基本信息
- 項目名稱：
- 雙輥鑄軋不銹鋼薄帶開裂的金屬學分析
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本課題采用SEM和TEM對雙輥鑄軋不銹鋼薄帶表面與內(nèi)部裂紋進行金屬學分析，闡明其裂紋生成機理，提出預防雙輥鑄軋不銹鋼薄帶開裂的措施。此項研究不僅為提高雙輥鑄軋不銹鋼薄帶抗開裂性能奠定基礎，而且也為其它鋼鐵材料進行雙輥鑄軋薄帶提供新思路和理論依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 雙輥鑄軋不銹鋼薄帶技術(shù)是目前冶金及材料領域的前沿技術(shù)之一，是直接用鋼水制成2-5mm厚薄帶的工藝過程。該技術(shù)可以大大簡化薄帶鋼的生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，并形成低偏析、超細化的凝固組織，從而使帶材具有良好的性能，被公認為鋼鐵工業(yè)的革命性技術(shù)。為此，寶鋼在“十五”期間把雙輥鑄軋不銹鋼薄帶作為重大產(chǎn)業(yè)化項目進行研究。但是，不銹鋼經(jīng)鑄軋后，薄帶表面會形成宏觀的裂紋，從而降低不銹鋼薄帶的力學性能，影響其質(zhì)量。 國外在雙輥鑄軋不銹鋼薄帶技術(shù)上已經(jīng)開展了一些研究工作。但是，缺少對鑄軋不銹鋼薄帶表面與內(nèi)部裂紋的生成機理、演變規(guī)律以及預防措施方面的研究。近年來，國內(nèi)東北大學、重慶大學等單位在不銹鋼薄帶鑄軋方面開展了大量的研究工作。 在鑄軋過程中，液態(tài)金屬與軋輥之間的熱交換、金屬的結(jié)晶及固體金屬的軋制變形都在短時間內(nèi)完成，這些過程的研究很難實時進行。那么，不銹鋼薄帶裂紋生成是否存在新的機理，其演變規(guī)律是否有特殊性？ 為此，本文對雙輥鑄軋不銹鋼薄帶裂紋進行金屬學分析，揭示其萌生及擴展機理，為進一步研究其裂紋演變規(guī)律以及預防措施提供理論基礎。本課題采用SEM和TEM對雙輥鑄軋不銹鋼薄帶表面與內(nèi)部裂紋進行金屬學分析，闡明其裂紋生成機理，提出預防雙輥鑄軋不銹鋼薄帶開裂的措施。此項研究不僅為提高雙輥鑄軋不銹鋼薄帶抗開裂性能奠定基礎，而且也為其它鋼鐵材料進行雙輥鑄軋薄帶提供新思路和理論依據(jù)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 課題的目的是為我國雙輥鑄軋不銹鋼薄帶的產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)?；舅悸窞橥ㄟ^分析實際雙輥鑄軋不銹鋼薄帶裂紋，闡明其裂紋生成機理，提出預防雙輥鑄軋不銹鋼薄帶開裂的措施。
科學性、先進性及獨特之處
- 雙輥鑄軋不銹鋼薄帶技術(shù)是目前冶金及材料領域的前沿技術(shù)之一，被公認為鋼鐵工業(yè)的革命性技術(shù)。為此，寶鋼在“十五”期間把雙輥鑄軋不銹鋼薄帶作為重大產(chǎn)業(yè)化項目進行研究。采用SEM對雙輥鑄軋不銹鋼薄帶表面與內(nèi)部裂紋進行金屬學分析，未見有文獻報道，具有獨特之處。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本課題密切結(jié)合生產(chǎn)實際，研究涉及多學科交叉融合，不僅在理論上有所創(chuàng)新，而且應用上具有重要的價值。本研究屬于國際前沿技術(shù)，對加速雙輥鑄軋不銹鋼薄帶產(chǎn)業(yè)化將會產(chǎn)生重要的影響。
學術(shù)論文摘要
- 雙輥鑄軋薄帶技術(shù)具有工藝流程短、近終形、低污染、低能耗和低成本等優(yōu)點，是進入21世紀以來國內(nèi)外鋼鐵工業(yè)領域內(nèi)的前沿技術(shù)之一，因而受到各國鋼鐵行業(yè)的高度重視。但是，在雙輥鑄軋薄帶鋼的過程中，其內(nèi)部和表面通常會出現(xiàn)孔隙和裂紋，這些缺陷將使鑄坯的力學性能急劇下降，不利于后續(xù)的加工和使用。因此，本文以AISI304奧氏體不銹鋼為研究對象，對其鑄軋開裂機制進行了研究。 本文首先采用金相顯微鏡和SEM對雙輥鑄軋304不銹鋼薄帶表面裂紋及內(nèi)部組織特征進行了觀察，并結(jié)合能譜對微區(qū)成分和夾雜物進行了分析；采用DSC和XRD測定了304不銹鋼的組織轉(zhuǎn)變過程及室溫下的相結(jié)構(gòu)，結(jié)合平衡相圖分析了凝固過程、晶界狀態(tài)和夾雜物對304不銹鋼鑄軋過程中熱裂紋形成的影響。
獲獎情況
- 本作品在2008年在我校舉辦的第十三屆“世紀杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽中榮獲特等獎，目前，本論文已經(jīng)投到《××大學學報》，正在審稿過程中。本作品的相關內(nèi)容撰寫的論文已經(jīng)被《材料熱處理學報》接受，將在2009年紀念中國熱處理學會前任理事長雷廷權(quán)院士特輯上發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- Y. K. Shin, T. Keng. Development of twin strip caster for sheet steels. Ironmaking and Stelingmaking, 1995, 22(1): 35-44 2. T. Saitoh, H. Hojio, H. Yaguchi. Two-dimensional model of twin-roll continuous casting. Metallurgical transaction, 1989, 20B(3): 381-390.
同類課題研究水平概述
- 雙輥鑄軋不銹鋼薄帶技術(shù)是目前冶金及材料領域的前沿技術(shù)之一[1]，是直接用鋼水制成2-5mm厚薄帶的工藝過程，見圖1。該技術(shù)可以大大簡化薄帶鋼的生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，并形成低偏析、超細化的凝固組織，從而使帶材具有良好的性能，被公認為鋼鐵工業(yè)的革命性技術(shù)[2]。為此，寶鋼在“十五”期間把雙輥鑄軋不銹鋼薄帶作為重大產(chǎn)業(yè)化項目進行研究。但是，不銹鋼經(jīng)鑄軋后，薄帶表面會形成宏觀的裂紋，從而降低不銹鋼薄帶的力學性能，影響其質(zhì)量[3]。 國外在雙輥鑄軋不銹鋼薄帶技術(shù)上已經(jīng)開展了一些研究工作。文獻[4]對比了鑄軋鐵素體和奧氏體不銹鋼薄帶；文獻[5]對鑄軋304不銹鋼薄帶過程中高溫鐵素體的溶解動力學進行了研究；文獻[6]對不銹鋼薄帶鑄軋過程中凝固熱參數(shù)和組織進行了研究；文獻[7]對不銹鋼薄帶鑄軋過程中的流場和溫度場進行了數(shù)值模擬；文獻[8]對鑄軋304不銹鋼薄帶的力學性能進行了研究。但是，缺少對鑄軋不銹鋼薄帶表面與內(nèi)部裂紋的生成機理、演變規(guī)律以及預防措施方面的研究。 近年來，國內(nèi)東北大學、重慶大學等單位在不銹鋼薄帶鑄軋方面開展了大量的研究工作。文獻[9]對304不銹鋼在加熱過程中的高溫鐵素體形核與長大和夾雜物在固－液界面的聚集進行了原位觀察；文獻[10]對薄帶鑄軋溶池液面進行了物理模擬；文獻[11]對鑄軋不銹鋼薄帶過程的凝固組織、流場、溫度場及熱應力場進行了數(shù)值模擬。 在鑄軋過程中，液態(tài)金屬與軋輥之間的熱交換、金屬的結(jié)晶及固體金屬的軋制變形都在短時間內(nèi)完成，這些過程的研究很難實時進行。那么，不銹鋼薄帶裂紋生成是否存在新的機理，其演變規(guī)律是否有特殊性？為此，我們查閱了大量的資料，發(fā)現(xiàn)較少有此類報道。為此，首先對雙輥鑄軋不銹鋼薄帶裂紋進行金屬學分析，揭示其生成機理，為進一步研究其裂紋演變規(guī)律以及預防措施提供理論基礎。 本課題密切結(jié)合生產(chǎn)實際，研究涉及多學科交叉融合，不僅在理論上有所創(chuàng)新，而且應用上具有重要的價值。本研究屬于國際前沿技術(shù)，對加速雙輥鑄軋不銹鋼薄帶產(chǎn)業(yè)化將會產(chǎn)生重要的影響。
