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免退火大盘卷35KM钢的研制

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文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 冷镦钢的生产发展概况

1.1.1 国内冷镦钢的开发生产情况

1.1.2 非调质钢

1.1.3 硼钢

1.1.4 超细晶粒钢

1.1.5 国外冷镦钢的生产情况

1.2 影响冷镦钢冷镦性能的主要因素

1.2.1 钢水化学成分对冷镦性能的影响

1.2.2 内部质量(非金属夹杂物和偏析)的影响

1.2.3 表面质量的影响

1.2.4 轧制条件的影响

1.3 中碳冷镦钢的发展现状和研究趋势

1.3.1 加速渗碳体片层状向球状转变的技术

1.3.2 在线软化技术

1.4 TMCP工艺的现状和研究趋势

1.4.1 控制轧制

1.4.2 控制冷却

1.4.3 TMCP工艺的应用

1.4.4 TMCP工艺的前景展望

1.5 立项背景和研究内容

1.5.1 立项背景

1.5.2 项目研究内容

第2章 35KM生产工艺优化模拟

2.1 35KM成分确定

2.2 35KM控轧控冷工艺优化模拟

2.2.1 实验过程

2.2.2 控轧控冷工艺模拟结果

2.3 本章小结

第3章 大盘卷35KM的生产

3.1 湘钢大盘卷生产设备及工艺流程

3.2 Φ6.5mmXSWRCH35KM的研制

3.2.1 Φ6.5mmXSWRCH35KM盘条试生产

3.2.2 Φ6.5mm XSWRCH 35KM批量生产

3.3 Φ8.0mm XSWRCH35KM生产

3.4 Φ12mmXSWRCH35KM轧制

3.4.1 高温轧制和低温轧制工艺

3.4.2 盘条组织性能

3.4.3 Φ12mm35KM冷镦性能不良原因分析

3.5 35KM组织与冷镦性能关系

3.5.1 35KM试样冷镦结果

3.5.2 冷镦试样微观组织

3.6 本章小结

第4章 35KM淬火工艺

4.1 试验方案

4.2 试验结果与分析

4.2.1 淬火温度对35KM组织、硬度的影响

4.2.2 回火温度的35K组织性能的影响

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录 A

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摘要

SWRCH35KM是国内外紧固件产品中广泛使用的一种中碳冷镦钢,在冷镦之前一般要进行“二拉一退”,即酸洗、拉拔、球化退火(或软化退火)和拉拔等几道工艺处理。免退火SWRCH35KM冷镦钢线材,在不经退火的情况下拉伸后,其冷镦加工性能优良。由于线材免去了一道退火工序,既节约了每炉最少需要8个小时的工耗时间,同时又节约了电力紧张情况下的能耗,大大提高了标准件的生产效率。本文根据国内标准件企业生产需要,对华凌湘潭钢铁公司免退火XSWRCH35KM冷镦钢大盘卷的生产工艺进行了研究和开发。其主要研究结果如下:
   (1)通过对国内外同类免退火SWRCH3535K中碳冷镦钢的成分、组织和使用性能分析,确定XSWRCH35KM适宜的成分范围为:0.32~0.35%C,0.13~0.15%Si,0.50~0.52%Mn,P≤0.020%,S≤0.010%,0.002~0.003%B,0.02~0.04%Als(酸溶铝)。材料的Ac1、Ac3、Ar1、Ar3分别为740℃、788.5℃、675.8℃、749℃。
   (2)在GLEEBLE1500热模拟实验机进行的控轧控冷工艺模拟结果表明,压缩变形温度(760℃)、吐丝温度(660℃)时,XSWRCH3535KM试样中铁素体晶粒细小,珠光体细小均匀;随着吐丝温度的升高,铁素体晶粒尺寸增加;轧制温度较低时,对获得粒状和短片状珠光体有利;轧制温度升高,粒状珠光体数量减少,片状珠光体数量增加。轧制温度800℃,吐丝温度740℃模拟试样的微观组织与免退火冷镦钢组织相符。
   (3)根据控轧控冷模拟工艺在大盘卷生产线试制的Φ6.5mm XSWRCH35KM盘条冷镦性能良好,冷镦合格率100%,可以满足客户免退火需求,盘条组织为铁素体+珠光体,铁素体含量为62.5%,晶粒度9.5~10.5级,球化率约为2.5级。微观组织分析表明,B可以在高温下优先析出粗大的BN颗粒,从而抑制细小AlN的析出,有利于获得较大的铁素体晶粒。
   (4)大盘卷生产的Φ12mm XSWRCH35KM盘条冷镦合格率为93.3%,晶粒度10~9级,晶粒大小分布不均匀,球化率约为2级。现场分析发现,随着盘条直径增加,在盘条进精轧前及吐丝后的快速冷却过程中,盘条芯部和表层温度梯度增加,导致盘条组织不均,冷镦性能的降低。
   (5)在热模拟实验机上进行了XSWRCH35KM盘条的淬火和回火工艺研究。在淬火时的快速冷却下,由于表面冷却速度极快,淬火温度对试样边缘组织影响不大,基本都为马氏体组织。但由于淬透性较差,试样边缘与心部组织差异较大,且随着淬火温度的提高,心部马氏体含量也有所增加,因此适当提高淬火温度,可以提高35KM的淬透性。

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