薄带连铸与常规生产的444铁素体不锈钢的组织与性能

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本文对薄带连铸与常规流程生产的444铁素体不锈钢的组织、力学性能、织构演变、成形性、腐蚀性及焊接性进行了探索性研究,重点分析了两种生产流程织构的演变及其对成品板成形性能的影响。本文研究了铸带在不同热轧温度下对冷轧退火板力学性能的影响,发现铸带的热轧温度对不同退火温度冷轧退火板的组织和力学性能影响很小,选取的热轧温度为1000℃。随着冷轧退火温度的升高,成品板的晶粒不断变大,常规流程的最佳冷轧退火温度为1000℃,综合考虑力学性能、成形性能及腐蚀性能,选取薄带连铸流程的冷轧退火温度为1050℃。常规流程的冷轧退火板在1000℃冷轧退火温度下的抗拉强度比薄带连铸流程在1050℃退火时的高了 9MPa,屈服强度比其低了 19MPa,延伸率比薄带连铸流程成品板低了 1%,两者的硬度相近约为178HV。本文对两种生产方式的织构演变进行了研究,研究表明铸带初始有微弱织构,经热轧及热轧退火后形成了强点在{001}<110>的α织构,冷轧后形成了强点在{112}<110>的α织构和稍弱的γ织构,并在随后的冷轧退火过程当中形成了γ织构。随着冷轧退火温度的升高,γ织构强度不断增加,<111>//ND取向强度也不断增加。常规流程的织构强度总体大于薄带连铸流程,两种流程织构的演变方式几乎相同。在相同退火温度下,常规流程的冷轧退火板的γ织构强度大于薄带连铸流程的,这也导致在相同退火温度下常规流程生产的成品板的r值大于薄带连铸流程成品板的。在1050℃冷轧退火温度下,薄带连铸成品板的r值为1.36,常规成品板在1000℃退火时r值为1.41。铸带原始氮元素比常规的多,导致薄带生产的成品板有<111>//ND和<001>//ND晶粒簇沿轧向呈带状分布,从而导致薄带连铸生产的成品板的表面的皱折现象要比常规的更严重。本文研究了两种生产流程成品板的耐蚀性,常规流程实验钢的铬元素比铸带多了1%,导致常规成品板的点蚀当量稍大,从而影响着耐蚀性。随着退火温度的升高,点蚀电位也在升高。在1050℃退火温度下,薄带连铸成品板的点蚀电位为0.477V。常规成品板在1000℃退火时的点蚀电位为0.5V,比铸带成品板1050℃退火时高了 4.6%。对两种流程的成品板进行FeCl3浸泡腐蚀实验,常规成品板的失重速率为6.491g/(m2·h),而铸带成品板的失重速率为7.077 g/(m2·h),比常规流程大了 4.4%。本文对两种流程的成品板进行了焊接性研究,研究表明两种流程的焊缝组织均为具有柱状晶的凝固组织,热影响区的晶粒比母材要大。对距焊缝中心不同距离进行硬度测量,硬度总体来说呈波浪式变化,焊缝中心处硬度偏高,沿熔合线处硬度值波动较大,总体来说铸带生产的冷轧退火板的硬度略大于常规流程生产的冷轧退火板。两种生产方式的焊接热影响区均产生了不同程度的贫铬,导致腐蚀失重速率增大,成分的因素使常规流程的浸泡腐蚀失重速率为6.886 g/(m2·h)仍略低于薄带连铸流程的7.301 g/(m2·h)。
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