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1 绪论1

1.1 力学性能数学模型和预报的现状1

1.1.1 目前的钢材力学性能模型及预报1

1.1.2 组织性能预报4

1.2 性能预报的意义9

1.3 棒线材性能预报的难点11

1.4 在宣钢开发棒线材性能模型的良好条件13

1.5 本课题开发的棒线材性能模型的特点15

2 钢材力学性能影响因素的定性分析18

2.1 强化机制18

2.1.1 细晶强化19

2.1.2 固溶强化19

2.1.3 第二相粒子强化（沉淀强化、弥散强化）20

2.1.4 位错强化21

2.2 韧化机制22

2.2.1 溶质原子的影响23

2.2.2 晶粒大小对塑性的影响23

2.2.3 第二相对塑性的影响24

2.2.4 位错强化与钢的塑性25

2.3 合金元素的作用25

3 强度计算的本构方程30

3.1 强化理论的基本公式31

3.2 回归分析经验方程33

3.3 复合应用型本构方程34

4 热变形过程中显微组织的演变36

4.1 进展概况36

4.2 奥氏体化与初始晶粒长大42

4.2.1 奥氏体化温度对初始晶粒尺寸的影响42

4.2.2 连铸方坯的低倍组织与奥氏体晶粒尺寸48

4.2.3 连铸方坯内的温度分布测定51

4.2.4 连铸方坯的实际奥氏体晶粒尺寸55

4.3 热变形与再结晶试验研究（Ⅰ）：si-Mn钢59

4.3.1 试验方法和程序60

4.3.2 奥氏体静态再结晶规律62

4.3.3 形变再结晶对奥氏体晶粒尺寸的影响66

4.3.4 热变形奥氏体对空冷组织的影响67

4.4 热变形与再结晶试验研究（Ⅱ）：si-Mn-Nb钢71

4.4.1 热变形试验程序71

4.4.2 奥氏体化温度和初始晶粒尺寸对静态再结晶的影响72

4.4.3 Si-Mn-Nb钢奥氏体静态再结晶规律77

4.4.4 静态和动态NbCN析出对奥氏体再结晶的影响79

4.5 奥氏体形变再结晶与相变的物理冶金模型86

4.5.1 奥氏体形变再结晶模型86

4.5.2 奥氏体相变模型（γ-α）90

4.6 应变速率的影响与温度补偿计算91

4.6.1 实际热轧与模拟试验的主要差别91

4.6.2 对应变速率差别的温度补偿计算93

4.7 宣钢热轧钢筋和线材的显微组织变化97

4.7.1 热轧机组热变形参数与奥氏体再结晶评估97

4.7.2 热轧钢筋和线材的显微组织变化101

4.7.3 奥氏体组织演变模型的建立111

5 计算机模型的开发与应用113

5.1 国内外发展现状113

5.2 现有的组织与性能预报数学模型114

5.2.1 物理冶金模型115

5.2.2 统计模型115

5.2.3 半经验模型116

5.2.4 人工智能模型116

5.3 组织与性能模型的应用117

6 棒线材复合应用型力学性能模型的建立120

6.1 棒线材数据分析120

6.2 热轧带肋钢筋强度经验模型129

6.3 复合应用型强度模型131

6.3.1 HRB335强度本构方程134

6.3.2 含铌热轧钢筋HR13400的强度模型140

6.4 热轧线材XY08Z的强度模型145

6.5 热轧螺纹钢筋强度性能预报系统软件开发147

7 性能优化与成分-工艺控制152

7.1 HRB335、HRB400直条螺纹钢调整内控成分，降低锰含量152

7.2 改进连铸工艺，细化初始晶粒尺寸153

7.3 轧后控制冷却，节省微合金元素154

7.4 HRB335和HRB400批号性能与炉号成分对应154

7.5 XY08Z成分优化156

7.6 HRB400细晶粒盘螺工艺与性能优化157

7.6.1 连铸坯情况159

7.6.2 轧制情况160

7.6.3 试验情况161

7.6.4 金相组织情况166

7.7 对热轧带肋钢筋出现屈服点不明显问题的研究167

7.7.1 带肋钢筋屈服点不明显问题的出现167

7.7.2 有关试验情况及分析168

7.7.3 无屈服现象原因分析169

7.7.4 无屈服现象四种情况的具体原因分析及措施171

8 结论173

参考文献177