EH420海工钢80 mm特厚板堆垛缓冷数值模拟

鲍雪君; 姜东滨; 刘朝霞; 刘俊; 孙宪进; 尹青; 吴小林; 任英; 张立峰

doi:10.20057/j.1003-8620.2025-00078

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

EH420海工钢80 mm特厚板堆垛缓冷数值模拟

形变与相变 | 更新时间：2025-09-11

- EH420海工钢80 mm特厚板堆垛缓冷数值模拟
- Numerical Simulation of 80 mm Extra-thick Plate Stacking Slow Cooling for EH420 Marine Steel
- 特殊钢 2025年46卷第5期页码：72-79
- 作者机构：
  
  1.中信泰富集团用户技术研究院，江阴 214429
  2.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083
  3.江阴兴澄特种钢铁有限公司，江阴 214429
  4.北方工业大学机械与材料工程学院，北京 100144
- 作者简介：
  
  鲍雪君（1982— ），男，硕士，高级工程师； E-mail : baoxuejun@citicsteel.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2023YFB3709900);国家自然科学基金项目(52374318)
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00078
  中图分类号： TG142.1
- 收稿：2025-03-26，
  
  修回：2025-05-21，
  
  录用：2025-05-26，
  
  纸质出版：2025-09-30
- 稿件说明：
移动端阅览
鲍雪君,姜东滨,刘朝霞等.EH420海工钢80 mm特厚板堆垛缓冷数值模拟[J].特殊钢,2025,46(05):72-79.

Bao Xuejun,Jiang Dongbin,Liu Zhaoxia,et al.Numerical Simulation of 80 mm Extra-thick Plate Stacking Slow Cooling for EH420 Marine Steel[J].Special Steel,2025,46(05):72-79.
鲍雪君,姜东滨,刘朝霞等.EH420海工钢80 mm特厚板堆垛缓冷数值模拟[J].特殊钢,2025,46(05):72-79. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00078.

Bao Xuejun,Jiang Dongbin,Liu Zhaoxia,et al.Numerical Simulation of 80 mm Extra-thick Plate Stacking Slow Cooling for EH420 Marine Steel[J].Special Steel,2025,46(05):72-79. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00078.

摘要

海工钢特厚板在海洋工程中广泛使用，其通过微合金化和热处理工艺生产。特厚板需在380 ~ 420

C缓冷，控制奥氏体向针状铁素体和贝氏体转变，以获得优异的力学性能。根据EH420海工钢80 mm特厚板堆垛工艺建立数学模型，通过实际测温验证了模型准确性，研究了堆垛参数对海工钢特厚板在组织转变区停留时间的影响。特厚板堆垛之后，表层温度快速降低，而中部和底部降温速率明显减缓。堆垛速率对特厚板冷却影响较小，而堆垛初始温度影响较大。特厚板堆垛初始温度从400 ℃增加至500 ℃，堆垛中心在组织转变区停留时间从35.6 h降低至15.1 h。随着特厚板堆垛高度增加，冷却时间延长。堆垛高度从2.0 m增加至3.0 m时，堆垛中部在组织转变区停留时间从17.1 h增至20.8 h，主要是堆垛表面积减小和冷却速率降低造成。

Abstract

Extra-thick plates of marine steel are widely used in marine engineering and are produced by microalloying and heat treatment process. The extra-thick plate needs to be slowly cooled at 380

C - 420

C to control the transformation form the austenite to acicular ferrite and bainite， which can obtain excellent mechanical properties. A mathematical model is established for the stacking process of 80 mm

extra- thick plates of EH420 marine steel， and the accuracy of the model was verified by actual temperature measurement. The influence of stacking parameters on the residence time of extra-thick plates of marine steel in the transformation zone is studied.It is found that the temperature of the surface layer of plate stacking gradually decreases， while the decrease rate of temperature in the middle and bottom of the stacking are significantly lower. The stacking rate has little effect on the cooling rate， while the initial temperature of the plate has a great impact on the cooling rate. With the initial temperature of the extra-thick plates stacking increasing from 400

C to 500

C， the residence time of the stacking center in the phase transformation zone decreases from 35.6 h to 15.1 h. As the height of extra-thick plates stacking increases， the time required for cooling time rises. When the stacking height increases from 2.0 m to 3.0 m， the residence time in the structure transformation zone in the middle of the stacking increases from 17.1 h to 20.8 h， which is caused by the decrease of the stacking surface and the cooling rate.

关键词

Keywords

references

孙宪进 . 高性能海洋工程用钢的研究与开发［D］. 北京：北京科技大学， 2018 .

张建国，黄　军，怀建峰，等 . AISI4140合金结构钢厚板的研发［J］. 宽厚板， 2022 ， 28 （ 2 ）： 43 - 45 .

李　欣，黄　波 . 中板生产中除氢工艺的合理应用［J］. 轧钢， 2005 ， 22 （ 5 ）： 36 - 37 .

殷　懿，张海军，付振坡，等 . P355GH超厚钢板超声波探伤不合格原因分析［J］. 宽厚板， 2019 ， 25 （ 2 ）： 25 - 27 .

袁少威，许少普，张　强，等 . 缓冷工艺对钢板探伤检验合格率的影响［J］. 钢铁研究， 2015 ， 43 （ 3 ）： 60 - 62 .

王卫华，李战军，初仁生，等 . 厚规格高合金钢坯堆垛缓冷工艺开发［J］. 炼钢， 2019 ， 35 （ 5 ）： 57 - 62 .

郝　鑫，臧　淼，尹绍江，等 . 提高探伤板材堆垛缓冷厚度的研究［J］. 宽厚板， 2017 ， 23 （ 6 ）： 30 - 32 .

姜东滨，智建国，宋　海，等 . 连铸坯脱氢退火数值模拟［J］. 工程科学学报， 2020 ， 42 （ 7 ）： 862 - 868 .

郝宾宾 . 大板坯堆垛缓冷对中板层状断口的影响［C］. 2018年全国轧钢生产技术会议论文集 . 2018 ： 218 - 222 .

沈世雕，黄福祥，陈书浩，等 . 堆垛缓冷对连铸坯中心偏析的影响［J］. 钢铁， 2010 ， 45 （ 10 ）： 47 - 51 .

刘海波 . 堆垛缓冷对Q550D-Z钢板组织性能的影响［J］. 中国冶金， 2014 ， 24 （ 3 ）： 31 - 33 .

于银俊 . 缓冷工艺对510L组织性能的影响［J］. 河南冶金， 2021 ， 29 （ 4 ）： 3 - 4+27 .

陈　伟，李龙飞，杨王玥，等 . Al对过共析钢缓冷相变和过冷奥氏体动态相变组织的影响［J］. 金属学报， 2008 ， 44 （ 9 ）： 1069 - 1075 .

刘朝霞，刘　俊，徐光琴，等 . EH47止裂钢奥氏体连续冷却转变行为［J］. 特殊钢， 2020 ， 41 （ 4 ）： 68 - 70 .

Sun H B ， Zhang J Q . Study on the macrosegregation behavior for the bloom continuous casting： Model development and validation ［J］. Metallurgical and Materials Transactions B ， 2014 ， 45 （ 3 ）： 1133 - 1149 .

Li X D ， Li C N ， Yuan G ， et al . Effects of cooling paths on through-thickness microstructure and mechanical properties of heavy gauge X80 pipeline steel ［J］. Acta Metallurgica Sinica （English Letters）， 2017 ， 30 （ 5 ）： 483 - 492 .

Jiang D B ， Zhu M Y ， Zhang L F . Roll-gap deviation on centerline segregation evolution in continuous casting slab ［J］. Steel Research International ， 2023 ， 94 （ 5 ）： 2200708 .

Huang Z Y ， Shi Q ， Chen F Q ， et al . FEM simulation of the hydrogen diffusion in X80 pipeline steel during stacking for slow cooling ［J］. Acta Metallurgica Sinica （English Letters）， 2014 ， 27 （ 3 ）： 416 - 421 .

吴铿 . 冶金传输原理［M］. 2版 . 北京：冶金工业出版社， 2016 .

浏览量

下载量

CSCD

CNKI被引量

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

4J36因瓦合金钢锭凝固组织的数值模拟研究

基于ABAQUS的X70管线钢连铸板坯空冷的热力耦合分析

ϕ

690 mm大尺寸GH4738合金真空自耗重熔数值模拟与工业试验

1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢球座模锻成型工艺模拟与试验验证