资源描述：
《中碳钢高温力学性能及研究及在连铸生产中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、...页眉中碳钢高温力学性能研究及在连铸生产中的应用袁伟霞 董汉雄 袁桂莲 摘 要 采用高温热模拟方法,研究了中碳钢的高温力学性能,对比分析了应变速率、冷却速率及化学成分等对性能的影响,并对其在连铸生产中的应用进行了分析讨论。 关键词 包晶钢 高温脆性 断面收缩率StudyonMechanicalPerformanceofMedium-carbonSteelatHighTemperatureandItsApplicationinContinuousCastingYuanWeixia DongHanxiong YuanGuilian(WuhanI
2、ron&SteelCorp.) Abstract Employingthermalanalogueexperimentsathightemperature,thestudyonthemathematicalperformanceofmedium-carbonsteelathightemperaturehasbeencarriedout.Theeffectofstrainrate,coolingrateandchemicalcompositionontheperformancehasbeencomparativelyanalyed,anditsap
3、plicationincontinuouscastinghasbeendiscussedherein. Keywords peritecticsteel brittlenessathightemperature shrinkageoncrosssection1 前言 连铸过程是钢水逐步受强制冷却而凝固成铸坯的热物理过程,同时也是铸坯在凝固过程中承受凝固收缩、冷却收缩、相变收缩的收缩应力,由温度梯度造成的热应力、钢液静压力造成的鼓肚应力、弯曲和矫直应力及设备异常造成的额外应力的热机械过程。研究钢的高温力学性能及其变化机理,是制订和完善连铸工艺制度
4、的基础。本文主要研究了中碳包晶钢的高温力学性能,对其机理及在连铸过程中的应用也进行了探讨。2 试验研究方法 在Gleeble热模拟试验机上测定钢的高温力学性能,主要进行了钢的高温拉伸试验及零强度温度ZST、零塑性温度ZDT的测定,以试样的抗拉强度和拉断时的断面收缩率来衡量其高温力学性能,并研究了试验温度、应变速率、冷却速率及钢的成分对高温性能的影响。所测试样的化学成分见表1。....页脚...页眉表1 试验钢的化学成分/%试样CSiMnPSCrMoTiX10.150.520.580.0160.0071.180.520.017X20.180.560
5、.560.0150.0081.200.490.012X30.1740.4101.500.0160.013 试验研究的主要工艺参数:试验温度700～1350℃,应变速率10-2～10-3/s,加热速率20℃/s2,冷却速率5～40℃/s。 高温拉伸试验在惰性气体保护下进行,试验后对试样进行快速冷却下保留断口的组织形态,并进行了组织结构分析。3 试验结果及分析讨论3.1 材料在高温下的力学特性 试验温度显著影响材料的高温力学性能,如图1所示,材料X2的断面收缩率RA在700～950℃范围内出现一个低谷(第Ⅲ脆性区),在1000～1200℃范围内保
6、持良好的塑性,到1300℃以上后塑性又迅速下降(第Ⅰ脆性区),至1380℃左右,RA几乎为零(零韧性温度ZDT);与此同时,随着温度的升高,抗拉强度σb不断降低,至ZDT温度仍具有一定的强度,温度继续升高至某一温度,抗拉强度降低为零,即零强度温度ZST。图1 X2钢的高温力学性能曲线 1—应力σ，应变速率=10-2/s；2—应力σ,应变速率=10-3/s；3—断面收缩率RA,应变速率=10-2/s；4—断面收缩率RA,应变速率=10-3/s....页脚...页眉 在试验温度范围内材料出现了两个脆性温度区。高温下的脆性温度区为1300℃—熔点Tm
7、,在此范围内钢的延塑性很低,其脆性主要沿枝晶界面延伸,钢中杂质增多时,枝晶之间存在的液膜使钢的凝固点降低,使脆性向低温区延伸。较低温度下的脆性区为700～950℃,其脆性主要有两个原因,即奥氏体单相区低温域的脆化和奥氏体铁素体转变区高温域的脆化。前者由钢中质点AiN、TiN、NbCN等的析出引起［1］,后者为两相区脆化,在γ→α转变时优先在奥氏体晶界处析出薄膜状的α铁素体,α铁素体较软,其强度仅为奥氏体的1/4,因此在外力作用下,变形主要集中在沿奥氏体晶界分布的α铁素体中,使α相中存在的微小孔洞和裂纹聚合、长大,最后导致晶界断裂。3.2 碳含量及合
8、金元素对高温性能的影响及脆性温度范围 碳是钢中的主要组元,其含量变化对材料性能有明显影响。本研究主要针对碳含量处于包晶范
