包晶微合金钢连铸坯表层原奥氏体晶粒生长行为及高塑化控制研究

批准号:
51774075
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
蔡兆镇
依托单位:
学科分类:
E0411.钢铁冶金
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛振宇、王朝辉、安家志、张飞、赵佳伟、赵群、陈耀
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中文摘要
包晶微合金钢连铸坯表层凝固生成粗大原奥氏体晶粒,致使铸坯尤其是角部频发裂纹缺陷,已成为该类钢连铸生产的共性技术难题。因此,探明包晶微合金钢连铸坯表层粗大原奥氏体晶粒形成机理,并实施高塑化控制具有重要意义。本项目通过深入研究包晶微合金钢连铸结晶器内包晶相变过程初生相细晶及多γ细晶聚合原奥氏体生长行为规律,特别是Ti处理包晶微合金钢凝固过程Ti及其析出物析出行为对初生相细晶以及原奥氏体晶粒生长细化作用规律,全面探明包晶微合金钢连铸坯表层粗大原奥氏体晶粒形成机理与Ti处理原奥氏体晶粒细化作用机制。在此基础上,探究多相变控冷与Ti、Nb等微合金碳氮化物析出行为协同作用下的连铸坯表层奥氏体晶粒相变细化与组织结构转变机制,并开展工业应用实验研究,为开发与应用包晶微合金钢连铸坯角部裂纹控制新技术奠定理论与应用基础。
英文摘要
The slab surface of peritectic micro-alloyed steel forms coarse prior austenite grains during solidification would result in the slab occur cracks especially for corners, which has become one of the common problems for continuously casting the steel. It is significant to study the coarse prior austenite grains formation mechanism and improve the surface hot ductility in the casting strand. In the present study, the growth behaviors of primary fine columnar grains and austenite grains aggregated from multi-γ fine columnar grains during peritectic phase transformation in continuous casting mold will be studied, and the action laws of Ti and its precipitation on the primary fine columnar grains microscopic solidification and the refinement mechanism of prior austenite grains will be systematically investigated especially. Accordingly, the formation mechanism of coarse prior austenite grains at slab surface and the mechanism of grain refinement by using Ti treatment will be comprehensively revealed. On the basis of this, the behaviors of grains restructuring refinement and microstructure transformation of austenite grains at slab surface will be further studied by coupling the effects of cooling condition of multi-phase transformation and the precipitation of the carbides and nitrides of micro-alloys (e.g. Ti and Nb) at high temperature. The industrial trials will also be carried out correspondingly. The theory and application foundation would be laid for the new technology development and application of peritectic micro-alloyed steel slab corner cracks control.
包晶微合金钢连铸坯表层凝固生成粗大奥氏体晶粒,致使铸坯表面(特别是角部)频发裂纹缺陷,已成为该类钢连铸生产的共性技术难题。本项目通过数值模拟仿真手段,研究了板坯结晶器内凝固坯壳动态热/力学行为演变规律,并基此自制快速定向凝固装置,研究了包晶钢凝固过程粗大柱状奥氏体生长行为,以及在不同Ti含量和Nb-Ti复合作用下,包晶钢凝固过程碳氮化物析出和奥氏体晶粒生长行为、以及Ti与Nb-Ti复合细化粗大柱状奥氏体晶粒的作用机制。在此基础上,采用Gleeble热模拟检测,定量探究了Ti处理含铌微合金钢循环相变晶粒细化关键控冷参数,开发形成了Ti处理与铸坯二冷高温区角部组织循环相变晶粒细化协同控制新工艺及其控冷新结构,并在宝钢梅钢、天津钢铁、唐钢中厚板以及攀钢等企业应用,为包晶微合金钢连铸坯表面无缺陷连铸生产奠定了坚实的理论与应用基础。项目执行过程相关创新理论与结果在MMTA、MMTB等冶金行业顶刊与学术会议上发表学术论文22篇,其中SCI检索9篇、EI检索2篇,2篇论文分别入选年度优秀论文和中国精品科技期刊顶尖学术论文—领跑者5000,并在国内外学术会议上做开幕式大会报告、特邀报告、主题报告、以及分会场报告9次。授权发明专利7项,获省部级科技奖励3项(其中2项一等奖),出版学术专著1部(国家出版基金资助,冶金工业出版社,校稿中),已培养硕士与博士生各1名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Effect of V-Ti Addition on Microstructure Evolution and Mechanical Properties of Hot-Rolled Transformation-Induced Plasticity Steel
V-Ti添加对热轧相变诱发塑性钢组织演变及力学性能的影响
DOI:10.1007/s40195-018-0796-3
发表时间:2019
期刊:Acta Metallurgica Sinica (English Letters)
影响因子:--
作者:Yu Hai Cun;Cai Zhao Zhen;Fu Gui Qin;Zhu Miao Yong
通讯作者:Zhu Miao Yong
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180332
发表时间:2019
期刊:钢铁研究学报
影响因子:--
作者:蔡兆镇;安家志;刘志远;牛振宇;朱苗勇
通讯作者:朱苗勇
Behavior of V-Ti Elements in Warm-Rolled Transformation-Induced Plasticity Steel with Medium Manganese Content
中锰温轧相变诱发塑性钢中V-Ti元素的行为
DOI:10.2355/isijinternational.isijint-2019-329
发表时间:2020-03
期刊:ISIJ International
影响因子:1.8
作者:Haicun Yu;Zhaozhen Cai;Kwangchol Ryom;Guiqin Fu;Miaoyong Zhu
通讯作者:Miaoyong Zhu
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170230
发表时间:2018
期刊:中国冶金
影响因子:--
作者:刘志远;王重君;蔡兆镇;李双江;安海瑞;陈长芳
通讯作者:陈长芳
DOI:10.1080/03019233.2019.1674590
发表时间:2019-10
期刊:Ironmaking & Steelmaking
影响因子:2.1
作者:Zhenyu Niu;Z. Cai;Miao‐yong Zhu
通讯作者:Zhenyu Niu;Z. Cai;Miao‐yong Zhu
包晶钢板坯高拉速连铸结晶器液面大幅异常波动形成机理与稳定化控制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:蔡兆镇
- 依托单位:
基于结晶器角部快速冷却控制微合金钢连铸坯角横裂纹的应用基础研究
- 批准号:51404061
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:蔡兆镇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
