控制轧制与控制冷却概述
控制轧制
控制轧制与控制冷却的概念
控制轧制（Controlled rolling） 在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和温度
制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变相结合，以获得 细小晶粒组织，从而得到较高的综合性能的轧制工艺。
控制冷却（Controlled cooling） 控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目
淬火
1、定义： 淬火是将钢加热到AC1或 AC3以上温度并保温，
出炉快速冷却，使奥氏体转变成为马氏体的热处理 工艺。
回火
1、定义：回火是把淬火后的钢件，重新加热到A1以 下某一温度，经保温后空冷至室温的热处理工艺。
2、目的：淬火钢件经回火可以减少或消除淬火应力， 稳定组织，提高钢的塑性和韧性，从而使钢的强度、 硬度和塑性、韧性得到适当配合，以满足不同工件 的性能要求。
载荷P压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压 痕直径d，求出压痕面积F计算出平均应力值，以此为布氏硬度 值的计量指标，并用符号HB表示。
标注：D/P/T如120HB/10/3000/10，即表示此硬度值120 在D=10mm，P=3000kgf，T=10秒的条件下得到的。
简单标注：200～230HB
工艺性能：是指制造工艺过程中材料适应 加工的性能。如：铸造性、锻造性、焊接 性、切削加工性、热处理工艺性。
金属材料的性能
一、金属材料的机械性能
机械性能— 是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。
指标：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。
残余压入深度
来表示
为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一 致采用一常数（k）减去（h3-h1）的差值表示硬 度值。为了简便起见又规定每0.002mm压入深度 作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格。）
钢材控制轧制和控制冷却
钢材控制轧制与控制冷却姓名:蔡翔班级:材控12学号:钢材控制轧制与控制冷却摘要:控轧控冷就是对热轧钢材进行组织性能控制得技术手段,目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材与钢管等钢材生产得各个领域。
控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式,使钢材得强度韧度得以提高。
Aｂstract: cｏntrolled rolling is cｏntrｏlleｄcooｌｉｎg of hot ｒoｌlｅd sｔeel orgaｎｉzaｔｉon ｐerｆoｒmanｃe ｃontrol tecｈnology, has been ｗideｌy useｄｉｎthe hot ｒｏlled ｓtrip steeｌ,plaｔe,ｓｔeｅl,wｉre rod aｎd stｅeｌｐｉpｅaｎd oｔhｅr ｓｔeel products pｒoｄuction fiｅｌdｓ。
Ｃontroｌｌｅｄrollinｇtechｎology of contｒｏllｅd coolｉng cａn pas ｓover ａssaｕltｉng a police officer, phasｅtransｆｏｒmａtiｏｎsｔｒengthening and so oｎ,to iｍproｖe the ｓtｒengｔｈoｆtｈe steelｔoｕg ｈnｅss、关键词:宽厚板厂,控制轧制,控制冷却1。
引言:控轧控冷技术得发展历史:20世纪之前,人们对金属显微组织已经有了一些早期研究与正确认识,已经观察到钢中得铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。
2０世纪20年代起开始有学者研究轧制温度与变形对材料组织性能得影响,这就是人们对钢材组织性能控制得最初尝试,当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢得组织形貌,而且还通过X射线衍射技术得使用加深了对金属微观组织结构得认识、1980年OLＡC层流层装置投产,控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用,技术已成熟,理论进展发展迅速、2 控轧控冷技术得冶金学原理2。
控轧控冷1
L0
拉伸性能
❖ 断面收缩率ψ： ❖ 断面收缩率ψ是评定材料塑性的主要指标。
AK A0 100%
A0
低碳钢的工程应力一工程应变曲线
true strain-stress line
2.0
Stress / MPa
1.5
Pm
Pb
1.0
0.5
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
载荷P压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压 痕直径d，求出压痕面积F计算出平均应力值，以此为布氏硬度 值的计量指标，并用符号HB表示。
标注：D/P/T如120HB/10/3000/10，即表示此硬度值120 在D=10mm，P=3000kgf，T=10秒的条件下得到的。
简单标注：200～230HB
布氏硬度测定主要适用于各种未经淬火的钢、退火、
正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地 轻软的轴承合金等原材料。
布氏硬度试验只可用来测定小于450HB的金属材料，
②洛氏硬度（HR）
基本原理—洛氏硬度属压入法洛氏硬度测定时需 要先后施加二次载荷（予载荷P1和主载荷P2）预 加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保 证测量结果准确。洛氏硬度就是以主载荷引起的
对微量塑性变形的抗力
E /e
拉伸性能
❖ 抗拉强度b： ❖ 定义为试件断裂前所能承受的最大工程应力，
以前称为强度极限。取拉伸图上的最大载荷，即 对应于b点的载荷除以试件的原始截面积，即得抗 拉强度之值，记σ为b=b Pmax／A0
拉伸性能
延伸率： 材料的塑性常用延伸率表示。测定方法如下：拉伸
试验前测定试件的标距L0，拉伸断裂后测得标距为Lk， 然而按下式算出延伸率
控制轧制和控制冷却工艺讲义
控制轧制和控制冷却工艺讲义控制轧制和冷却工艺讲义一、轧制工艺控制1. 轧制温度控制a. 在热轧过程中，轧机和钢坯之间的接触摩擦会产生高温，因此需要控制轧机温度，避免过热。
b. 实时监测轧机温度，根据温度变化调整轧制速度和冷却水量，确保温度适中。
c. 使用专用液体和冷却器进行在线冷却，防止轧机过热引起事故。
2. 轧制力控制a. 测量轧机产生的轧制力，确保轧机施加的压力适中。
b. 监控轧制力的变化，根据钢坯的变形情况调整轧制力，使钢坯的形状和尺寸满足要求。
c. 根据轧制力的大小调整轧制速度，保持稳定的轧制负荷。
3. 轧制速度控制a. 根据不同钢材的特性和规格，调整轧制速度，确保成品钢材的质量和尺寸满足要求。
b. 控制轧制速度的稳定性，避免过快或过慢的轧制速度导致钢材质量不达标。
4. 轧辊调整控制a. 定期检查和调整轧辊的位置和间距，确保钢坯能够顺利通过轧机，避免产生不均匀的轧制力和过度变形。
b. 根据车间实际情况和轧制工艺要求，调整轧辊的工作方式和参数，使轧制过程更加稳定和高效。
二、冷却工艺控制1. 冷却水量控制a. 根据钢材的材质和规格，调整冷却水的流量和压力，确保钢材迅速冷却到所需温度。
b. 监测冷却水流量和温度，根据实时数据调整冷却水量，确保冷却效果和成品钢材的质量。
2. 冷却速度控制a. 根据不同的冷却工艺要求，调整冷却速度，使钢材的组织和性能满足要求。
b. 监控冷却速度的变化，根据实时数据调整冷却速度，确保成品钢材的质量和性能稳定。
3. 冷却方法控制a. 根据钢材的特性和要求，选择合适的冷却方法，如水冷、风冷等。
b. 根据不同冷却方法的特点和效果，调整冷却工艺参数，使冷却效果和成品钢材的质量最优化。
4. 冷却设备维护a. 定期检查和维护冷却设备，确保设备的正常运行和效果良好。
b. 清洗和更换冷却设备中的阻塞、损坏部件，保证冷却水的流量和质量。
以上是对控制轧制和控制冷却工艺的讲义，通过合理的工艺控制和设备维护，能够提高轧制和冷却过程的效率和质量，满足钢材的要求。
控轧控冷1
• 变形带也是提供相变时的形核地点，因而相变后的铁素体晶粒更 加细小均匀。
• 5 .4在(y+a)两相区的控轧 • Y相由于变形而继续伸长并在晶内形成变形带，在a晶粒内形成 大量的位错，在高温下形戎亚晶，因而强度有所提高，脆性转变 温度降低。(r+a)相轧后形成较强的织构，故在断口上平行于轧制 面出现层状撕裂裂口。
5控轧和控冷工艺在中厚板和带钢生 产中的应用
• 5. 1板钢控轧类型 • 根据轧制过程中再结晶状态和相变机制不同可分为:奥氏体再结 晶型控轧、奥氏体未再结晶型控轧、(r+a)两相区控轧。 • 5. 2再结晶型控轧 • 轧件变形温度较高，一般在功1000℃以上，道次变形量必须大于 奥氏体再结晶变形量。普碳钢的临界变形量比较小，而含铌钢的 临界变形量较大。轧后停留时间长则晶粒长大，形成粗大的奥氏 体晶粒。再结晶控轧主要是利用静态再结晶过程去细化晶粒。 • 5. 3未再结晶型控轧 • 主要是在轧制中不发生奥氏体再结晶过程。一般是在950 C ~Ar3范围内变化，变形使奥氏体晶粒长大、压扁并在晶粒中形成 变形带。奥氏体晶粒被拉长将阻碍铁素体晶粒长大。随着变形量 的加大，变形带的数量增加，分布更加均匀。
•
4控轧和控冷技术的理论基础
• 4.1钢的奥氏体化过程 • 所谓奥氏体化是指在加工前将钢加热到奥氏体区，是形核、长大 均匀化过程。对亚共析钢来说，加热到Ac，以上，进行保温、形 核、长大、剩余渗碳体(Fe3C)溶解和奥氏体均匀化。对于共析钢 和过共析钢来说，加热到Ac,以上，使珠光体变为奥氏体。进一 步加热到Acm以上，保温足够时间，使铁素体或渗碳体溶解，获 得单相奥氏体。 • 4.2钢的变形再结晶 • 变形后的金属加热发生再结晶，根据温度不同有回复、再结晶和 晶粒长大。回复仍为拉长的晶粒，但储存能降低，为前阶段。而 再结晶是新晶粒的形核及长大过程，不是相变，无畸变能。核心 的产生一是原晶界的某部位变为核心。
控制轧制和控制冷却技术
控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用姓名:班级:学号:控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用臧简(辽宁科技大学)[摘要]阐述了控轧控冷工艺的原理理和工艺特点，控制轧制(TMCP技术是取代离线热处理生产高性能钢材的一种生产技术, 它的核心包括:(l) 控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度;(2) 轧制变形量的控制;(3) 钢材的成分设计和调整。
指出TMC我术可以充分挖掘钢铁材料的潜力，节省资源和能源, 优化现有的轧制过程, 有利于钢铁工业的可持续发展。
最后给出了以新一代TMC为特征的创新轧制过程的案例，展示了该技术的广阔的应用前景。
[ 关键词] 控制轧制；控制冷却；轧制工艺；生产工艺Abstract：The principle and technological characteristics of controlled rolling and controlled cooling process are described. The control rolling (TMCP) technology is a kind of production technology, which is the core of the production of high performance steel. (1) controlling the rolling temperature and cooling rate, cooling the starting temperature and ending temperature; (2) rolling deformation quantity control; (3) the steel composition design and adjustment. It is pointed out that TMCP technology can fully tap the potential of steel materials, save resources and energy, optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry. In the end, a case study is given to demonstrate the broad application of the technology in the new generation of TMCP.Key Words：controlled rollin g; controlled cooling; rolling technology; production engineering1 引言控制轧制和控制冷却技术，即TMCP是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。
精选控制轧制和控制冷却工艺讲义
5.2.2现代化宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术
近三十年以来 ,控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展 ,国外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺 ,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。
获得细小铁素体晶粒的途径——三阶段控制轧制原理
奥氏体再结晶区域轧制 (≥ 950℃ )在奥氏体再结晶区域轧制时 ,轧件在轧机变形区内发生动态回复和不完全再结晶。在两道次之间的间隙时间内 ,完成静态回复和静态再结晶。加热后获得的奥氏体晶粒随着反复轧制——再结晶而逐渐变细。
图中第Ⅰ 阶段 ,由于轧件温度较高 ,奥氏体再结晶在短时间内完成且迅速长大 ,未见明显的晶粒细小。
不然，出于平整道次压下率确定不合适，引起晶粒严重不均，产生个别特大晶粒，造成混晶，导致性能下降。
道次变形分配
满足奥氏体再结晶区和未再结晶区临界变形量的要求，要考虑轧机设备能力及生产率的要求。压下量的分配一殷在奥氏体区采用大的道次变形量 ，以增加奥氏体的再结晶数量，细化晶粒。在未再结晶区在不发生部分再结晶的前提下，尽可能采用大的道次变形量，以增加形变带，为铁素体相变形核创造有利条件。在轧机能力比较小的条件下，采用在未再结晶区多道次、每道次小变形量并缩短中间停留时间的快轧控制方案，也取得较好的效果，而且不降低轧机产量。经验结论 在未再结晶区大于45—50％的总变形率有利于铁素休晶粒细化。
5.2板带钢控轧与控冷应用实例
5.2.1北极管线用针状铁素体钢
管线钢的发展历史
60年代末70年代初，美国石油组织在API 5LX和API 5LS标准中提出了微合金控轧钢X56、X60、X65三种钢 .这种钢突破了传统钢的观念，碳含量为0.1-0.14%，在钢中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，并通过控轧工艺使钢的力学性能得到显著改善。到1973年和1985年，API标准又相继增加了X70和X80钢，而后又开发了X100管线钢，碳含量降到0.01-0.04%，碳当量相应地降到0.35以下，真正出现了现代意义上的多元微合金化控轧控冷钢。
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术线材是现代工业生产中使用频繁的一种材料，它广泛应用于电线电缆、机械制造、建筑材料等行业。
在线材生产过程中，控制轧制和控制冷却技术是关键的环节，它们直接影响着线材的质量、机械性能和用途范围。
一、控制轧制控制轧制是指通过改变轧制变形量、轧制温度、轧制速度、轧制力等因素，控制金属材料的形变和微观组织，达到调整线材力学性能、改善表面质量和优化产品用途的目的。
1、轧制变形量控制轧制变形量是指轧制前后的减压变化，它对线材的力学性能和表面质量有着直接影响。
为了保证线材的质量稳定和合格率，轧制变形量控制必须精准可靠，并考虑到批量变化和轧制型号的特定要求。
目前，国内外的轧制变形量控制采用电液伺服技术，通过实时监测轧制变形量变化，及时控制系统参数的变化，保证线材轧制变形量的稳定。
2、轧制温度控制轧制温度是指线材在轧制时的温度，它对线材的力学性能和表面质量有着重大影响。
过高或过低的温度会导致线材的晶粒过大或过小，从而影响线材的硬度、韧性和塑性等力学性能。
为了提高线材的机械性能和用途范围，轧制温度控制必须准确可靠，并考虑到金属材料的温度敏感性和轧制工艺的特定要求。
目前，国内外的轧制温度控制采用激光测温技术或红外线测温技术，通过实时监测线材温度变化，及时调整轧制温度，保证线材轧制温度的稳定。
3、轧制速度控制轧制速度是指线材在轧制过程中的速度，它对线材的表面质量和机械性能有着直接影响。
过高或过低的轧制速度会导致线材表面的纹路不均匀和线材的硬度、韧性等力学性能下降。
为了提高线材的表面质量和机械性能，轧制速度控制必须准确可靠，并考虑到轧制型号的特定要求。
目前，国内外的轧制速度控制采用伺服电机技术或电磁流体技术，通过实时监测线材的速度变化，及时调整轧制速度，保证线材轧制速度的稳定。
二、控制冷却控制冷却是指针对金属材料在热加工过程中产生的内应力、变形、晶粒长大等现象，通过采用不同的冷却方式和工艺参数，调整金属材料的组织和性能。
钢铁的控轧控冷工艺(TMCP)介绍
4.控制轧制的效应
（1）使钢材的强度和低温韧性有较大幅度的改善
控制轧制对细化晶粒有明显的作用，按常规轧制工艺， 铁素体晶粒最好的情况为7～8级，晶粒直径>20m，而 按控制轧制工艺，铁素体晶粒可达12级，其直径可为 5m。仅从这方面就可使钢材的强韧性能得到明显的改 善。
（2）可以充分发挥微量合金元素的作用
5.控制冷却的介绍
➢ 控制冷却存在的主要问题是高冷却速率下材料冷 却不均而发生较大残余应力、甚至翘曲的问题。 例如，作为控制冷却的极限结果，直接淬火的作 用早已为人们所认识。但是，其潜在的能力一直 未得到发挥，原因在于直接淬火条件下冷却均匀 性的问题一直没有得到解决，板形控制一直因扰 着人们。
5.控制冷却的介绍
对于控制冷却，有两个通俗说法:
（1）水是最廉价的合金元素 (可以用水替代合金元素来改变钢材的性能)
控制冷却的理念可以归纳为“水是最廉价的合金元素” 这样一句话。
（2）中国的多数（中板）轧机是世界上最干旱的轧机 (目前我们还没有充分利用好水的作用) －川崎水岛：12000 m3/h，迪林根：14000 m3/h －宝钢2050：14000 m3/h，1580: 13000 m3/h
钢铁的控轧控冷 工艺介绍
知识求索人
目录
1. 何为控轧控冷工艺？ 2. 控轧控冷工艺的优势和应用 3. 控制轧制的类型 4. 控制轧制的效应 5. 控制冷却介绍
1.何为控轧控冷工艺？
➢ 控轧控冷工艺，又称TMCP（Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺），是将控制轧制和控制冷却 技术结合起来的工艺，该工艺能够进一步提高钢材的强 韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量 和碳含量，节约贵重的合金元素，降低生产成本。TMCP 是20世纪钢铁业最伟大的成就之一！
线材生产中的控制轧制和控制冷却技术
应采用轧后快速冷却。因为如果轧后慢冷 ， 则变形奥氏体 晶粒将在冷却过程中长大 ， 相变后得 到粗 大的铁 素体组 织。由于冷却缓慢 ， 由奥 氏体转变的珠光体粗大， 片层 问 距加厚。这种组织的力学性能较低 。对于低温终轧的线 材 ， ＬＧ 终￣ ｕ奥氏体处于未再结晶温度 区域 ， ， 由于变形影响 温度提高， 终轧后奥氏体很快就相变 ， 形成铁素体。这
着重叙述 了线材 生产 中控制轧制和控制冷却技术的机理、 特点 、 、 用及斯 太尔摩冷却 工艺。 方式 应
关键词 ：线材 生产 中图分类号 ：ｌ Ｔ￣ｌ 控制轧制 控制冷却 斯 太尔摩冷却工 艺 （０ １０ ０８ ０ ２ １ ）２— ０７— ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０２一 １０ ￣
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控轧与控冷
控轧与控冷一：名词解释控制轧制：是指在热轧过程中通加热制度，变形制度，温度制度的合理控制，使钢材具有优异综合理学性能的轧制新工艺。
控制冷却：是指控制轧后钢材的冷却速度达到改善组织和性能的目的。
金属强化：通过合金化，塑性变形，和热处理等手段提高金属材料的强度。
韧性：材料在断裂前在塑性变形和裂纹扩展时吸收能量的能力。
铁素体：铁或其内固溶体有一种或数种其他元素形成的体心立方固溶体。
奥氏体：γ铁内固溶有碳和其他元素的面立方固溶体。
贝氏体：钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度一下，马氏体转变温度以上这一中间温度区间，转变而成的有铁素体及其内分布着弥散的碳化物形成的亚稳定结构。
IF钢：又称无间隙，由于C,N含量低，在加入一定量TI,Nb使钢背固定成碳化物，氮化物或者碳氮化物，从而使钢无间隙存在。
不锈钢：在腐蚀介质中有良好的耐腐蚀性的钢。
双相钢：由马氏体或奥氏体基本两相组织构成的钢。
再结晶：经冷塑性变形的金属超过一定加热温度时，通过形核长大形成等轴晶粒无畸变新晶粒过程。
在线常化：在热轧无缝钢生产中，在轧管延伸工序后，将钢管按常化处理要求冷却到某一温度后，再进行加热炉生产，然后进行减轻轧制，按照一定冷却速度冷却至常温。
1·控制轧制与普通轧制的区别答：可以充分发挥微量元素的作用起沉淀强化，细化晶粒的作用；提高钢的强度的同时题干钢的韧性；降低了终轧温度，采用较低的卷曲温度，课消除或减少板卷头部，中部和尾部的强度差；采用低温大压下细化低碳钢的铁素体晶粒，提高强韧性。
2·控制冷却的目的答：节约冷床面积；防止或减轻转型材的翘曲和弯曲；降低残余应力；提高型材的力学性能及改善组织状态，简化生产工艺。
3·影响材料强韧性的因素答：化学成分；气体夹杂物；晶粒尺寸；沉淀析出；形变；相变组织等的影响。
其中气体夹杂物对韧性有害，晶粒越小，材料韧性越好。
4·提高材料强韧性的措施答：晶粒细化；冶炼：采用真空搅拌，减少有害成分；控扎：使形变强化，提高材料强韧性；热处理：阻止晶粒长大，使晶粒细化，提高强韧性。
控轧控冷
第一篇 控制轧制及 控制冷却理论
§1 钢的强化和韧化
— 钢的强化机制
金属材料的机械性能是指金属材料在外力（载荷）作用 时表现出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
§1.1钢的强化机制
对于钢材来说，在大多数情况下其力学性能是最重要的， 其中强度性能又居首位。
强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，用给定 条件下所能承受的应力来表示。
S：形成硫化物，对韧性有害，解决办法：降低S含量或 者加入Zr和稀土元素以固定S，改善横行韧性。
3、压力加工工艺的控制 通过加工工艺控制晶粒度 材料理论韧性断裂强度 σc＝(2Gγ/K)d-1/2 通过控制压力加工工艺可以控制晶粒的大小，改变 材料的韧性。 通过加工工艺控制晶体取向 钢在A＋F或F区轧制后，F不发生再结晶，形成 {111}<110>织构，引起各向异性。 冷却工艺和材料的成分一起影响相变产物的种类、形貌、 数量等组织结构特征，从而影响材料的韧性。
3、影响因素 溶质与溶剂的原子半径差别 越大，强化效果越好； 有限固溶体中溶质元素溶解 量越大，强化效果越好； 溶质元素在溶剂中的饱和溶 解度越小，强化效果越好；
形成间隙固溶体的溶质元素 （C、N、B等）的强化效果 好于形成置换固溶体溶质元 素（如Mn、Si、P等）。
4、特点
提高合金的屈服强度、抗拉强度和硬度的同时，对其 它影响如下：
提高钢材韧性的途径
1、成分控制
合金元素加入基体（铁）中形成固溶体可强化合金，甚 至可析出第二相而强化合金，但同时合金元素含量的增 加也造成基体内缺陷的增加，降低材料的塑韧性。
V、Nb、Ti、Al、Zr等元素：能够细化晶粒，故既能提高 强度又能提高韧性； S、P：对韧性有害，尽量降低含量； C含量：C含量升高会增加钢中P的量，会降低钢的韧性， 故在钢种成分允许的范围内降低C含量； 钢中一般都含有二元以上的合金元素，合金组元之间有 交互作用，合金元素也可以通过不同途径影响断裂韧性， 故一般要具体分析，以使合金元素具有适当含量。
控轧控冷
绪论控轧、控冷的含义：控轧—控制钢的加热温度、速度，开、终轧温度，轧制变形率和变形速率，使塑性变形和动态相变相结合，又称形变热处理。
控冷—控制轧后冷却速度，使其通过相变得到所需的组织和晶粒度，以及第二相粒子的析出。
控轧、空冷相结合可提高钢的强度和韧性。
1. 控轧、控冷是挖掘钢的潜力，开发新产品的有利武器2. 控轧、控冷又叫形变热处理，不同于常规热处理，是形变和相变的有机结合，利用轧制余热在线热处理可节约能源，缩短工期，提高经济效益。
3. 是连铸连轧柔性生产系统的组成部分。
控轧控冷是一个系统工程，涉及钢的成份控制，纯净度控制，铸造组织控制，温度控制，变形控制，相变控制，必须系列优化综合考虑。
控轧、控冷的理论基础是传热学、塑性加工力学、塑性加工金属学、流体力学。
第一章钢的强化和韧性第一节钢的强化机制固溶强化、位错强化、沉淀强化、（晶界强化、亚晶强化）、细晶强化、相变强化钢的强化反映其内能的提高金属塑性变形机理是位错运动，位错运动阻力越大σs越高。
金属断裂是由于裂纹源的扩展，金属内部越致密，原子结合强度越高σb越高。
1、固溶强化铁和碳的相互作用表现为两方面：1、形成固溶体；2、形成化合物（1）固溶体：就是固体溶液，是溶质原子溶入溶剂中所形成的晶体，保持溶剂元素的晶体结构。
（2）固溶体的分类：置换固溶体和间隙固溶体晶格扭曲，内能增加，强度增加。
运动的位错和异质原子相互作用使强度提高。
（给位错移动增加点状障碍物）固溶强化的规律（1）溶质元素溶解量增加，固溶体的强度也增加例如：对于无限固溶体，当溶质原子浓度为50%时强度最大；而对于有限固溶体，其强度随溶质元素溶解量增加而增大（2）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小，其固溶强化效果愈好。
（3）形成间隙固溶体的溶质元素（如C、N、B等元素在Fe中）其强化作用大于形成置换固溶体（如Mn、Si、P等元素在Fe中）的溶质元素。
但对韧性、塑性的削弱也很显著，而置换式固溶强化却基本不削弱基体的韧性和塑性。
钢材的控制轧制和控制冷却(4)
§4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出
除了列状相 间沉淀外， 还有无规则 分布的位错 线上沉淀和 基体沉淀， 且后者是主 要的和多见 的。
§4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出
除了列状相间沉淀外，还有无规则分布的 位错线上沉淀和基体沉淀，且后者是主要 的和多见的。 析出颗粒的大小和排间距受轧后冷却速度、 转变完成温度和转变时间的影响。冷却速 度越大，析出温度就越低，相间沉淀排间 距越小，析出质点也越小；析出时间越长， 质点长大，使颗粒增大。 相变后剩余在F中的固溶Nb将在F中继续析 出，其质点大小决定于冷却速度。
§4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出
4）在A向F转变过程中和F内Nb(C,N)的析出 状态 由于各种碳氮化合物在A中的溶解度远远 大于在F中的溶解度，因此A→F相变发生 后，微量元素立即达到高度过饱和，产生 快速析出。位错、界面和其它晶体缺陷处 则是析出最有利的位置。 在含有Nb、V、Ti的钢中，碳氮化合物都 有规则成排地分布在F基体上，排于排之 间有一定距离，称为相间析出（或相间沉 淀）。
§4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出
控制轧制过程中Nb(C,N) 平均析出速度
加热后出炉不变 形冷却到820℃ 时，Nb的析出速 度很小； 变形的同时析出 Nb(C,N) 与析出 温度有关，在高 温和低温析出都 慢，900℃时析 出速度最快。
§4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出
高温轧制时（例如1000℃），在轧后冷却到相变 温度的过程中，Nb的平均析出速度不大，其原因 是变形产生的位置和畸变能由于回复和再结晶而 消失，不能再为Nb原子和C原子提供析出场所。 随着轧制温度降低，产生位错数量增加，而轧后 的回复、再结晶进行缓慢，因而加大了冷却过程 中Nb的析出速度。 在轧后冷却过程中Nb的析出速度主要取决于Nb的 过饱和度、变形温度和变形量。随变形温度降低 和变形量增大其析出速度增大。较低温度轧后， 由于A未发生再结晶，具有较高畸变能，位错密 度高，因而加速了C和Nb的扩散速度，Nb(C,N)同 时在晶内和晶界析出，颗粒细小。
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用
控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用一、导言在当今工业领域中，钢铁工业一直扮演着不可或缺的角色。
而型钢作为钢铁产品中的重要一员，其质量和性能的提升一直是企业和行业追求的目标。
控制轧制及控制冷却技术作为一种重要的生产工艺，对型钢的生产和性能提升具有重要意义。
本文将从控制轧制和控制冷却技术在型钢生产中的基本原理、关键技术和应用实例等方面展开探讨，旨在深入了解这一主题的重要性和具体应用。
二、控制轧制技术控制轧制技术是指钢铁生产中利用先进的控制系统和设备，对轧制过程中的参数进行精确控制，以获得高质量、高性能的型钢产品的一种技术。
这项技术最早应用于薄板生产领域，后来逐步在型钢生产中得到推广和应用。
1. 温度控制：在轧制过程中，控制轧制技术可以通过对钢坯的温度进行精确调控，以保证轧制过程中的塑性变形性能，从而得到均匀、细腻的晶粒结构。
2. 形状控制：利用控制轧制技术可以对轧制过程中的轧辊、模具等设备进行精确控制，获得符合设计要求的型钢截面形状和尺寸精度。
3. 轧制力控制：控制轧制技术可以实现对轧制力的实时监测和调节，避免轧制过程中的过度变形，并保证产品的尺寸和形状精度。
三、控制冷却技术控制冷却技术是指在型钢生产过程中，通过对冷却过程的控制，使钢材在冷却过程中获得理想的组织和性能。
这项技术的应用可以有效提高型钢的强度、韧性和耐磨性等性能，同时降低产品的变形和裂纹率。
1. 冷却介质控制：通过选择不同的冷却介质和控制冷却速度，可以使型钢获得不同的组织和性能，如马氏体组织、贝氏体组织等，从而满足不同领域对型钢性能的要求。
2. 温度控制：在控制冷却技术中，对冷却过程中的温度进行精确控制，可以有效控制组织相变，并获得理想的力学性能，如强度、韧性等。
3. 冷却速度控制：通过对型钢冷却速度进行控制，可以获得不同的组织和性能，如快速冷却可以获得细小的组织和高强度，而缓慢冷却则可以得到较好的塑性和韧性。
四、控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用实例1. 控制轧制技术在型钢生产中的应用：某钢铁企业引进了先进的控制轧制系统和设备，通过对轧制过程中的温度、形状和轧制力等参数进行精确控制，生产出了高精度、高强度的型钢产品，受到了市场的广泛认可。
高性能管线钢控制轧制与控制冷却
关 键 词 ： 性 能 管 线 钢 ； 制 轧 制 ； 制 冷 却 ； 合 金 化 元 素 高 控 控 微
中 图 分 类 号 ： Ｇ ３ ． Ｔ ３５７ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６— ０ ８ ２ １ ） ３— ０ ３— ５ １０ ５ ０ （０ Ｉ０ ０ ５ ０
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｏｌｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｌｎ ｒ ｃ ｓ ｏｆ ｈ ｇｈ —ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｉ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌｉ ｔ ｔ ｄ ｆ ｏ ｔ ｒ ｅ ｏ ｔ ｏ ｌ ｄ ｒ ｌｎ ｎ ｏｏ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅｓ ｉ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｐ ｐｅ ｌｎ ｔ ｅ ｓ ｓａ ｅ ｒ ｍ ｈ ｅ
摘 要 ： 加 热 温 度 、 制 变 形 量 、 轧 温度 三 方 面 论 述 了 高 性 能 管 线 钢 在 生 产 过 程 中的 控 制 轧 制 工 艺 ， 从 轧 终 分 析 了开 冷 温 度 、 冷 温度 、 却 速 度 等 方 面 在 控 制 冷 却 中对 高 性 能 管 线 钢 最 终 组 织 结 构 和 性 能 的影 响 ， 终 冷 以 及 微 合 金 化 元 素 Ｎ 、 ｉＶ 在 控 轧 控 冷 中 的 作 用 ， 高 性 能 管 线 钢 的生 产 工 艺 参 数 制 定 提 供 理 论 基 ｂ Ｔ、 为
ｉ ｌ ｆｅｄｓ：ｈ ａｉ ｇ ｔｍ ｐ ｒ ｔ ｅ，ｄ ｆ ｍ ａ ｉｎ ｐ ｒ ｅ ｔｉ ｏｌｎｇ，ｅ ｄ ｒ ｌｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｅ Ｉ ｓ ａ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｉ ｌ ｅ ｔｎ ｅ ｅ ａｕｒ ｅ ｏｒ ｔｏ ｅ ｃ ｎ ｎ ｒ ｌｉ ｎ ｏｌｉｇ ｔｍ ｅ ａｕｒ ． ｔｉ ｎａｙ ｅ ｈ ｎｆｕ— ｅ ｃ ｆ ｂｅ ｉ ｉ ｃ ｌｎ ｔｍ ｐｅ ａｕ ｅ， ｅ ｄ ｏ ｌｎ ｔ ｍｐｅ ａｕ ｅ ｎｄ ｏｏｉ ｇ ｐｅ ｄ ｎ ｉｎａ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｎ ｎ ｅ ｏ ｇｎｎｎｇ ｏｏ ｉｇ ｅ ｒｔｒ ｎ ｃ ｏ ｉｇ ｅ ｒｔ ｒ ａ ｃ ｌｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｄ ｐ ｏ ｒｙ ｏｆｈｇｈ —ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｐｐｅ ｌｎ ｓｅ ｌ ｓ ｗｅｌａ ｈ ｏ ｅ ｏ ｉｒ ｌｏ ｉ ｇ ｅｅ ｅ ｓ：Ｎｂ，Ｔｉ ｒ ｐｅｔ ｉ ｒｏ ｍ ｎｃ ｉ ｉ ｅ ｔｅ ，ａ ｌ ｓｔ ｅ ｒ ｌ ｆｍ ｃｏａｌ ｙ ｎ ｌ ｍ ｎｔ ，Ｖ ． Ｋｅ ｏ ｄ ｈｉｈ — ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｐ ｉ ｔ ｅ ；ｃｏ ｔｏｌｅ ｏ ｌｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ： ｇ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｐｉｅ ｌ ｎｅ ｓｅ ｌ ｎｒ ｌ ｄ ｒ ｌｉ ｇ；ｃ ｎｔｏ ｌｄ ｃ ｌｎ ｏ ｒ ｌｅ ｏｏｉ ｇ；ｍ ｉｒ ａ ｌｙｉ ｌｍ ｅ ｔ ｃ ｏ ｌｏ ｎｇ ｅｅ ｎ
控轧控冷
1控制轧制：在热轧过程中通过对金属的加热制度变形制度和温度制度的合理控制，使热塑变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织使刚才具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。
2控制冷却：控制轧后刚才的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
控轧控冷的目的：细化晶粒1钢的韧性（韧度）：指材料塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力1材料的冲击韧性指标：a，冲击功，即缺口冲击韧性Ak；b，韧脆转变温度Tc1影响钢材韧性的因素：化学成分的影响；气体和夹杂物的影响；晶粒细化的影响；沉淀析出的影响；形变的影响；相变组织的影响1影响析出的主要工艺因素：加热温度，变性条件（变形温度，变形量，变形速度，轧制道次）材料中其他成分的影响1动态再结晶的临界变形量Ec：发生动态再结晶所必需的最低变形量1软化率：将两次变形间A软化的数量之比称为软化率1静态再结晶临界变形量：在一定的变形温度和变形速度下有一个发生静态再结晶的最小变形量2双相钢：由两相或多相的复合相组成的多晶体材料被称为双相钢或多相钢1强化：指光滑的金属材料试样在大气中，并在给定的变形速率室温条件下对拉伸时所能承受应力的提高，屈服强度抗拉强度是其性能指标1钢的强化机制：固溶强化形变强化析出强化细晶强化亚晶强化相变强化2冷却制度：开冷温度；终冷温度；冷却速度1线材轧后冷却的目的：得到产品所要求组织及组织性能的均匀性以及减少二次氧化铁皮的生成量1非调质钢：将调质钢的化学成分进行调整并对轧制工艺过程进行控制不进行调制而其性能达到调质钢的水平以省略调制工序1热轧无缝钢管在线常化（轧后余热正火）：适当地调节变形温度使均整或定减径变形的终轧温度变为相应的正火温度然后空冷。
优点：强度提高不多甚至略有下降；在线常化由于晶粒尺寸减小，珠光体量减少和沉淀强化作用降低使冲击韧性大幅度提高；在线常化与快速冷却相结合可获得综合力学性能良好的管材1高温形变淬火：钢管在稳定的奥氏体区变形而且一般在结晶温度以上然后进行淬火以获得马氏体组织，在轧制线上进行。
钢材的控制轧制和控制冷却
钢材的控制轧制和控制冷却一、名词解释：1、控制轧制：在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能。
2、控制冷却：控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度，可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。
3、形变诱导相变：由于热轧变形的作用，使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升，促进了奥氏体向铁索体的转变。
在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加，从而影响Ar3温度。
4、形变诱导析出：在变形过程中，由于产生大量位错和畸变能增加，使微量元素析出速度增大。
两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒，还有被变形的细长的铁素体晶粒。
同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。
5、再结晶临界变形量：在一定的变形速率和变形温度下，发生动态再结晶所必需的最低变形量。
6、二次冷却：相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。
二、填空：1、再结晶的驱动力是储存能，影响其因素可以分为：一类是工艺条件，主要有变形量、变形温度、变形速度。
另一类是材料的内在因素，主要是材料的化学成分和冶金状态。
2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的（冷却温度）、（冷却速度）等工艺条件，达到改善钢材组织和性能的目的。
3、固溶体的类型有（间隙式固溶）和（置换式固溶），形成（间隙式）固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。
4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同，将控制轧制划分为三个阶段，即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。
5、以珠光体为主的中高碳钢，为达到珠光体团直径减小，则要细化奥氏体晶粒，必须采用奥氏体再结晶）型控制轧制。
6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的（加热制度）、（变形制度）、（温度制度）的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。
控轧空冷综述
控轧控冷在棒线材中的应用班级：摘要：线材为了获得高强度、高韧性的综合性能, 可以采用不同的控制轧制工艺来达到。
关键词：控轧空冷应用线材前言控制轧制和控制冷却技术作为提高产品的组织性能,降低钢材生产成本,提高企业经济效益上起着巨大的作用。
正文一．控轧控冷概述1.控轧控冷概念（1）控制轧制：在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变相结合，以获得细小晶粒组织，从而得到较高的综合性能的轧制工艺。
（2）控制冷却：控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
2.控制轧制的优点如下：（1）可以在提高钢材强度的同时提高钢材的低温韧性。
（2）可以充分发挥铌、钒、钛等微量元素的作用。
3.控制轧制工艺的缺点：（1）要求较低的轧制变形温度和一定的道次压下率，因此增大了轧制负荷。
（2）由于要求较低的终轧温度，大规格产品需要在轧制道次之间待温，降低轧机生产率。
4.控制冷却工艺的优点（1）节约能耗、降低生产成本。
利用轧后钢材余热，给予一定的冷却速度控制其相变过程，从而可以取代轧后正火处理和淬火加回火处理，节省了二次加热的能耗，减少了工序，缩短了生产周期，从而降低了生产成本。
（2）可以降低奥氏体相变温度，细化室温组织。
轧后控制冷却能够降低奥氏体相变温度，对同一晶粒度级别的奥氏体，低温相变后会使，晶粒明显细化，使珠光体片层间隔明显变薄。
（3）可以降低钢的碳当量。
采用轧后控制冷却工艺有可能减少钢中的碳含量及合金元素加入量，达到降低碳当量的效果。
（4）道次间控制冷却可以减少待温时间，提高轧机小时产量。
在道次间采用控制冷却，可以精确地控制终轧温度，减少轧件停下来等待降温的时间。
5.控制轧制、控制冷却工艺参数控制特点（1）控制钢坯加热温度。
根据对钢材性能的要求来确定钢坯加热温度，对于要求强度高而韧性可以稍差的微合金钢，加热温度可以高于1200℃，对以韧性为主要性能指标的钢材，则必须控制其加热温度在1150 ℃以下。
钢材控制轧制和控制冷却技术
A F
——转换比，化学成分对转化比有影响。
③、通常热轧通过形变再结晶克使A体晶
粒细化20～40 m，转变后的F体可
细化20 （m8级）
§2控轧控冷理论
（2）、部分再结晶A体晶粒 F体晶粒
①、由两部分组成 1）再结晶细小在其晶界上析出F体晶粒细小。 2）未再结晶晶粒受变形拉长， 由于A没细化，F成核少，易形成粗大的F体和针状 组织——不均匀组织对韧性影响大。
§2控轧控冷理论
（2）常温组织以珠光体为主的钢材 ①、0.43%C，1.4%Mn钢实验 1）普通热轧 2）控轧，再结晶区轧制。 ②、043%C，1.38%Mn，0.023%Nb 控轧 由于Nb加入而处于未再结晶区，在伸长A体 晶界处生成极细F体组织，但在伸长A体晶粒 内形成粗大P体。
§2控轧控冷理论
③、这种钢种最好A体再结晶内充分轧制， 尽量细化A体晶粒，可获细小均匀F体和珠光体。 1）该钢中，在未再结晶区轧制对珠光体等 轴状起不到有效作用
2）加Nb钢在低温轧制时有时反而不利。
§2控轧控冷理论
（3）共析钢 ①、共析钢那样高碳钢的组织为单一P体。 ②、其控制轧制只是细化珠光体团。 ③、希望在A体再结晶区轧制，使A体晶粒细小。 这样既可使珠光体球团变小，又可使析出的网状 碳化物变薄。
三、控轧控冷工艺优点
1、控轧 2、控冷
§2控轧控冷理论
2、强化机制对韧性的影响 （1）固溶强化 （2）位错强化。对塑性和韧性双重影响 （3）沉淀强化 （4）晶界强化
细小均匀的晶粒既可提高强度又可改善塑性和韧性——是控轧的 基本目标。 （5）相变强化 3、冷脆系数
KT表K 示各S 强化机理和成分对强度和韧性的影响
§2控轧控冷理论
3、中高碳钢组织与力学性能的关系 （1）中高碳钢组织对性能的影响
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图4 杯锥型断口形成过程
控制轧制和控制冷却概述
韧性断裂的形成原因
韧性断裂多起源于空洞，这是 由于钢材在熔炼过程中混入氧化 物、硫化物等夹杂物粒子以及某 些难变形的第二相粒子造成的。
当钢材基体变形时，在夹杂物 或二相粒子的相界面上产生强烈 的附加拉应力，若界面的结合力 弱，则很容易产生剥离，于是就 在相界面上产生空洞。
(4)变形制度：再结晶区 道次变形量的大小，变 形的渗透程度等。
1.2 金属材料强化的主要机制
位错强化、固溶强化、析出强化、晶界强化、亚 晶强化、织构强化等。但实用钢材的强化并不是由 单一的强化机制决定，在大多数情况下，由几种机 制叠加获得。
控制轧制和控制冷却概述
1.2.1铌、钒、钛微合金化元素在钢中的作用
普碳钢的临界变形量很小， 且与温度的关系很弱，即普碳 钢在较小的变形量、较宽的温 度范围内均容易产生再结晶。 而含铌钢的临界变形量却较大， 在950℃以下的温度区域内要 使含铌钢完成再结晶是很困难 的。
控制轧制和控制冷却概述
2.3 奥氏体/铁素体相变规律及形变诱导相变
奥氏体/铁素体相变行为
控制轧制和控制冷却概述
控制轧制和控制冷却概述
主要内容
➢ 钢材的质量性能 ➢ 轧制过程中的组织性能变化规律 ➢ 轧制过程中的组织性能控制 ➢ 控轧控冷技术的新进展
控制轧制和控制冷却概述
1.1性能指标
性能指标
韧塑性 影响因素
控制轧制和控制冷却概述
强塑指标 冲击韧性 冷弯性能 焊接性能
韧塑性 影响因素
变形结束后随停隔时间的延长，沿着原来的奥氏体晶界，
再结晶核心不断形成，在形变储存能的驱动下形变奥氏体
发生再结晶的数量不断增加，奥氏体平均晶粒尺寸不断减
小，当奥氏体平均晶粒尺寸达到最小值时说明再结晶过程
完成。其后随时间的延长，再结晶奥氏体逐渐长大，达到
某一阀值时趋于稳定。由于试样心部和边部变形不均匀程
在板带轧制过程中，如能有效控制这些碳、氮化合物的析出行 为（数量、大小、形状和分布状态等），则可以充分发挥微合金 化元素对钢材施行细晶强化和析出强化的双重作用。铌、钒、钛 三种微合金元素对铁素体/珠光体钢晶粒细化、沉淀强化的影响 规律如下图所示。
控制轧制和控制冷却概述
铌、钒、钛对铁素体/珠光体钢脆性转变温度的影响
球形缺陷
(a)
不同压下道次下缩孔变形图
椭圆形
拉长
控制轧制和控制冷却概述
(b) (c)
焊合
拉伸断口
拉伸断口截面内出现的分层 拉伸断口侧面上出现控制的轧分制层和控制冷却概述
原因分析：
(1)化学成分：碳、锰及 硫、磷含量，微合金元 素的有无等；
(2)铸坯质量：坯型及铸 坯中心偏析级别的高低 等；
(3)加热制度：加热温度 的高低、加热时间的长 短，表面及芯部的温差 等：
夹杂物及二相粒子的数量、几何 形状、大小及其与基体结合的强 度是影响断裂的重要参数。
控制轧制和控制冷却概述
缺陷的焊合
钢板的厚度同为130mm时，采用大压下、正常压下和轻 压下时，缩孔的焊合情况截然不同。采用大压下时缩孔在第4 道次被焊合，而采用轻压下时缩孔在第7道次被焊合，可见适
当加大高温区的压下量有利于内部缺陷的焊合。
200
心 部晶 粒 尺寸
180
边 部晶 粒 尺寸
Hale Waihona Puke 160晶 粒尺寸，um
图9 Q345钢不同停隔时间的奥氏体组织
140
120 a
f e
d
100
b 80 c
60 0 10 20 30 40 50 60
保 温时 间，s
图10 奥氏体晶粒的长大过程
控制轧制和控制冷却概述
再结晶奥氏体的长大过程
从图9和图10可以看出：
在950℃以下的低温区轧制时，不仅整体力学性能比高温区轧制时高，而且道次变 形量对力学性能的影响比较显著，随变形量增加，屈服强度和冲击值都呈上升趋势， 轧制温度越低，上升的趋势越显著。
控制轧制和控制冷却概述
2.2 钢材热变形后的静态再结晶过程
静态再结晶的临界变形量
为了使再结晶能够充分进行， 则所给予的压下率必须大于对 应条件下静态再结晶的临界变 形量。该值随钢种和变形条件 的不同彼此相差很大。
400
380
360
340
320
300
1 0 5 0 oC
280
9 5 0 oC
260
9 0 0 oC 8 5 0 oC
10 15 20 25 30 35 40 45
变 形量, %
图11 变形量对强度的影响
90
80
70
60
50
40
1 0 5 0 oC
1 0 0 0 oC
30
9 5 0 oC
20
9 0 0 oC
8 5 0 oC
10 5 10 15 20 25 30 35 40 45
变 形 量 ,%
图12 变形量对冲击功的影响
在1000℃以上的高温再结晶区轧制时， Q345钢的屈服强度和冲击功均比950℃ 以下的低温区轧制时低。以轧制温度同为1050℃而变形量不同的试样为例，当变形 量由10%增加到40%时，屈服强度并没有上升，反而呈下降趋势，横向冲击值很低且 随变形量的增加无明显变化；
合金元素：H：会引起氢 脆和延迟断裂（高强钢、
强板、高建等）
坯料停放
组织：1）铸坯 2）热轧组织 3）碳化物分布
细化晶粒 增加压下 （缺陷焊合）
控制轧制和控制冷却概述
韧性断口的形成过程
▲拉伸时的韧性断裂:颈缩为 前导. ▲应变硬化产生的强度增加 不足以补偿截面积的减少,产 生集中变形,出现细颈. ▲细颈中心为三向拉应力状 态,形成显微空洞,长大并聚合 成裂纹,沿与拉伸垂直的方向 扩展成中央裂纹,最后在细颈 边缘处沿与拉伸轴成45°方向 剪断,形成”杯锥断口”
控制轧制和控制冷却概述
2、轧制过程中的组织性能的变化
2.1 钢材热变形过程中的硬化、软化和组织结构变化
钢材热变形时的应力－应变曲线规律
图5. 0.10%C,1.22%Mn,0.02%Nb钢在 0.6Tm 以上温度变形时的应力－应控变制曲轧制和控制冷却概述 线
2.1 钢材热变形后的静态再结晶过程
再结晶奥氏体的长大过程
度的差别，再结晶完成的时间略有差别。另外，还可以看
出，随待温冷却速度的变化，奥氏体平均晶粒尺寸无明显
变化，因为在再结晶过程中过冷度不是影响奥氏体晶粒大
小的主要因素，所以不能采用增加过冷度的方法细化再结
晶晶粒。
控制轧制和控制冷却概述
再结晶行为对组织性能的影响
屈 服 强 度 ,Mpa 横 向 冲 击 功 ,J