Закономерности процессов структурообразования аустенита углеродистых и низколегированных сталей при горячей деформации

• Автор: Шкатов, Максим Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Закономерности рекристаллизации аустенита при горячей
деформации углеродистых и низколегированных сталей
1Л Л Статическая рекристаллизация
1Л .2 Динамический возврат
1Л .3 Динамическая рекристаллизация
1Л .4 Метадинамическая рекристаллизация
1.2 Формирование зеренной структуры при горячей деформации
1.3 Структурные изменения по окончании горячей деформации
1.4 Технология производства углеродистых и низколегированных
сталей
1.4.1 Сортамент стана 2000 и основные требования к готовой продукции
1.4.2 Схема технологии производства стальных полос
на стане 2000 ОАО «НЛМК»
1.5 Постановка задачи исследования
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Материал исследования
2.2 Горячая прокатка образцов в лабораторных условиях
2.3 Металлографические исследования
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ
3.1 Прогнозирование критической деформации для динамической рекристаллизации
3.2 Разработка математической модели прогнозирования кинетики динамической рекристаллизации
3.3 Прогнозирование размера зерна при динамической рекристаллизации
3.4 Оценка параметров моделирования при прогнозе кинетики

динамической рекристаллизации
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КИНЕТИКИ МЕТА ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ
4.1 Модель расчета кинетики метадинамической рекристаллизации
4.2 Прогнозирование и эволюция размера зерна при метадинамической рекристаллизации
4.3 Анализ расчета степени рекристаллизации аустенита
4.4 Оценка степени развития метадинамической рекристаллизации по параметрам микроструктуры
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ И МЕТАДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ
5.1 Проверка адекватности модели сопротивления деформации
проката
5.2 Влияние температурно-скоростных режимов деформирования проката на процессы разупрочнения
5.2.1 Результаты расчетов параметров структурообразования аустенита при горячей деформации
5.2.2 Влияние химического состава на процессы разупрочнения и величину критической деформации
5.2.3 Оценка неравномерности структурообразования аустенита по длине полосы
5.2.4 Влияние толщины подката на размер зерна и кинетику

рекристаллизации аустенита
5.2.5 Влияние температуры конца прокатки на размер зерна

аустенита и динамическую рекристаллизацию
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Повышение эффективности работы металлургического предприятия напрямую зависит от качества производимой им продукции и оптимизации технологического процесса. Производство листового проката непосредственно связано с процессами горячей прокатки на непрерывных широкополосных станах (НШС). Получение однородных структур, обеспечивающих оптимальные значения прочностных характеристик при достаточном уровне пластичности и вязкости, закладываемых в процессе горячей прокатки, является одной из основных целей при производстве готовой металлопродукции.
Технологический режим горячей прокатки сталей на НШС обеспечивается, прежде всего, начальной настройкой клетей стана, предполагающей выбор оптимальных деформационно-скоростных параметров прокатки. Система начальной настройки производит автоматизированный расчет режимов деформации, учитывает внешние возмущения на каждой полосе и корректирует по ним параметры настройки. Точность начальной настройки в значительной мере зависит от правильности расчета сопротивления деформации прокатываемого металла, величина которой определяется не только параметрами деформации (величиной, скоростью и температурой деформации), но и химическим составом стали (в том числе зависит от колебаний содержания элементов в пределах марки), процессами структурообразования проката во время деформации и пауз между обжатиями. В зависимости от химического состава стали и параметров прокатки полосы возможны следующие варианты развития процессов рекристаллизации проката, приводящие к разупрочнению или упрочнению металла:
- разупрочнение за счет динамической рекристаллизации в ходе деформации в клетях стана;
разупрочнение во время междеформационных пауз за счет метадинамической или статической рекристаллизации;

1.4. Технология производства углеродистых и низколегированных сталей
Развитие листопрокатного производства на современном этапе предусматривает широкое использование комплекса систем автоматики для управления технологическим процессом, разработки новых и оптимизации существующих технологических режимов прокатки горячекатаной стали на непрерывных широкополосных станах.
В настоящее время 80 - 90% горячекатаной листовой стали производят на НШС и полунепрерывных широкополосовых станах (ПНШС), что объясняется более высокими технико-экономическими показателями работы этих станов по сравнению со станами других типов. Рулонная листовая сталь, получаемая на НШС, обычно на 7 - 10% дешевле такой же стали, прокатанной на толстолистовых станах полистным способом. Качество листовой стали, прокатанной на НШС, по точности размеров и состоянию поверхности выше, чем листовой стали, прокатанной на толстолистовых станах полистным способом [45].
Широкий сортамент непрерывных и полунепрерывных станов (толщина полос от 0,8 - 1,2 до 16 - 25 мм, ширина до 2350 мм), высокая производительность и другие технико-экономические показатели обеспечили их дальнейшее совершенствование и преимущественное применение для производства горячекатаной полосовой стали. В последней клети непрерывных станов достигнута скорость прокатки 27 м/с. Предусматривается увеличение до 30 м/с. Суммарная мощность главных приводных двигателей увеличилась до 150000 кВт, масса оборудования до 40000 т.
Широкополосные станы горячей прокатки состоят из двух групп рабочих клетей: черновой и чистовой, расположенных последовательно и связанных между собой промежуточным рольгангом. Производительность и технологию прокатки определяют, в основном, характеристика и состав оборудования черновой и чистовой групп стана [81].
На рис. 1.14 приведена схема расположения оборудования цеха горячей прокатки с непрерывным широкополосовым станом 2000 Новолипецкого