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连铸坯热送热装工艺是钢铁企业节能降耗、提高生产效率和经济效益的重大实用技术。本文依照国家“十一五”科技支撑计划重大项目课题任务,采用定向凝固炉和马弗炉、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、共聚焦激光扫描显微镜、热模拟试验机及有限元数值模拟等手段,对微合金化钢热送热装过程显微组织演变规律和轧制裂纹形成机理进行了研究。
(1)模拟冷装和热送热装试样的晶粒度、显微组织和析出物均存在差异。模拟冷装或低温热送试样经历了一次完整的奥氏体分解相变,而700℃以上热送试样奥氏体分解相变不完全,其显微组织和晶粒度较冷装或低温热送粗大。模拟冷装试样中析出物尺寸较大且主要弥散分布于晶内,模拟热送热装试样析出物尺寸较小且出现链状分布特征。模拟热装前析出物Ti(C,N)形貌为立方体和长方体,尺寸约200nm。模拟热送热装后试样的析出物形貌虽仍为立方体和长方体,但棱角模糊,尺寸在100nm左右。随着模拟热送温度的升高,试样中析出物出现大小不均匀现象且数量减少。模拟热装后试样析出物尺寸、数量和分布与热装前相关联。
(2)在CLSM试验中,自1400℃降温,至200℃保温300s(模拟冷装)后试样已全部完成奥氏体向铁素体转变,而降温至700℃保温300s(模拟热送热装)后试样仅发生部分奥氏体分解,且试样中原奥氏体形貌仍有所保留。在重新加热至1200℃保温300s及再次降温至400℃过程中,模拟冷装试样经过一轮完整奥氏体分解相变和再次奥氏体化后,再次冷却相变后的显微组织已经基本与原1400℃保温时的奥氏体晶粒无关,而模拟热送热装试样由于在700℃保温过程中未发生充分的奥氏体分解,原奥氏体晶粒形貌得以保存,再次升温奥氏体化后仍保持原奥氏体形貌,再次冷却发生奥氏体分解相变时仍主要基于原奥氏体晶粒。
(3)应变诱导裂纹开裂试验及有限元的模拟分析的结果对比证实应用压缩试验进行裂纹敏感性和热塑性的研究是可行的。