轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.11.013

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (11): 1582-1587.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.11.013

轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

吴俊宇，王斌，王丙兴，王昭东

(东北大学轧制连轧及自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2017-08-17 修回日期:2017-08-17 出版日期:2018-11-15 发布日期:2018-11-09
通讯作者: 吴俊宇
作者简介:吴俊宇(1989-)，男，辽宁铁岭人，东北大学博士研究生; 王昭东(1968-)，男，安徽怀宁人，东北大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51604074)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N170704012)；国家重点研发计划项目(2016YFB0300602).

Effect of Inter-Pass Cooling Process on Microstructure and Properties of Ultra-heavy Steel Plate

WU Jun-yu， WANG bin， WANG Bing-xing， WANG Zhao-dong

State Key Laboratory of Rolling and Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2017-08-17 Revised:2017-08-17 Online:2018-11-15 Published:2018-11-09
Contact: WANG Bing-xing
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摘要/Abstract

摘要： 使用实验轧机旁冷却装置配合轧机进行轧制实验，研究轧制道次间不同冷却工艺对特厚钢板组织和性能的影响规律.研究结果表明:采用道次间冷却工艺可以在全厚度方向获得组织细化及强韧性提高效果，采用强冷道次间冷却实验钢1/4处晶粒尺寸可细化至10μm，强度为376MPa，-40℃冲击功为169J;心部晶粒尺寸可细化至15μm，强度为360MPa，-40℃冲击功为123J.本工艺可形成470μm厚表层细晶层，晶粒尺寸可细化至5μm;粗轧道次间插入冷却工艺轧制钢板强度和冲击韧性优于中间坯冷却工艺;随冷却强度增加，钢板内部组织明显细化且强度大幅提高.

关键词: 道次间冷却, 差温轧制, 特厚板, 晶粒细化, 变形渗透, 表层细晶层

Abstract: By using a cooling device beside the laboratorial rolling mill， an inter-pass cooling(IPC) process was applied during rolling ultra-heavy steel plate. Here， the effect of the IPC process on microstructure and properties of the rolled plate was studied. The results showed that the steel plate has excellent strength and toughness after the IPC process. When the rolled plate is applied by a strong IPC process， the grain size is 10μm， the strength is 376MPa and the impact energy at -40℃ is 169J at the 1/4-thickness， while they become 15μm， 360MPa and 123J respectively at the 1/2-thickness. Meanwhile， a surface ultra-fine grain layer with the thickness of 470μm can be obtained and the average grain size is less than 5μm. The strength and toughness of the rolled plate are better in a strong IPC process than those in the inter-slab cooling process. When the intensity of the IPC process increases， the grain size decreases and the strength increases.

Key words: inter-pass cooling(IPC), temperature gradient rolling, ultra-heavy steel plate, grain refinement, deformation penetration, surface fine grain layer

中图分类号:

TG142.1

吴俊宇，王斌，王丙兴，王昭东. 轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(11): 1582-1587.

WU Jun-yu， WANG bin， WANG Bing-xing， WANG Zhao-dong. Effect of Inter-Pass Cooling Process on Microstructure and Properties of Ultra-heavy Steel Plate[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(11): 1582-1587.

参考文献

[1]王国栋.近年我国轧制技术的发展、现状和前景［J］.轧钢，2017，34(1):1-8.(Wang Guo-dong.Development，current situation and prospect of Chinese steel rolling technology in recent years［J］.Steel Rolling，2017，34(1):1-8.)
[2]王国栋.钢铁行业技术创新和发展方向［J］.钢铁，2015，50(9):1-10.(Wang Guo-dong.Technology innovation and development direction of iron and steel industry［J］.Iron and Steel，2015，50(9):1-10.)
[3]Li G S，Yu W，Cai Q W.Investigation of the evolution of central defects in ultra-heavy plate rolled using gradient temperature process［J］.Metallurgical and Materials Transactions B，2015，46(2):831-840.
[4]Tian Y，Wang B X，Yuan G，et al.New generation TMCP for plate mill based on ultra-fast cooling technology［J］. China Metallurgy，2013，23(4):17-20.
[5]Lindeman B A，Anderson J M，Shedd T A.Predictive model for heat transfer performance of oblique and normally impinging jet arrays［J］. International Journal of Heat & Mass Transfer，2013，62(1):612-619.
[6]杨颖，侯华兴，张哲.中间坯快冷技术对Q345A厚板表层组织和性能的影响［J］.钢铁，2012，47(8):48-51.(Yang Ying，Hou Hua-xing，Zhang Zhe.Effects of intermediate billet cooling on surface microstructure and property of Q345A steel heavy plate［J］.Iron and Steel，2012，47(8):48-51.)
[7]余伟，刘涛，何天仁，等.中厚板中间坯冷却装置的开发和应用［J］.轧钢，2013，30(2):16-20.(Yu Wei，Liu Tao，He Tian-ren，et al.Development and application of transfer bar cooling device for plate production［J］.Steel Rolling，2013，30(2):16-20.)
[8]Zhang T，Wang B X，Wang Z D，et al.Side-surface shape optimization of heavy plate by large temperature gradient rolling［J］.ISIJ International，2015，56(1):179-182.
[9]Ding J G，Zhao Z，Jiao Z J，et al.Central infiltrated performance of deformation in ultra-heavy plate rolling with large deformation resistance gradient［J］.Applied Thermal Engineering，2016，98(5):29-31.
[10]Wang H Y，Ding J G，Lu X，et al.Analysis of ultra-heavy plate rolling force based on thickness temperature gradient elements and experiment simulations［J］.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part C:Journal of Mechanical Engineering Science，2015，231(4):599-615.
[11]Shen X J，Tang S，Chen J，et al.Grain refinement in surface layers through deformation-induced ferrite transformation in microalloyed steel plate［J］.Materials and Design，2017，113:137-141.
[12]Hickson M R，Hurley P J，Gibbs R K，et al.The production of ultrafine ferrite in low-carbon steel by strain-induced transformation［J］.Metallurgical and Materials Transactions A，2002，33:1019-1026.
[13]Li P，Li J，Meng Q G，et al.Effect of heating rate on ferrite recrystallization and austenite formation of cold-roll dual phase steel［J］.Journal of Alloys and Compounds，2013，578:320-327.
[14]Shen X J，Tang S，Chen J，et al.Formation of fine austenite through static recrystallization in low carbon micro-alloyed steels［J］.ISIJ International，2015，55(12):2657-2660.
[15]Chbihi D A，Barbier L，Germain A，et al.Interactions between ferrite recrystallization and austenite formation in high-strength steels［J］.Journal of Materials Science，2014，49(10):3608-3621.
[16]Qiao Y，Argon A S.Cleavage crack-growth-resistance of grain boundaries in polycrystalline Fe-2%Si alloy:expertments and modeling［J］. Mechanics of Materials，2003，35:129-154.

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Effect of Inter-Pass Cooling Process on Microstructure and Properties of Ultra-heavy Steel Plate

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[3]	谢广明，周立成，骆宗安，王国栋. 高强铝合金特厚板的真空轧制复合制备技术[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(5): 633-639.
[4]	李艳梅，杨梦奇，张舒展，张田. 高渗透轧制对SA738 Gr.B 厚板变形渗透性的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(12): 1711-1715.
[5]	陈国军，张永杰，杨院生，赫冀成. 基于小润湿角下脉冲磁场的凝固形核模型[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(4): 493-497.
[6]	龚伟，王承，王海东，姜周华. 应用镁蒸气对模具钢中夹杂物变性的研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(5): 704-707.
[7]	左玉波;朱庆丰;王向杰;崔建忠;. 低频电磁铸造过程中温度场的形成机理[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(8): 1145-1149.
[8]	华骏山;张永杰;王恩刚;赫冀成;. 脉冲磁场下电磁力特性研究:凝固实验[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(2): 258-261.
[9]	华骏山;张永杰;王恩刚;赫冀成;. 脉冲磁场下电磁力特性研究:理论分析[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(1): 72-75.
[10]	高声远;张志强;乐启炽;崔建忠;. CaCO_3在AZ31镁合金中的细化效果及机理[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2010, 31(8): 1145-1148.
[11]	邓伟;赵德文;秦小梅;刘相华;. 用Q390C连铸坯轧制Q460qE的工艺研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2009, 30(2): 205-207+212.
[12]	张红梅;许云波;刘振宇;王国栋;. 控制冷却对管线钢X65组织细化与性能的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2007, 28(3): 349-352+377.
[13]	朱伏先;刘彦春;李艳梅;王国栋. Q345钢奥氏体再结晶行为对组织和性能的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2005, 26(6): 566-569.
[14]	艾红军;修稚萌;秦小梅;王际超. Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2002, 23(5): 451-454.
[15]	张红梅;刘相华;王国栋. 采用低温急冷大压下细化铁素体组织[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2001, 22(4): 431-434.