______________700600•RpRm1000500£400®3002000102030405060708090batchNo,PropertiesofPLCsteelrebarproduced@SouGang细晶粒碳素结构钢螺纹钢筋技术□为L业规模生产超细品粒松=型材需要对现有生产设备进行适当的技术改造□钢铁研究总院等单位已在部=分企业的生产线进行技改尝试细晶粒碳素结构钢螺纹g筋osMPa□E.MPa5S

%Gs均4试伸t%1T4VMCQ阳'llQ235235375^400c26/I级想n綱準鋼试聆白|O@O40544050554031290.800,81//III级蝶粒榊III叫蠼坟别430615320.701III现蟫纹wMHRB335a335490£16a0.80杭kV尥求i9II级浩解试焯锅打510-520625-64025-33-0.8114〜16IV级鳕纹鋼酋獼试狯射H51062523〜270,816/iv報蠓粒明虎M试聆Mfl—60S69033■0788-Z-TV级鲽?tfij14060f4020■98aAbsorbedimpactenergy-200-150-100__temperature,C120<DO100aE80*t-Q235-6.0um20MnSi-17.5um20MnSi-5.5um20MnSi-1.0umStrengthofPLCsteelrebarproduced@SouGangbatchNo,PropertiesofPLCsteelrebarproduced@SouGang细晶粒碳素结构钢螺纹钢筋西直门交通枢纽首钢提供T1000吨超细晶粒碳素结构钢螺纹钢筋作为难础件□北京CBDIx:冷根人拟等迚筑使用f超细晶粒碳素结构锏螺纹钢筋□匕仃1500吨超细品粒碳素结构钢螺纹钢筋山【】海外O首钢提供了1000吨超细品粒碳素结构钢螺纹钢筋用6050403020100coilNo.andtarget□YS■UTS■TE355MPa级碳素钢板卷-武汉钢铁公司JOHeQJuoa)IgJOI006Microstructure@theendofthecoilNo.203918703"TransverseLongitudinal355MPa级碳索钢板卷-壻枝花钢铁公司□YS■UTS■TE123456Q235XcoilNo.andtargetloilecnuo®3014035302520士+JbAuaJ+Jw超细微合金钢技术-DIFT轧制600500t;

4008007002300•2200100400MPaNG700NG800SOOMPaNG600微合金钢的超细晶粒________________________□Meangrainsizeofonemicron□Yieldstrength二SOOMPa□Microalloyedlowcarbonsteel■0.094%C-0.29%Si-1.42%Mn-0.045%Nb-0,008%Ti□DIFTrollingvariables■Soaked@1443K/30mrri■Deformed@1273Kto21mm■Deformed@1173Kto15mm■Deformed@1093Kthreepassesto7,5mm/3.7mm/1.8mm■AircooledtoRTChemicalcompositionsofsteelscSiMnpsvNbNI漏__IIV1wUP10,0940.471380.0050.0100.100.040.01820.1700.501.440.0050.0090.100.040.0193nnqRn461Q?onnsoonqninnr)4nOiaXVw?4^u_丄uV•VXV40,0030.221120.001o001oOlTi0.05o014□No.3-NG700steel口Grainsof2micronsinmeansizewasobtainedinmicroalloyedsteelsheetthroughDIFTrollingUltrafinegrainsinMAsteel超细晶粒微合金钢的力学性能铁路货车与集装箱用高强度耐侯钢板一微合金超细晶粒钢Rel,MPaRm,MPaA,%09CuPTiRE32044035试验钢材438-510520-57832-34Deformation&transformation□Isitavailabletocombineaustenitedeformationwithaustenitetoferritetransformation?变形诱导铁素体相变P热力学Z□AG=-VAGv

+VAGe

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-VAGd□TheaccumulativedeformationenergyGDiscomposedof■Vacancyenergy-neglected□Muchsmallerthandislocationenergy■Grainboundaryenergy-neglected□Oneordersmailerthandislocationenergy■Dislocationenergy602010l(H3Microalloyedsteelof0JlC-0.25Si1.48Mn-0.048Nb(mass%)wasdeformed0.6inThecalculatedaccumulativeenergyinducedbydeformationGD~5-lOtXtWK-aMO-^dOM/s变形累积能量相变与形变的耦合-DIFT11001050100095090085080075000.10.20.30.40.50.6Carboncontent,wt%0sddEeiDEFORMATIONINDUCEDFERRITETRANSFORMATIONROLLING=从片状珠光体到相间析出(DIFT:massiveordiffusive?)相变与形变的耦合□变形诱导铁素体相变(DIFT)-DeformationInducedFerriteTransformation□400MPa碳素结构钢□800MPa级高强度低合金钢DEFORMATIONINDUCEDFERRITETRANSFORMATIONROLLINGemejn^ejadlueH1000TMCPRollingandDIFTRolling80oooo64nlrtJOJd£3120oo微合金钢的组织超细化________________________0700750800850900finishrollingtemperature,CConvenltionalTMCP^---—-DIFI"rnllina^1o8642rJeoLUEIPuleJCD超细铁素体钢的屈服强度002*q+JbDuaRls00429002*00,050.10.15carboncontent,%0.2DIFTinmediumcarbonsteel—35KS=0.50700*0,20/sWQ长寿命合金结构钢技术ADEsteelBase■GBchemistry■[H]trap■ultrafinegrained□cleannessKISCC

-洁净度60100-1-110013001500UTS,MPa□42C「Mosteel□Commercial■0.018%S■0.023%P■0.006%[0]■0.007%[N]□Experimental■0.002%S■0,001%P■0.002%[0]■0.003%[N]Delayedfracture-晶粒细化Z3□◦m0-7□0.6/0.5z_0-4厂0.3厂□0.2^11500^1500□Sum■15um卜Commercial42CrMosteeldelayedfractureresistanceisdecreasedalongwiththeincreaseofRmDelayedfractureresistanceisimprovedbyrefinementofprioraustenitegrainRm,MPa超细晶粒奥氏体□Conventional-15um口uitrafinegrained-5umMeanprioraustenitegrainsizeof7micronsUltimatetensilestrength,MPaDelayedfracture-HydrogentrapndzMs*I«U31q□一OuI8EJODelayedfracture□Theoptimumadditionofmolybdenumprohibitssegregationalongprioraustenitegrainboundary,andthenimprovesdelayedfractureresistanceG.B.chemistry4035________________302520151050戈叁OOSIX00+511,52Mo%工业生产的耐延迟断裂钢rSiMnpcCrw1*111・r\40.003ADFl0*43◦120.30U•U051*10ADF2n4飞nirn?r)nnr)7anns■丄X■wWNiCuMovNbTiAl0.050.050.500.300.0380,0010.0140.050.050.95|0.300.0400,0020.012耐延迟断裂钢螺栓的力学性能Z00Rm02004006008001000120014001600AKVRp0.21________________________X、、、<>X14l9-()as□n1>、【)['J-1;?.ga.1SSi..s<CDT_O1>_14,9级螺栓的疲劳强度££-sssqsEnEses51OOE+06Cyclestofailure,^504540姜35302520工业生产14.9级螺栓的硬度BoltNo.汽车用高强度螺栓钢口在IVECO八59.12型前姑杆螺栓,车身冏定螺栓、扣杆支架螺栓(原10.9级、新试13.9级)装车,通过了1.5万公IEhJ靠性道路试验,已小批Id装车迮南北方t省市销售,2002年底it式鉴定大批使用。螺栓一东风康明斯发动机□康明断发动机M盖螺忭(26件/台)□M12X1.75X(70/120/180)口发动机功率大幅度提高,原12.9级螺栓不能满足要求□现要求:14.9级□装冇用ADF1钢制14.9级缸_盖螺检的康明斯B系列发动机顺利通过台架试验。□2002年12月装车50台,己定点投放市场II3;10PM珠光体钢□冷拉珠光体钢丝■ay=<rj

+kyS0^1/2exp(£/4)□子亇线轮胎钢丝S82A■0.83%C-0.20%Si-0.52%Mn-0.005%P-0.013%S□+午线轮胎钢丝92ACr■0-92%C_0-21%Si-0.30%Mn-0.005%P-0.007%S-0.20%CrPearliticsteelfortirecoresteelwireRm,MPa□1jliyfg>/國l^packet^zg^[Tih/*承,"y,'斗*^t«Li,r戸、,,UiF'i9iffJ1IWV.A*"1-^(zr*ILr-r<;74

^751W=4^|£3.破10^+1.68;''麵

3pathbetweencarbid*j*r/L人}riva^vM^-yfr着产iiIH,®7<<7/nF7J

房麵1>uLathmartensite超细马氏体的构想□UltrafineGrainedMartensiteinASBThelathinthewhitebandofASBIsalmost10timesfinerthanthatofthematrix.Micrographsofmartensitelathsinmatrix(a)rdeformationregion(b)andASBregion(c)口ThemeanwidthofmartensitelathinthewhitebandofASBisonly0.015|jmfwhereasthewidthofmartensitelathindeformedregionandmatrixIs0.076pmand0.180pn\respectively.ThereIsnocarbidetobefoundinASB,whichmeanssuper-saturatedmartensitetobeformedinASB.carboncontent,%<AF

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