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本课题的研究对象是生产热水器内胆所用的釉化用钢,由于内胆在工作时要承受一定的温度和压力,对生产内胆的低碳钢的屈服强度有一定要求。釉化用钢在釉化烧结过程中,性能会相应地发生变化。热轧工艺对釉化用钢轧制态和釉化烧结后的性能有重要影响。本文采用实验和有限元模拟相结合的方法,对相同成分、不同热轧工艺的釉化用钢进行研究;基于实验和有限元模拟的结果分析了釉化用钢热轧工艺参数、显微组织和力学性能之间的关系。主要的研究结果如下:通过对不同热轧工艺的釉化用钢的显微组织和力学性能的对比分析可以发现,采用应变诱导铁素体相变(DSIT)的轧制工艺,控制后三道次在Ar3温度附近轧制的钢板在热处理后仍可以获得相对较细小的晶粒和高强度。这是由于应变诱导铁素体相变的临界形核尺寸比一般奥氏体-铁素体相变的尺寸小。在轧制过程中,钢板多次经历应变诱导铁素体相变和铁素体逆变为奥氏体的过程,获得更加细小的铁素体晶粒的同时,也可以使应变能得到释放,避免残余应变能造成热处理后晶粒的长大,获得较高的强度。研究还发现,适当提高轧后冷却过程的降温幅度、降低终冷温度、提高冷却速度可以避免在轧后降温过程中的晶粒长大。4#钢板采用DSIT热轧工艺,控制控制后三道次的开轧温度均为840±10℃:轧后冷却过程的降温幅度为340℃-360℃;终冷温度为440℃-460℃;冷却速度为21℃/s-23℃/s,热处理前后晶粒尺寸均为约6μm左右,热处理后屈服强度从370MPa提高到380MPa-390MPa,性能与连铸连轧工艺生产的钢板性能相近。通过实验和有限元模拟结果发现,当轧件与轧辊之间的热传导系数为5~10kw/m2·k,轧件与环境之间的热交换系数为0.02~0.05kw/m2·k时,轧制的板形、最大轧制力和开轧温度的模拟结果和实验结果吻合良好。轧制力随轧制温度的降低而增大;随道次压下率的增大而增大;随轧制速度的变化相对不明显。DSIT热轧工艺的后三道次的轧制力是前三道次的2-3倍。因此,在采用控制轧制工艺时,制定轧制温度和道次压下率应考虑避免轧制力超过轧机最大所能承受的力,保护工作辊表面不受损伤。DSIT热轧工艺的钢板在第四道次开轧前,轧件心部温度比表面温度高25℃以上;第四道次轧制后,轧件心部温度和轧件表面温度逐渐趋于一致。后三道次轧制时,钢板均出现600℃左右的温度回升,导致后三道次轧制时的温度高于实际设定温度。因此,将后三道次的开轧温度设为略低于Ar3温度的钢板可比开轧温度略高于Ar3温度的钢板获得更细小均匀的晶粒和更高的强度。模拟结果还发现,单道次压下率超过60%时,轧制过程相对不稳定,有造成轧件开裂、破损的可能性,同时有可能损伤工作辊表面。轧制速度低于750mm/s时,轧制时应力波动幅度相对较大,轧件表面的温降幅度相对较大,轧制过程相对不稳定。