控轧控冷-8全解

第二节 钢筋的控制轧制和控制冷却
一、钢筋轧后控制冷却的特点及其基本原理
二、钢筋轧后控制冷却的方法及类型
三、钢筋轧后控制冷却实例
引言
螺纹钢筋为建筑工程中混凝土构件所用钢材，在 国民经济建设中需用量很大。而且随着建筑行业的 迅猛发展，对热轧螺纹钢筋的性能要求越来越高。 对于工业发达国家，如德国、美国等国家的建筑用 钢已淘汰了低强度的Ⅱ级钢筋这一等级，并以具有 强度高，综合性能好的Ⅲ级或Ⅳ级钢筋来替代。而 我国建筑用钢筋的 80%为 20MnSi Ⅱ级钢筋，因此， 研 制 和 开 发 高 强 度 钢 筋 ， 大 力 推 广 应 用 400 ~ 500MPa级螺纹钢筋已是势在必行。
双相钢的生产方法
（2）热轧双相钢
采用合适的比学成分，控制轧制和控制冷却工艺， 可以直接热轧成双相钢钢板或带钢。 目前，普遍采用的工艺是控制带卷的卷取温度，即 分为中温卷取型和低温卷取型两类。
双相钢的生产方法
中低温卷取型热轧双相钢 其原理是适当加入 Cr 、 Mo 等元素合金化后，控轧 后奥氏体在连续冷却过程中先析出一定数量铁素体， 然后在介于 A→F 和 A→B 转变温度区间内．由于奥 氏体的稳定化，在A→F相变过程中碳在奥氏体中富 聚，而使残余下的奥氏体变得十分稳定。在此温度 下进行卷取，即使在相当小的板卷冷却速度下也不 会发生A→B相变，最后采用快冷，使A →M相变， 在室温下获得F+M组织。这种轧制方法需要选用合 适成分和合理的控制轧制和控制冷却工艺制度、卷 取温度在 500～600℃左右，因而称为中温卷取型。
双相钢的生产方法
低温卷取型热轧双相钢 为实现上述工艺，钢中加入 Si 是有利的，它促进 C由F向A中扩散，促使A→F相变，从而提高了奥 氏体的稳定性，因而卷取前允许用较小的冷速。 Si还可以提高Ar3温度，有利于铁素体的析出。 Mn 和 Cr 可以提高奥氏体的淬透性能，从而发展 了Mn-Cr和Si-Mn系的低温卷取型热轧双相钢。
双相钢的生产方法
低温卷取型热轧双相钢 控制轧制工艺的终轧温度应控制在Ar3附近（变形 条件下的Ar3），甚至可以降低到析出少量铁素体 的A+F两相区以促进A→F相变。但是，温度不能 太低，以防止出现变形的铁素体组织。若终轧温度 太高，铁素体晶粒粗大，而且也易出现 A→B相变。
卷取温度必须低于M点温度，一般在200℃以下， 否则也易出现 A→B相变，同时也易出现铁素体的 时效和马氏体的自回火。卷取温度太低，需要加大 卷取能力，也会使板带的屈强比偏高和板形恶化。
双相钢的生产方法
中低温卷取型热轧双相钢 这种直接热轧双相钢，除了省去了附加热处理 工序外，其焊接性和疲劳特性也较热处理双相 钢好。而其缺点则表Hale Waihona Puke Baidu在性能的一致性方面， 难以准确控制马氏体和铁素体的比例，性能的 波动取决于工艺参数的波动，难以沿带钢全长 及宽度方向上获得一致的性能。另外钢的合金 元素含量偏高，变形抗力较大，生产薄规格钢 板时比较难以控制钢温。
双相钢的组织和性能特点
显微组织： 马氏体（贝氏体）+铁素体基体。 马氏体呈岛状分布在铁素体晶之间。 力学特性： 抗拉强度高、屈服强度低、连续屈服、加工硬化 率高、延伸率高、成型性良好。
双相钢的生产方法
（1）热处理双相钢
（2）热轧双相钢
双相钢的生产方法
（1）热处理双相钢 采用热处理手段生产的双相钢称做热处理双相钢。 这类钢是以热轧或冷轧带材为原料，其初始组织 一般是铁素体和珠光体。 热处理双相钢的原料组织状态，对其加热制度、 冷却制度和其后的组织性能是有影响的。而原料 的组织状态又与它的轧制工艺有密切关系。
双相钢的生产方法
低温卷取型热轧双相钢 中温卷取型热轧双相钢为提高奥氏体的淬透性，必 须加入 Cr 和 Mo 合金元素以抑制 A→P 的相变，这 将导致成本提高。为克服这一缺点，日本几家冶金 工厂首先利用热连轧后具有较长的输送辊道和轧后 强制冷却设备的优势，开发了低温卷取型热轧双相 钢。 这一工艺特点是：在热轧阶段采用控制轧制工艺， 轧后在输出辊道上采用快速冷却，将热钢带迅速冷 却到Ms温度以下，并进行卷取。
第八章
控制轧制与控制冷却技术的应用
8.1 在双相钢钢板中的应用
8.2 钢筋的控制轧制和控制冷却 8.3 应用简例
第一节
在双相钢钢板中的应用
双相钢的组织和性能特点
1. 双相钢的组织形貌
特指的双相钢是由铁素体和约 20 ％左右的马氏体构 成的高成型性的低合金高强度双相钢，由板条马氏体 和5％以下的残余奥氏体所构成的高强度高韧性结构钢， 以及由马氏体和奥氏体或铁素体和奥氏体构成的双相 不锈钢。 双相钢中，低温相变产物所占的体积比，依用途而 异，可以在一定范围内变化。也就是说，双相钢的组 织形态和构成相的相对量有着广泛的调整范围．通过 不同工艺控制可以得到不同相的比例。并且以台金化 及通过工艺参数的控制来改变马氏体和铁素体的形态 和分布从而在很大范围内改变钢的力学性能。
引言
400 MPa 级的Ⅲ级钢筋的生产工艺目前主要有两 种，一种是在20MnSi 中加入微量合金元素钒（或 铌、钛），即进行成分控制，通过加入微合金元素 来控制晶粒大小，从而提高热轧螺纹钢筋性能。但 是，加入合金元素将提高生产成本，不利于市场竞 争。另一种就是采用控轧控冷的方法，钢筋的控轧 控冷是通过控制钢材在轧制过程中的温度变化和轧 后冷却过程的工艺参数，以得到细小均匀的相变组 织，从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品。 用水代替合金元素的作用，可节约合金元素，显著 降低生产成本；同时可简化工序，降低能耗，具有 显著的经济效益和社会效益。
双相钢的生产方法
（1）热处理双相钢
钢带经加热后进入奥氏体和铁素体两相区，然后控制 其冷却速度使奥氏体转变成马氏体或其它低温相变产 物。这种热处理所产生的组织叫做临界间双相 (Intercritical dual phase)简称“IDP”。 另一种热处理工艺是将热轧或冷轧钢带加热到奥氏体 化程度，转变成单一奥氏体组织，然后控制冷却速度， 在冷却过程中先使奥氏体一部分发生铁素体转变，并 控制残留奥氏体数量，再进行快冷，使残余奥氏体转 变成马氏体，形成双相钢，这种钢称为奥氏体双相钢 (Austenite dual phase)简称“ADP”。