杜辰伟
,
兰鹏
,
李杨
,
陆珏钰
,
张家泉
,
江中块
,
苏瑞先
,
周秀丽
,
汪洪峰
连铸
doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20160057
对J55微合金钢凝固相变包晶点和连续冷却过程的CCT曲线进行了热力学计算分析,并利用高温共聚焦显微镜原位观察了试样凝固过程的晶粒度和组织.考虑各种合金成分的贡献,计算表明,J55钢属于微合金临界过包晶钢,凝固相变过程中δ相的比例可达69.8％.J55钢CCT曲线随晶粒增大向右移动.基于原位观察的晶粒度对其CCT曲线进行热力学计算和相变组织的对比分析,结果表明,在相同冷却速率下两者所获得的组织基本一致.研究结果有助于指导通过成分和组织调控,降低J55钢连铸和热装热送过程中表面横裂纹敏感性.
关键词:
微合金钢
,
包晶点
,
CCT曲线
,
原位观察
,
表面横裂纹
兰鹏
,
张家泉
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20130232
基于热-黏弹塑性本构方程建立了大钢锭凝固时热-流-力耦合的3D有限元模型,并对8.5t钢锭浇注过程中不同位置处热流密度、气隙宽度和界面换热系数的变化规律进行了模拟分析.结果表明,钢水与钢锭模刚刚接触时的热流密度和换热系数最大,二者随后迅速下降,且角部区域的下降趋势略大于面部.凝固初期时热流密度和换热系数的最大值位置并非位于面部中心,而是在1/4宽度处;由于宽面对钢水静压力的抵抗作用小于窄面,其界面热流密度和换热系数也略大于窄面.凝固中后期时,换热系数的区域差异逐渐趋于不明显.同时,建立了基于凝固时间和界面温度的平均换热系数的反算模型.应用2个模型所求结果计算的钢锭和钢锭模温度变化与实测值及热-流-力耦合模型结果基本一致.进一步研究发现,界面换热系数随温度的变化规律可推广应用到3～30t钢锭的模拟研究中,计算结果与实际更为符合.
关键词:
钢锭
,
界面换热系数
,
反算模型
,
数值模拟
兰鹏
,
宋丽娜
,
杜辰伟
,
纪元
,
张家泉
钢铁研究
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130349
高锰TWIP钢的高强度、高塑性和高能量吸收能力与其堆垛层错能有关.TWIP效应对应的层错能上、下限值仍未统一,尤其是TWIP向MBIP(微带诱导塑性)转变的临界判据仍有待于深入分析.XRD、TEM和EAM是测定奥氏体层错能最常用的实验方法.同一TWIP钢的层错能及其变化规律存在实验方法的相关性.正规和亚正规溶液模型、Bragg-Williams模型和双亚点阵模型是计算高锰钢层错能的常见模型.对同一TWIP钢来说,不同模型的预测值并不相同,且与实测值也存在差异.铃木效应引起层错能随间隙原子浓度非线性变化,这在计算时是不能忽略的.规范实验方法、提高设备精度和完善热力学模型及其数据库有助于获得准确可靠的层错能值.
关键词:
TWIP钢
,
层错能
,
实验方法
,
热力学模型
刘春秀
,
杜辰伟
,
兰鹏
,
张家泉
中国冶金
doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140306
保护渣中 Al2 O3质量分数变化是渣钢交互作用的结果，包括吸附钢液中 Al2 O3夹杂和渣金反应产物。氧化铝对保护渣成分与性能稳定性影响突出，进而影响铸坯质量。分析指出，影响保护渣吸附 Al2 O3夹杂的因素包括接触角、润湿速率和界面张力、熔渣成分和性能等。熔渣与夹杂物的交互作用行为决定了其对上浮夹杂的去除率。高铝钢连铸过程渣金反应尤为突出，保护渣的工作性能将发生明显改变。基于近年关于 Al2 O3夹杂的吸附溶解试验研究，以及高铝钢浇铸渣金反应及其保护渣性能变化的研究结果，探讨了通过合理设计保护渣成分或更换渣系等措施来实现该类钢种保护渣工作性能的相对稳定性。
关键词:
保护渣
,
氧化铝
,
渣金反应
,
化学稳定性
宋丽娜
,
兰鹏
,
刘春秀
,
杜辰伟
,
张家泉
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20140111
概述了第3代汽车用中锰钢的研究现状及进展,介绍了已开发的中锰钢的化学成分及其设计依据,分析了不同合金元素对中锰钢组织和性能的影响,揭示了中锰钢的高强度、高塑性和高加工硬化率的形成机制,讨论了逆相变退火工艺与拉伸行为的关系,并对中锰钢的未来应用领域进行了预测.
关键词:
中锰钢
,
化学成分
,
合金元素
,
逆相变退火
,
强韧机制
李阳
,
王京
,
兰鹏
,
孙海波
,
曾智
,
张家泉
钢铁
亚包晶钢连铸过程中常出现表面纵裂质量问题,与其在结晶器内较大高温相变收缩引起的初生坯壳不均匀生长密切相关,其纵裂纹敏感性可由包晶特征点计算出的包晶转变率判定.利用Factsage热力学计算软件研究钢种常见合金元素对Fe-C二元平衡相图中包晶特征点的影响,回归得到包晶特征点的预测公式.基于预测公式,可准确判断一定成分钢种的亚包晶范围,从而指导实际连铸生产中保护渣的选择.研究表明,通过合理的成分微调可有效降低包晶转变率,降低亚包晶钢高温相变收缩程度,甚至改变凝固模式变为过包晶模式,从而大大降低连铸坯纵裂纹敏感性.
关键词:
亚包晶钢
,
包晶转变率
,
包晶特征点
,
纵裂纹敏感性
王玉昌
,
兰鹏
,
李杨
,
张家泉
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.09.006
采用热力学计算、静态拉伸、XRD、OM与SEM等方法分析了Fe-Mn-C系TWIP钢中合金元素对基体力学行为的影响.结果表明:TWIP钢中Mn含量增加时,基体的屈服强度和抗拉强度均减小,总伸长率增大;C含量增加时,其屈服强度和抗拉强度先增大后减小,在0.6％(质量分数,下同)时存在最大值;当Mn含量为20％时,TWIP钢总伸长率随C含量增加而增大,而Mn含量为22％时则相反.TWIP钢的强塑积随Mn含量的增加而增大,其在C含量为0.4％试样中的体现尤为明显.对于Mn含量为20％的TWIP钢,其强塑积随C含量增加而增大;而对于Mn含量为22％的TWIP钢,其强塑积随C含量增加而减小.
关键词:
TWIP钢
,
合金元素
,
力学行为
,
层错能
兰鹏
,
李阳
,
原卓浩
,
张家泉
,
张瑞天
钢铁
应用马弗炉对灰口铸铁试样进行热循环处理,并通过Gleeble-1500、光学显微镜、电子显微镜和能谱仪等手段重点分析了灰口铸铁拉伸性能、基体组织、化学成分与热历程的相关性.发现铸态试样珠光体片层间距较大,石墨片较厚,且其周围存在铁素体,这是其拉伸性能较差的根本原因.经800℃保温3h控温冷却后,试样组织均匀性显著改善,低温抗拉强度提高约30％.多次热循环处理后,试样各温度下的拉伸性能均有所下降,这与高温氧化、脱碳有关.试样经30次热处理后,碳的质量分数降至1.55％,致使珠光体转变难以完成.同时,在石墨片周围形成硅、锰、铁等氧化物的疏松带,二次渗碳体和晶粒粗化也均是试样抗拉强度下降的重要原因.
关键词:
灰口铸铁
,
热循环载荷
,
微观组织
,
服役特性
杜辰伟
,
陆珏钰
,
兰鹏
,
张家泉
,
尚成嘉
材料热处理学报
实验研究了两典型钢种铸坯再加热高温保温过程的晶粒长大行为.结果表明,钢坯1350℃保温奥氏体化过程中,均需约30 min才能获得连铸过程铸坯表层的相似晶粒尺度.热模拟拉伸实验中,获得的钢坯晶粒越粗大则其热脆性区愈宽,脆性谷也愈深.进一步研究了两种晶粒度下微合金钢坯的连续冷却相变曲线(CCT).随着晶粒尺寸的增大,各相的转变临界冷速均减小,CCT曲线右移.表明,铸坯热塑性与CCT曲线测定实验中,需进一步考虑再加热固溶处理后的奥氏体晶粒尺寸这一重要因素.
关键词:
奥氏体晶粒
,
铸坯表层组织
,
热塑性
,
CCT曲线
