方坯直轧工艺对钢筋组织和性能差异性的影响

刘鑫¹，冯光宏¹，张宏亮¹，齐渊洪²

1. 钢铁研究总院冶金工艺研究所2. 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室

摘 要：方坯直轧工艺是棒线材轧制生产未来发展趋势,该工艺是指通过提高连铸机钢坯温度并将高温钢坯直接送入轧机进行轧制的新工艺。为了掌握方坯直轧工艺对HRB400钢筋组织和性能差异性的影响,运用有限元方法对方坯轧制过程进行模拟。研究了方坯直轧工艺对定尺长度为9 m的钢筋内各相体积分数及晶粒尺寸分布的影响,同时结合力学本构方程预测了钢筋的力学性能。结果表明,方坯直轧工艺生产的钢筋微观组织主要由铁素体、珠光体和微量贝氏体构成,其平均体积分数分别为61.4%、38.4%和0.2%,相比于传统热轧工艺,方坯直轧工艺可实现提高珠光体体积分数、降低铁素体体积分数的作用;方坯直轧工艺可使钢筋在轴向上的晶粒尺寸分布存在一定差异,钢筋头部、中部和尾部区域的晶粒尺寸平均值分别为7.4、7.9和8.5μm;另外,钢筋屈服强度的上限值和下限值分别为454和449 MPa,说明9 m的钢筋头尾屈服强度相差5 MPa,其力学差异性不可忽略。

关键词：数值模拟;相体积分数;晶粒尺寸;方坯直轧;力学性能;