[发明专利]一种提高微合金钢连铸板坯表面质量的试验方法

说明书

本发明涉及一种提高微合金钢连铸坯表面质量的试验方法，本发明通过掌握连铸坯在拉矫过程中的温度波动，通过热模拟试验机设计非常规的高温拉伸试验，模拟铸坯在拉矫过程中的同时温度波动和拉伸两种状态下的数据来调整连铸工艺，所得数据更加符合实际规律，对铸坯裂纹控制更加具有参考价值。即根据铸坯拉速和辊子直径确定温度波动周期t，温度波动大小T根据连铸工装确定，在不同拉伸温度下t时间内实现±T上下波动循环，从而得到更贴近实际生产工艺下的数据来调整矫直温度等。最终，通过分析对比不同参数下的高温热塑性，以及根据断面收缩率高于60％为塑性区和低于40％为脆性区的原则来制定连铸矫直温度。

技术领域

本发明属于冷镦钢用盘条制备技术领域，具体涉及一种具有低强度高塑性免退火冷镦钢用盘条及制造方法。

背景技术

连铸坯的第三脆性温度区间是影响其表面质量的重要因素，较低的塑性使得铸坯在弯曲和矫直阶段发生裂纹的倾向增大。为避免裂纹的发生，通常根据钢的高温热塑性曲线来制定铸坯的连铸工艺，特别是避开脆性区来制定矫直温度。但在微合金钢的生产中，仍不能避免表面裂纹的发生，这是因为微合金钢的第三脆性温度区间一般由其组织转变，二次析出和晶粒度来综合决定的。

在实际连铸过程中，铸坯表面因与二冷辊列夹持辊发生间断式接触传热，其表面温度存在一定的波动。在此温度波动区间内常伴随着微合金元素的碳氮化合物析出及奥氏体向先共析铁素体的转变。这些行为在很大程度上都影响铸坯的高温热塑性。常规的高温热塑性测量方案未考虑温度波动的影响，因此，对于微合金钢连铸拉矫过程，考虑温度波动制度是精确获得热塑性的关键因素，对提高铸坯表面质量具有重要意义。

公开号为CN 109202029A的专利中介绍了防止微合金钢连铸坯矫直和热送裂纹的生产方法，其主要是通过矫直前快速冷却和回温控制等手段避开第三脆性温度区间，减少裂纹的形成。本专利主要是通过更为接近实际连铸工艺的温度波动和常规恒温两种温度制度来分别确定铸坯中心和角部的高温热塑性，从而制定更加精确的连铸矫直温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种提高微合金钢连铸板坯表面质量的试验方法，在拉矫过程中微合金钢铸坯表面温度波动对其第三脆性温度区间的影响，从而为微合金钢连铸工艺的制定提供理论依据，降低铸坯在矫直阶段的裂纹发生率，提高铸坯表面质量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种提高微合金钢连铸坯表面质量的试验方法，该方法直接在Gleeble-3800真空腔内完成不同试验条件的高温拉伸，具体包括以下步骤：

(1)一般在连铸坯具有代表性位置处，圆坯在1/2半径位置，板坯在1/4厚度位置，沿拉坯方向取样，加工成φ10mm×120mm，两端各M10mm×10mm螺纹的试样；

(2)按照常规高温拉伸试验方案(恒温拉伸)，测得微合金钢从700～1000℃温度范围内的高温热塑性；

(3)在恒温拉伸的基础上设计有温度波动的变温拉伸，波动幅度为±T1℃、±T2℃和±T3℃等，并假设波动的周期为t秒(取决于铸坯的拉速和连铸工装)，分别测得对应的高温热塑性。其中，温度波动幅度主要取决于相邻辊子之间距离L，L≤0.3m时，T1＝25℃；0.3＜L≤0.5m时，T2＝50℃；L≥0.5m时，T3＝100℃。而波动周期t＝波动周期t＝2πD/v，v是铸坯拉速，D是辊子直径；

(4)绘制不同温度制度下高温拉伸的断面收缩率与温度的关系，并分析比较不同温度制度下其高温热塑性的变化情况；

(5)根据连铸坯角部和表面中心的温度波动变化情况，选择恒温制度测得的高温热塑性或者温度波动制度下高温热塑性结果来获得更为接近实际连铸工艺参数下的高温热塑性，从而制定相应的矫直温度来避免表面中心横裂纹和角部裂纹，提高连铸坯表面质量。

本方法中以温度波动周期分段来完成拉伸过程，分段次数要保证试样在塑性最好的情况下被拉断，每个周期拉伸的距离根据拉速和温度波动周期来计算。