盡量減少半精加工易切削鋼長(zhǎng)材的表面及亞表面延性破壞是鋼材制造商一直以來(lái)為提高鋼材收得率、滿足下游企業(yè)機(jī)加工要求而追求的目標(biāo)。
對(duì)易切削鋼要具有較高的機(jī)加工性能、較好的表面質(zhì)量和穩(wěn)定性以及能進(jìn)一步滿足歐盟法規(guī)對(duì)提倡使用鉛替代物(Bi、Te和使用大量的S)的要求,使得鋼鐵生產(chǎn)商越來(lái)越重視對(duì)鋼材軋制表面質(zhì)量的研究和控制。對(duì)于易切削鋼來(lái)說(shuō),最關(guān)鍵的問(wèn)題是低延性以及為了達(dá)到無(wú)缺陷軋制而顯得“狹窄”的溫度范圍。易切削鋼的延性破壞歸根結(jié)底是由于在鋼澆注、再加熱及軋制過(guò)程中所存在的各種相互作用的內(nèi)在綜合。在從鑄態(tài)向鍛造組織轉(zhuǎn)變的過(guò)程中(也就是在開(kāi)坯/初軋機(jī)上進(jìn)行的熱機(jī)械加工和顯微組織狀態(tài)下)這種相互作用就顯得特別突出,以致于使得一些機(jī)加工用鋼再加熱后鑄態(tài)組織的延性低于10%。
歐洲的研究人員對(duì)發(fā)生在易切削鋼表面及亞表面的高溫延性破壞及其機(jī)理進(jìn)行了研究,同時(shí)也對(duì)在軋制過(guò)程中出現(xiàn)的橫穿連鑄坯的氧化皮的長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)定。并在此基礎(chǔ)上研究出了一套集材料力學(xué)性能測(cè)試、熱機(jī)加工參數(shù)及特性值(諸如主應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)力模型圖、應(yīng)變速率、溫度以及像MnS夾雜那樣的不均勻相的定量分析等)模擬于一體的研究方法。
為了盡量減少易切削鋼軋制過(guò)程中的開(kāi)裂,建議如下:
檢測(cè)FCS(半精加工易切削鋼)的化學(xué)成分,Mn/S比和關(guān)鍵的MnS指數(shù);
估計(jì)(模擬)激冷區(qū)的厚度和不均勻性;
估計(jì)軋制前的條件(爐子和高壓水除鱗)與溫度、表面/亞表面狀態(tài)(氧化皮等)的相互關(guān)系,若存在缺陷應(yīng)對(duì)其進(jìn)行跟蹤;
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測(cè)定/預(yù)估表面或亞表面溫度的變化,檢查軋輥的冷卻,估計(jì)因輥隙傳導(dǎo)冷卻而受影響的材料的厚度;
預(yù)計(jì)應(yīng)變、應(yīng)變速率及應(yīng)力的變化;
檢查/預(yù)計(jì)孔型的充滿和接觸情況(避免孔型未充滿);
若第5)項(xiàng)中各值均超過(guò)極限值,需重新設(shè)計(jì)軋制程序表;
若需重新設(shè)計(jì)軋制程序表,應(yīng)盡量減小開(kāi)口寬展;
在重新設(shè)計(jì)軋制程序表之前,應(yīng)優(yōu)化澆注/再加熱條件。