利用控轧控冷技术开发热轧不锈钢复合板的实验研究

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控轧控冷的应用

控轧控冷的应用

3.合金元素的作用 在HRB400盘条生产中,钒、钒-氮、铌、钛 微合金化成分在20Mnsi基础上分别增加 0.04%-0.12%V、 0.02%-0.04%Nb , 0.02%-0.05%Ti,强化机制主要为析出强化 和细晶强化
HRB400盘条的组织是铁素体+珠光体.钒、铌微合金元素 在控轧控冷中的作用主要有:(1)加热时抑制 奥氏体晶粒长 大;(2)变形时抑制奥氏体再结晶;(3)相变时使铁素体晶粒 细化;(4)相间或铁素体基体析出强化。 钒的溶解度较大,热变形时一般处于固溶状态,对再结晶 过程抑制较小,它的主要作用是奥氏体向铁素体转变时相间 或铁素体基体析出强化.细晶强化作用较小.但是氮的加 入.在奥氏体中VN的溶解度与NbC相当,变形时诱导析出 的VN能抑制奥氏体再结晶和阻止晶粒长大。 铌的最突出的作用是抑制高温变形的再结晶,扩大了再结 晶温度范围,微量的铌能起到显著的细晶强化效果和中等的 析出强化效果。在非再结晶区累计变形能诱导相变获得超细 铁素体晶粒
合金元素在钢中的作用
A 加热阻止奥氏体长大 随着加热温度的提高及保温时间的延长,奥氏体晶粒变得 粗大。微合金元素形成高度弥散的碳氮化合物小颗粒.可以 对奥氏体晶界起固定作用.从而阻止奥氏体晶粒长大.即提 高了钢的粗化温度 当Nb、Ti含量在0.10%时, 可以提高奥氏体粗化温度 到1050~1100℃,V在小 于0.10% 时,阻止晶粒长 大的作用不大.在950 ℃ 左右奥氏体晶粒就开始粗 化。
1.4 控轧控冷的应用
主讲:王庆娟
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。
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。

棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用

棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用

棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用姓名:迟璐全班级:学号:棒材轧制中控制轧制和控制冷却的应用迟璐全材料成型及控制工程12级[摘要]控制轧制(Contorlled Rollign)是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,使热朔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的轧制新工艺。

控制冷却(controlled Cooling)是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。

控制轧制和控制冷却相结合能将热轧钢材的两种强化效果相加,进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合力学性能。

并介绍了棒材轧制过程中控制轧制和控制冷却工艺的特点,金属学理论。

分析了控制轧制和控制冷却工艺对热轧棒材的影响,并提出目前需要研究的问题。

[关键词]热轧棒材控制轧制控制冷却ABSTRACT:Controlled rolling is in the process of hot rolled through the metal heating system, reasonable control of the deformation and temperature, and to integrate the thermal plastic deformation and solid-state phase transformation to obtain fine grain structure, make the excellent comprehensive mechanical properties of steel rolling process. Is controlled cooling after controlled rolling steel cooling speed to achieve the purpose of improving the microstructure and mechanical properties of steel. Controlled rolling and controlled cooling could add those two kinds of reinforcement effect of hot rolling steel, further improve the tenacity of steel and have a reasonable comprehensive,mechanical,properties.Anintroductionwasmadetothefeaturesandmetallo graphicaltheoryofrollingcontrolandcoolingcontrolprocessesduringbarrolling.Theeffects oftherollingcontrolandcoolingcontrolprocessesonthehotrolledbarswereanalyzed.Proble mstoberesearchedatpresentwerealsoputforward.KEY WORDS: hotrolledbars rollingcontrol coolingcontrol1.引言控制轧制和控制冷却技术是近十多年来国内外新发展起来的轧钢生产新技术,受到国际冶金界的重视。

控轧控冷工艺研究及其在热轧螺纹钢生产中的应用

控轧控冷工艺研究及其在热轧螺纹钢生产中的应用

东北大学硕士学位论文控轧控冷工艺研究及其在热轧螺纹钢生产中的应用姓名:于漫子申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:郭长武;高秀华20030701东北大学硕士学位论文摘要摘要随着科学技术的发展,钢铁行业也在不断的进步,人们对钢材的需求越来越多,对钢材的质量要求也越来越高。

螺纹钢为建筑工程中混凝土结构体广泛应用的钢材,在国民经济中耗用量很大。

但是几十年来,强度级别为335MPa的热轧20MnSi(早期为16MnSi)II级钢筋的生产和使用在我国居于绝对主导地位,约占80%以上。

根据多年来的生产、使用实践证明,20MnSiII级热轧钢筋,由于规格尺寸的大小、生产季节的更迭、冷却速度的差异等不同,其力学性能波动范围较大,性能有很多不足之处。

目前螺纹钢生产过程中采用的控制轧制和控制冷却是国内建筑钢筋生产厂家用来提高钢筋强度级别,它是指在比常规轧制温度稍低的条件下,采用强化压下和控制冷却等措施来提高热轧钢材的强度和韧性等综合性能的一种轧制方法,它更广义得解释为从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程实行最佳控制,以使钢材获得良好性能的轧制方法,这种方法具有节约合金,简化工序,减少能耗,提高钢材强度,改善钢材塑性和韧性等优点。

本论文是与生产实践相结合,一方面通过大量的实验研究得到理论依据,另一方面利用通化钢铁集团公司小型连轧厂的实际生产条件,提出一种切实可行的生产方案来提高20MnSi螺纹钢筋的强度级别。

论述了控制轧制和控制冷却工艺的发展现状:介绍了论文的背景及主要研究内容;阐述了论文所采用的实验方法;通过现场取样和反复的实验测得20MnSi的动态CCT曲线;建立20MnSi变形抗力的数学模型;进行不同的变形条件下试样组织性能的实验研究;同时利用有限元开发出适合现场实际的温度场模拟软件,为设备的校核奠定基础;最后根据理论研究结果做了大量的工业实验,实验结果表明,在设备允许的条件下降低加热温度和轧制温度来提高钢筋的性能是可行的。

钢材控轧控冷工艺的技术研究及应用

钢材控轧控冷工艺的技术研究及应用

控轧控冷工艺的技术研究及应用李薇(沈阳工业大学材控12级,17835289)[摘要 ]介绍了控轧控冷的机理,控制轧制的优缺点。

控制轧制与传统轧制的比较;由于各种钢种以及用户对产品性能的要求越来越高,使得控制轧制应用的必要性逐渐增大。

高速线材轧制中应用的主要是控制冷却工艺,该技术的核心是通过对加热温度控制、轧前水冷、精轧机内水冷、精轧机组后水冷、风冷线温控等参数实现控制轧制。

由于线材的轧制速度相比其它都较高,在生产中产生的变形热也相对较高,实现控制冷却尤为重要,控制加热温度,在轧制的道次间使用间断冷却,保证产品的综合性能。

在板带材中应用的控制轧制技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数,改善钢材的强度、韧性、焊接性能。

该项技术问世20年来,经过不断地完善和巩固,已经逐步扩展应用到海洋结构用钢、线棒材、型材等各个领域。

[关键词]控轧控冷机理;特点;必要性;工艺参数;扩展应用高速线材;加热温度;控轧控冷Abstract :Describes the mechanism of controlled rolling and cooling to control the rolling of th e advantages and disadvantages. Controlled rolling compared with the traditional rolling; bec ause of various steel and users are increasingly demanding high performance, making the nee d for the application of controlled rolling increases. Application of high-speed wire rod rollin g is mainly controlled cooling process, the technology is the core temperature control by heati ng, cooling before rolling and finishing mill in water-cooled, water cooled after finishing mill, cooling line temperature and other parameters to achieve controlled rolling .As compared to t he other wire of the rolling speed is high,the deformation generated in the pooduction of heat is relatively high,the cooling is particularly important to achieve control,control heating temp erature,the rolling is particularly important to achieve control,control heating temperture,the rolling of the use of intermittent cooling between passes,to ensure that the intergrated produc t properties (tensile strength, hardness, etc.). In the application of plate and strip rolling techn ology is the core of the control during rolling by controlling the heating temperature, the rolli ng process, the cooling conditions, process parameters, to improve the steel's strength, toughn ess, weldability. Advent of this technology for 20 years, through continuous improvement and consolidation, has been gradually extended to the marine structural steel, wire rods, profiles a nd other fields.Keywords: mechanism,characteristics,necessity,process parameters,extension usin g the high speed wire rod, heating temperature,controlled rolling and cooling1引言控制轧制(C-R)和控制冷却(C-C)技术的研究始于1890年二次世界大战的德国,当时科研人员对钢铁产品的加热工条件、材质及显微金相组织之间的关系进行了非系统的零散研究。

热轧钢板的控轧与性能控制技术研究

热轧钢板的控轧与性能控制技术研究

热轧钢板的控轧与性能控制技术研究热轧钢板是现代制造业中必不可少的材料之一。

从建筑物的骨架到汽车底盘的构造,热轧钢板都扮演着重要的角色。

由于热轧钢板的工艺复杂,而且具有很高的要求,因此控轧与性能控制技术对于钢材的制造和应用是至关重要的。

本文将会探讨热轧钢板的控轧与性能控制技术,并分析其在钢材制造和应用中所起的关键作用。

一、热轧钢板的控轧技术热轧钢板制造中的控制问题主要有两个:一是轧机工艺的控制,二是成形过程中的控制。

钢材的制造既要保证品质,又要保证生产效率,这就需要在生产过程中进行精细的控制。

轧机工艺的控制轧机工艺的控制主要是指轧制参数的控制。

热轧钢板的制造,需要在很高的温度下进行,其中轧制参数极为重要。

在控制轧制参数时,需要注意以下几点:1. 温度控制轧制温度是热轧制过程中的一个重要参数。

温度过高会导致钢材结构较粗,而温度过低则会使钢材在轧制过程中断裂。

因此,温度的控制至关重要。

目前,温度控制技术主要采用辐射测温法和红外线测温法。

这两种方法都可以对钢材的表面温度进行快速、准确的测量。

2. 变形控制变形是钢材制造过程中不可避免的过程,也是钢材调整组织和性能的重要环节。

在此过程中,应控制好钢材的变形量,以达到钢材成形的目的。

目前,变形控制主要采用厚度和平均应变控制技术。

通过厚度和平均应变的控制,可以控制好钢材的变形量,从而制造出符合要求的钢材。

3. 应变速率控制应变速率是指单位时间内的变形量。

应变速率过高会导致钢材的塑性变差,而应变速率过低则无法得到良好的钢材成形。

因此,应变速率的控制在热轧钢板的制造过程中非常重要。

目前,应变速率控制主要采用卷钢频率控制法和压下频率控制法。

这两种方法可以控制锻打机的运行频率,从而控制应变速率。

成形过程的控制在热轧钢板的成形过程中,除了控制好轧制参数,还要控制好成形过程中的变形和应变速率。

一般来说,成形过程中的控制主要包括以下几点:1. 薄板过程控制薄板过程控制是指在制造薄板过程中对变形的控制。

控轧控冷在18#热轧球扁钢中的应用

控轧控冷在18#热轧球扁钢中的应用

控轧控冷在18#热轧球扁钢中的应用作者:王泰来刘中成韩文涛来源:《商品与质量·学术观察》2013年第10期摘要:本文利用不同冷却方式对开轧、精轧和终轧温度进行控制,对粗轧、精轧各道次压下量合理分配,在保证球扁钢外形尺寸的前提下,增加精轧压下量以提高静态回复再结晶驱动力,从而达到细化晶粒目的,最终,在提高强度的同时提高其韧性。

关键词:球扁钢控制轧制控制冷却1.前言:2008年初,济钢中型轧钢厂成功开发出18#热轧球扁钢,随后又陆续开发出16#、14#、20#、22#等规格。

球扁钢主要用于船舶制造,海洋工程等;近几年,随着造船业和海洋工程的快速发展,全球对球扁钢的需求逐年增加,却增加势头迅猛,我国虽然是产钢大国,但球扁钢前些年仍然需要进口;近几年,随着我国钢铁业的飞速发展,国内钢铁企业的技术实力明显加强,不断有型钢厂成功开发出热轧球扁钢;另外,其高附加值仍诱惑着国内许多型钢厂在继续开发;就目前,国内已成功开发出球扁钢的企业有重钢、邢钢、涟钢、济钢等;这势必将加剧球扁钢的市场竞争,所以,未来,产品质量将成为球扁钢生产企业之间争夺市场的法宝。

球扁钢因其形状的特殊性决定了其要保证成品尺寸合格,就不可避免成品和成品前道次压下率在临界变形范围(2%~10%)内,这就给轧钢技术人员带来挑战,本文结合现场实际,首次将控轧控冷技术带入热轧球扁钢的生产实际中。

2.主要装备介绍:端进侧出推钢汽化冷却蓄热式加热炉,加热能力为50t/h;ф540/1500mm*2三辊轧机,ф460/1100mm*2+ф450/1100mm二辊精轧机,横列式布置;在精轧ф460k3轧机与中轧ф540二架轧机之间有控冷系统;在ф450成品轧机后有水雾冷却系统,强度可调;拉钢式大冷床,配有水雾冷却装置;两架ф550十辊悬臂式矫直机等。

3.实验内容过程:3.1实验用钢化学成分:试验用钢以济钢150mm连铸方坯为原料,化学成分完全按照GB/T9945-2001热轧球扁钢标准进行设计,同时考虑各合金元素在钢中的作用不同在标准范围内进行有所偏重,在船用球扁钢用钢中,以其中用量大,代表性强的两种钢B和A36为试验用钢,成分设计时为了提高钢的冲击韧性, B需要严格控制S、P含量,以提高钢的纯净度,A36在控制S、P的同时,采用Nb、V、Ti复合细化晶粒手段来提高韧性,其熔炼成分如表1:表1 船用热轧球扁钢AH36和B的化学成分牌号化学成分%C Mn Si P S Nb V TiB 0.12 0.96 0.26 0.014 0.002A36 0.13 1.45 0.28 0.010 0.003 0.034 0.051 0.0123.2球扁钢生产工艺流程:坯料加热→高压水除鳞→φ540Ⅰ架粗轧→φ540II架中轧→水冷→φ460×2精轧→φ450成品轧制→水幕冷却→锯切→水雾冷却→矫直→质量检查→包装打捆带锯锯切→称重挂牌入库。

单机架轧机控轧控冷生产中厚板的节能工艺

单机架轧机控轧控冷生产中厚板的节能工艺

单机架轧机控轧控冷生产中厚板的节能工艺摘要:轧机控轧主要的目的就是在热轧的条件下生产出一些比较好的钢材,韧性不仅仅要好,强度也要高。

对轧机控轧的方法主要就是有两种。

轧机控轧的主要作用就是要细化铁素的晶粒,提高钢材的硬度和韧性,对其不良的地方要不断的改善。

若是想要单机架的后板提高就一定要对轧机控轧进行控制,因为轧机控轧会对后板轧机的产量有很大的影响,并且对双机架也有一定的影响。

为了提高轧机控轧的产量,主要就是采用交叉轧制,能够缩短中间的冷却的时间和控制冷却等等措施,另外还有综合加热等等方面控制节能。

由此可见对钢板建设最有用的措施控轧控冷的工艺。

本文主要就针对单机架轧机控轧控冷生产中厚板的节能工艺进行了探讨,以供参考。

关键词:单机架轧机控轧控冷生产节能工艺由于人们对控制轧制和控制冷却的机理认识在不断的深化,并且经济的水平也在不断的提高,现代化的生产水平和检验手段越来越高超,使其控制轧制和控制冷却的技术也被要求不断在完善。

主要就是被应用于钢材的生产中,特别是在中厚板的生产中是最为普遍的。

在日常的生产中就会发现,轧机控轧对轧机的产量影响是比较大的,在目前很多的国家中,在对中厚板的生产过程中都是去开发比较适合自己家生产的轧制方案,在轧制的过程中最好在配合上冷却的装置,更加完美,使得产品能够更加的强韧,并且并没有比较高的成本损耗,又提高竞争的能力。

控轧控冷在不断的被完善和发展,另外在加上一些现代化的技术和手段不仅仅能够生产出低碳的钢,并且还能够生产出含有合金元素的高强度的钢。

并且这些设备配合使用,还能够生产出高碳钢和合金钢。

这些钢能够广泛的应用于板材和带材的生产,还能够用于棒材和型材等等型号材料的生产。

还能够用于生产铁素体珠光体钢,还能够生产低碳贝氏体钢。

1 控轧控冷的相关作用控轧控冷的技术首先就是要在后板的生产中得到广泛的应用,控轧控冷的技术生产的中厚板,也能够用来制造石油、天然气输送关心和采油的平台等等,还有一些桥梁、船舶和具有压力的容器等等一些大型工程的设备。

控轧控冷技术的发展及在钢管轧制中应用的设想

控轧控冷技术的发展及在钢管轧制中应用的设想
就之 一 [ 。
写 T P技 术是 随着钢铁 材料性 能的提 高 和新 钢 种 MC )
开发 的需要 而产 生 的 ,并 随之 得到 了持 续 的发 展 与
应 用 ,其 可在不 降低 韧性 的前 提下 获得更 高 的强度
王 国栋 ( 9 2 ) 14 一 ,男 ,教 授 ,博 士 生 导 师 ,中 国工 程 院 院士 ,中 国金 属 学 会 常 务理 事 ,中 国金 属 学 会 轧 钢 学
在 T P技 术 的发 展 历 程 中 ,人 们 首 先 认 识 MC 到 的是控 制轧 制 。控 制轧制 是 一种用 预定 的程序 来
控 制热 轧 钢 的变形 温度 、压 下量 、变 形道 次 、变 形
会副理事长 、轧制理论学术委 员会 主任 。长期从事钢铁 材料轧制理论 、工艺 、自动化等领域的应用基础和工程 技术研究。先后 主持 和完成多项 国家重点基础研究发展 计划 ( 7 ) 目、高技术 研究 发展计划 (6 ) 目、国 9 3项 8 3项
时间
( 例如 N ) b 是为了提高奥氏体 的再结晶温度 ,使奥 氏体在 比较 高 的温度下 还 处于未 再结 晶区 ,从 而增 大奥 氏体在 未再 结 晶区 的变形量 ,实现奥 氏体 的硬 化。 仅 通过控 制 轧制对 钢材 性能 的提 高有一 定 的局 限性 。比如 “ 温大 压 下 ” 长 久 以来 形成 的 “ 低 与 趁热 打铁” 的传统观念背道而驰 ,它必然受到设备能力 等 条件 的 限制 。操 作方 面 的 问题 也不 容 回避 。为 了 突破控 N ̄N 的限制 ,同时也是 为 了进一 步强 化钢 F L 材 的性 能 ,在控 制轧制 的基 础上 ,又 开发 了利用 轧 材余 热 进行 热处 理 的控 制冷 却技 术 。控制冷 却 的核

控制轧制和控制冷却技术

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。

控轧控冷技术在钢材生产中的应用

控轧控冷技术在钢材生产中的应用

控轧控冷技术在钢材生产中的应用马明珍(辽宁科技大学,材料成型及控制工程)[摘要]:钢材生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP 技术是改善组织和力学性能的重要手段。

控制轧制用于控制奥氏体晶粒大小和形态,控制冷却用于控制相变组织类型,促进了细化晶粒和相变强化。

本文简述了控制轧制和控制冷却在管线材成产、中厚板生产、棒线材生产中的应用。

分析了目前国内TMCP的现状以及发展前景及趋势。

[关键词]:控制轧制;控制冷却;组织;管线材;中厚板;棒线材Application of controlled rolling and controlled cooling in steel production(Institute of equipment manufacturing of Liaoning Technology School,Yingkou,1233010109)Abstract:Medium plate production of controlled rolling and controlled cooling and TMCP of combining technology is important means to improve organization and mechanical properties. Control is used to control the austenite grain size and shape of rolling, controlled cooling is used to control the phase transition of tissue types, promoted the refine the grain size and phase transformation strengthening. This article has summarized the controlled rolling and controlled cooling in the plate to produce, the application of the wire rod, tube, wire production. Analysis of the current domestic status quo and the development prospect and trend of TMCP.Key Words:Controlled rolling; Controlled cooling; Organization; The thick plate; Tube wire; Rod wire1.引言:21世纪80年代以来,高速线材的轧制速度己突破100m/s,由于轧制速度的提高,导致轧件的温升增加,使终轧温度高于1000℃,线材成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。

控轧控冷

控轧控冷

关于对控轧控冷与正火的认识1、TMCP技术TMCP(Thermo Mechanical Controlled Processing: 热机械控制工艺)技术是以控制轧制和控制冷却技术相结合的特点,也就是低温轧制和在线热处理的综合处理手段,在控制形变组织的基础上,又控制随后的冷却速度,获得理想的相变组织。

其要点是将连铸坯低温加热到1000℃左右,在具有较小晶粒的奥氏体区开始轧制,在适当的Ar3温度附近的亚稳态奥氏体区或γ+α两相区变形。

随后控制冷却,使加工后未再结晶组织进行恒温转变,通过晶粒内变形带上形成的大量晶核,实现细晶铁素体的转变。

在同样的变形量下,恒温转变温度越低,铁素体的形核率越高,组织晶粒越细。

TMCP技术的实质就是传统的形变热处理工艺在轧制生产中在线完成,从而得到高强度化及高韧性化。

各种轧制程序的模式图,如图1—1所示:(1)控制轧制的类型[3]控制轧制(Controlled Rolling)是通过严格控制热轧工艺参数,充分发挥微合金元素的作用,以达到细化晶粒、改善钢的组织结构和机械性能的目的,从而可直接轧制成材和取消一些热处理工序,取得节能降耗的效果。

最初的控制轧制是在奥氏体低温区进行大的压下量,它是指在比常规轧制温度稍低的条件下,采用强化压下和控制冷却措施来提高热轧钢材的强度和韧性等综合性能的一种轧制方法。

现在人们对控制轧制广义地解释为是通过微合金化处理,从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程实行最佳控制的全新工艺,以控制奥氏体状态和相变产物的组织状态,达到改变钢板的综合机械性能的目的。

控制轧制技术多用于结构钢生产中,因为对结构钢的要求是高强度、高韧性和良好的焊接性能。

而为使结构钢获得最佳综合性能,最好的方法是使钢的晶粒细化,主要是细化铁素体晶粒,它可以通过两种途径来完成:一种是细化奥氏体晶粒,然后通过相变得到细化的铁素体晶粒;另一种是直接细化铁素体晶粒。

这两种方法的机理是不同的,细化奥氏体的机理首先要细化原始奥氏体晶粒,即从加热温度、加热时间和加入微量合金元素这三方面入手,然后采用形变再结晶的方法。

《2024年热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》范文

《2024年热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》范文

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》篇一热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究一、引言随着现代工业的快速发展,复合材料因其独特的物理和化学性能在众多领域得到了广泛的应用。

其中,Ti/Al/Mg复合板因其高强度、轻质、耐腐蚀等特性,在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有巨大的应用潜力。

本文旨在研究热轧制备Ti/Al/Mg 复合板的工艺及其组织性能,为该类复合材料的实际应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料准备本研究选用纯钛(Ti)、纯铝(Al)和纯镁(Mg)作为原材料,按照一定比例进行混合,制备成Ti/Al/Mg复合板。

2. 热轧制备采用热轧工艺,对混合后的材料进行高温轧制,轧制温度、轧制压力等工艺参数根据实际情况进行调整。

3. 组织性能检测采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等设备对复合板的微观组织进行观察;同时,对复合板的力学性能、耐腐蚀性能等进行测试。

三、实验结果与分析1. 微观组织观察通过金相显微镜观察,发现热轧后的Ti/Al/Mg复合板具有明显的层状结构,各元素分布均匀。

扫描电镜和透射电镜的观察结果进一步证实了这一结论,同时揭示了复合板内部存在一些细小的第二相颗粒。

2. 力学性能测试经过拉伸试验,发现Ti/Al/Mg复合板具有较高的抗拉强度和屈服强度,这主要归功于其层状结构和细小的第二相颗粒。

此外,该复合板还具有较好的延伸率,显示出良好的塑性变形能力。

3. 耐腐蚀性能测试通过盐雾试验和电化学腐蚀试验,发现Ti/Al/Mg复合板具有优异的耐腐蚀性能。

这主要得益于其表面形成的致密氧化膜,有效阻止了腐蚀介质的侵入。

四、讨论本研究表明,通过热轧工艺可以成功制备出具有优异组织性能的Ti/Al/Mg复合板。

其高强度、轻质、耐腐蚀等特性使其在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有广泛的应用前景。

此外,该复合板的层状结构和细小的第二相颗粒对其力学性能和耐腐蚀性能的提高起到了关键作用。

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》范文

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》范文

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》篇一热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究一、引言随着现代工业技术的快速发展,复合材料在航空、航天、汽车等领域的应用日益广泛。

Ti/Al/Mg复合板作为一种重要的复合材料,因其优良的力学性能和物理性能,被广泛应用于这些领域。

热轧是制备这种复合板的重要工艺之一,其过程涉及到金属的塑性变形、组织结构和性能的优化。

本文将针对热轧制备Ti/Al/Mg 复合板的过程,以及其组织性能进行研究,以期为相关领域的科研工作者和生产技术人员提供参考。

二、材料与方法1. 材料选择本实验选用的Ti/Al/Mg复合板由纯钛、纯铝和纯镁通过轧制工艺制备而成。

各金属的厚度比例和化学成分根据实验需求进行设计。

2. 制备工艺(1)轧制前处理:对各金属板材进行表面处理,去除杂质和氧化物,保证轧制过程的顺利进行。

(2)轧制过程:采用热轧工艺,控制轧制温度、轧制速度和轧制力等参数,使各金属板材在高温下进行塑性变形,形成复合板。

(3)后处理:对轧制后的复合板进行退火处理,消除内应力,提高材料的力学性能。

3. 检测方法采用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等手段对Ti/Al/Mg 复合板的组织结构进行观察和分析;采用拉伸试验、硬度测试等手段对其力学性能进行检测和评价。

三、结果与讨论1. 组织结构分析(1)X射线衍射结果表明,热轧制备的Ti/Al/Mg复合板中各金属相的晶格结构清晰可见,无明显相分离现象。

(2)金相显微镜和扫描电镜观察发现,热轧过程中各金属板材的塑性变形均匀,界面结合紧密,无明显孔洞和裂纹等缺陷。

2. 力学性能分析(1)拉伸试验结果表明,Ti/Al/Mg复合板具有较高的抗拉强度和延伸率,显示出良好的力学性能。

(2)硬度测试结果显示,复合板的硬度分布均匀,且高于单一金属的硬度。

这表明热轧过程中各金属的塑性变形和界面结合有利于提高材料的力学性能。

3. 影响因素分析(1)轧制温度对Ti/Al/Mg复合板的组织结构和性能具有重要影响。

《不锈钢复合板热轧仿真模拟》范文

《不锈钢复合板热轧仿真模拟》范文

《不锈钢复合板热轧仿真模拟》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,不锈钢复合板作为一种重要的金属材料,在建筑、化工、造船、汽车等众多领域中得到了广泛应用。

其生产过程中,热轧是关键环节之一。

然而,由于热轧过程的复杂性,实际生产中常会出现一系列问题。

因此,对不锈钢复合板热轧过程进行仿真模拟显得尤为重要。

本文将针对不锈钢复合板热轧仿真模拟进行详细介绍,以期为相关领域的科研工作者和生产实践者提供参考。

二、不锈钢复合板概述不锈钢复合板是一种由两种或多种不同材质的金属板材通过复合工艺制成的材料。

其优点在于结合了不同金属的优点,具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、抗冲击性等特性。

不锈钢复合板广泛应用于石油、化工、海洋工程、桥梁建筑等领域。

三、热轧工艺及原理热轧是金属板材加工的重要工艺之一,其原理是通过加热金属板材至一定温度,使其塑性增强,然后通过轧机进行轧制,使金属板材达到所需的形状和尺寸。

在不锈钢复合板的生产过程中,热轧环节对于保证产品的质量、提高生产效率具有重要意义。

四、不锈钢复合板热轧仿真模拟4.1 仿真模拟的必要性不锈钢复合板热轧过程中涉及到的物理、化学变化复杂,实际生产中难以准确控制。

通过仿真模拟,可以更加直观地了解热轧过程中的温度场、应力场、组织变化等关键因素,为实际生产提供指导。

4.2 仿真模拟的方法目前,常用的不锈钢复合板热轧仿真模拟方法包括有限元法、离散元法等。

其中,有限元法在处理复杂问题时具有较高的精度和效率,被广泛应用于金属板材热轧仿真模拟中。

4.3 仿真模拟的过程不锈钢复合板热轧仿真模拟的过程主要包括建立模型、设定参数、求解计算和结果分析等步骤。

其中,建立准确的物理模型是关键,需要考虑到材料的物理性质、热性质、力学性质等因素。

设定合理的参数对于仿真结果的准确性具有重要意义。

求解计算则需要借助专业的仿真软件进行。

最后,根据仿真结果对热轧过程中的温度场、应力场、组织变化等进行详细分析。

五、仿真模拟在不锈钢复合板热轧中的应用5.1 优化热轧工艺参数通过仿真模拟,可以准确预测不同热轧工艺参数对产品性能的影响,从而优化热轧工艺参数,提高产品的质量和生产效率。

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》

《热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究》篇一热轧制备Ti-Al-Mg复合板与组织性能研究一、引言随着现代工业的快速发展,金属复合材料因其独特的物理和化学性能,在航空、航天、汽车、船舶等工业领域的应用日益广泛。

其中,Ti/Al/Mg复合板因具有优异的机械性能和耐腐蚀性而备受关注。

热轧作为制备金属复合材料的重要工艺之一,对复合板的组织性能具有重要影响。

本文以热轧制备Ti/Al/Mg复合板为研究对象,通过实验和理论分析,研究其组织性能及影响因素。

二、实验材料与方法1. 材料选择本实验选用纯度较高的钛(Ti)、铝(Al)和镁(Mg)作为原料,通过轧制工艺制备Ti/Al/Mg复合板。

2. 实验方法(1)制备工艺:将Ti、Al、Mg分别进行预处理后,按照一定比例进行叠层,然后进行热轧制。

(2)组织观察:采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段观察复合板的组织结构。

(3)性能测试:对复合板进行拉伸、硬度等性能测试。

三、热轧制备过程及组织性能分析1. 热轧制备过程热轧过程中,温度、压力和时间等参数对复合板的组织性能具有重要影响。

适当提高轧制温度和压力,可提高金属间的结合力;同时,控制轧制时间,避免过高的温度和压力对金属性能产生负面影响。

2. 组织性能分析(1)金相观察:通过金相显微镜观察Ti/Al/Mg复合板的组织结构,可发现复合板具有明显的层状结构,各金属间结合紧密,无明显的缺陷和孔洞。

(2)扫描电子显微镜观察:扫描电子显微镜可进一步观察复合板的微观结构,发现各金属间存在一定程度的扩散和反应,形成冶金结合。

(3)性能测试:拉伸测试表明,Ti/Al/Mg复合板具有优异的拉伸性能和韧性。

硬度测试表明,复合板的硬度较高,且随金属成分的增加而增大。

此外,复合板还具有良好的耐腐蚀性。

四、影响因素及优化措施1. 影响因素(1)轧制温度:轧制温度过高或过低都会影响金属间的结合力和复合板的性能。

(2)轧制压力:压力过大会导致金属变形过大,产生内部应力;压力过小则会影响金属间的结合力。

Q235钢控轧控冷制造超级钢轧制试验

Q235钢控轧控冷制造超级钢轧制试验

泰钢利用控轧控冷技术成功的将Q235钢轧制 出了晶粒度12级,晶粒尺寸达到约5斗m的超细晶 钢。产品的屈服强度达到400MPa级、综合力学性能 指标达到了Q345的水平。控轧控冷生产Q235超级 钢最佳工艺参数为:加热炉奥氏体化温度(1210± 20)℃,粗轧开轧温度(1130±20)oC,粗轧终轧温度 (1020 4-20)℃,热卷箱出口(990±10)℃,F3一F5总 变形量不小于37%。精轧终轧温度(800 4-10)oc。卷 取温度(580 4-lO)oC。生产的超级钢合金元素低、碳 含量低、生产成本低,为国家提倡的洁净钢。将该工 艺试验参数运用于生产,取得了良好的经济效益。
d_-一晶粒直径尺寸【11。
其中,细化晶粒是最有效的方式,它不仅能显著
的提高强度,而且可以显著地降低韧脆转变温度,从
而提高材料的可靠性。
通过控制钢坯的奥氏体化温度、轧制温度、轧制
速度、变形量、轧后冷却温度和冷却速度等工艺参
数,使钢坯的热轧制变形过程与强化相变改善钢带
组织状态过程有机的结合起来,从而可实现金属材
作者简介:陈培敦(1972一),男,山东郓城人,1997年毕业于北京首钢 工学院钢铁冶炼专业。现为山东泰山钢铁有限公司副总经理,高级 工程师,在读博士。
度和冷却制度,并根据每轮试验结果调整工艺参数。 (1)加热工艺。为降低超细晶粒钢原始奥氏体晶
粒尺寸,并保证粗轧机和精轧机不超负荷运行,制定 了合适的加热制度,加热目标温度按(1210±20)℃ 控制。(2)粗轧工艺。调整轧机速度,控制粗轧终轧温 度,实施较低温大压下轧制。(3)精轧工艺。采用在 Ar3临界点附近进行累积大变形轧制。使用红外线 测温仪测量机架间温度,根据终轧温度控制机架间 冷却水。(4)轧后冷却。车L制后采用前段冷却,以使铁 素体快速析出,提高强度。(5)卷取工艺。卷取张力比 传统轧制提高5%。 2。3试样的截取
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第43卷2015年7月第7期第62-67页材 料 工 程Journal of Materials EngineeringVol.43Jul.2015No.7pp.62-67利用控轧控冷技术开发热轧不锈钢复合板的实验研究Experimental Study on Hot Rolled Stainless Steel CladPlate Produced by TMCP李 龙,祝志超,张心金,刘会云(中国第一重型机械股份公司能源装备材料科学研究所,天津300457)LI Long,ZHU Zhi-chao,ZHANG Xin-jin,LIU Hui-yun(Materials Research Institute for Energy Equipment,China First Heavy Industries,Tianjin 300457,China)摘要:使用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Q345R的奥氏体连续冷却相变(CCT)行为,利用二辊可逆试验轧机进行了系列控制轧制控制冷却(TMCP)实验,开发出了不锈钢(316)/低碳钢(Q345R)复合板。

较合理的工艺为:在奥氏体再结晶区进行轧制,终轧温度为1000~1050℃,总压下量为75%,轧后以0.2~7℃/s的速率冷却至450℃以下后空冷,随冷却速率的增加,Q345R钢板的显微组织从铁素体(F)+珠光体(P)向铁素体(F)+贝氏体(B)过渡,屈服强度范围330~430MPa,抗拉强度范围为535~595MPa,0℃的冲击吸收功高于50J;复合板界面结合强度大于350MPa,抗弯性能合格。

关键词:控制轧制控制冷却;连线转变曲线;不锈钢复合板;力学性能doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.07.011中图分类号:TG142.1 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2015)07-0062-06Abstract:Continuous cooling transformation(CCT)behavior of low carbon steel Q345Rwas investi-gated using a Gleeble-3500thermo-mechanical simulator.A series of thermo-mechanical controlprocess(TMCP)experiments were carried out by a two-roll reversing rolling mill with acceleratedcooling system.Stainless steel(316)/low carbon steel(Q345R)clad plate was developed.The reason-able process is:rolling at the austenite recrystallization zone,and finish rolling at 1000-1050℃withtotal reduction rate 75%followed by accelerated cooling of 0.2-7℃/s to below 450℃and then aircooling,as the increasing of cooling speed,the microstructure of Q345Rsteel transforms from ferrite(F)plus pearlite(P)to ferrite(F)plus bainite(B),yield strength is 330-430MPa,tensile strength is535-595MPa,average Charpy V Notch(CVN)energy at 0℃higher than 50J,the interface bondingstrength of the composite plate is greater than 350MPa,and the bending performance is qualified.Key words:TMCP;CCT curve;stainless steel clad plate;mechanical property 不锈钢/低碳钢复合板既具有不锈钢的耐腐蚀性,又具有低碳钢良好的可焊性、成形性和导热性,同时可节约大量Ni、Cr等贵重金属,因而被广泛用于石油、化工、海洋工程、运输、电力等行业,用于取代全不锈钢,具有巨大的社会经济效益[1-4]。

随着国民经济的发展,石油化工、海洋工程及舰船等领域对高品质大规格金属复合板的需求日益增加。

日本JFE公司通过热轧复合已经成功地生产了宽度超过5000mm的不锈钢复合板,这种复合钢板的厚度为84mm(基层板厚度为80mm,不锈钢复层厚度为4mm)。

在这种复合钢板轧制过程中,为了达到均匀轧制并获得良好的力学性能,应用了如自动厚度控制技术、高温均匀加热技术、控制轧制及控制冷却(TM-CP)等先进技术[2]。

目前,日本、欧美等国家的金属复合板(包括不锈钢、铜合金、镍基合金以及钛合金复合板)生产技术已经定型为热轧复合成形技术,产品也逐渐向大规格高品质方向发展;而我国通过热轧技术只能生产小规格的不锈钢复合板,厚度超过50mm,宽度超过3000mm的宽幅热轧金属复合厚板主要依赖进口。

国内大多采用直接热轧[5]或者轧后热处理的工艺制度[6,7],钢材的性能潜力无法充分发挥,而采用TM-CP技术不但可以减少合金元素含量,代替常规轧制的轧后热处理,简化生产工艺,提高生产效率和降低成本[3,4],还可以提高不锈钢复合板的综合性能。

目前,第43卷 第7期利用控轧控冷技术开发热轧不锈钢复合板的实验研究有关利用TMCP技术开发不锈钢复合板的生产还鲜有报道,而TMCP技术的开发为提升我国特厚金属复合板的应用及装备制造水平具有重要意义。

本工作研究了低碳钢Q345R的连续冷却相变行为和组织变化规律,利用二辊可逆轧机进行了系列TMCP实验,研究了冷却工艺参数对不锈钢复合板显微组织和力学性能的影响,所得结果可为简化复合板生产工艺、提高生产效率,开发国内尚属空白的特厚不锈钢复合板技术提供实验数据和理论依据。

1 实验材料与方法实验用316(0Cr17Ni12Mo2)不锈钢(复材)的化学成分(质量分数/%,下同)为:C 0.05,Si 0.64,Mn 1.20,P 0.046,S 0.013,Cr 16.40,Ni 10.16,Mo 1.96,Fe余量;Q345R低碳钢(基材)的化学成分为:C 0.16,Si 0.37,Mn 1.44,P 0.013,S 0.002,Fe余量。

使用Gleeble-3500模拟试验机测试实验钢在不同冷却速率下的连续冷却转变行为。

热模拟实验尺寸为6mm×10mm。

实验在氦气保护环境下进行,以5℃/s将试样加热到1200℃,保温5min,之后以1℃/s冷却到1100℃,在此温度下进行单道次压缩,应变速率为1s-1,应变量为0.4,然后以不用冷却速率连续冷却至室温,通过膨胀法结合金相组织确定相变温度,工艺示意图见图1(a)。

图1 实验用钢的工艺制度 (a)Q345R的热模拟工艺;(b)不锈钢复合板的TMCP工艺Fig.1 Processing conditions of the tested stainless steel clad plate(a)hot simulation process for Q345R;(b)TMCP for stainless steel clad plate TMCP实验中的316不锈钢的尺寸为300mm×300mm×10mm,Q345R低碳钢的尺寸为300mm×300mm×90mm。

将316和Q345R的待复合面机械加工至一定的粗糙度后,采用夹层方式进行组坯,原始厚度为200mm,四周焊接后进行抽真空处理[5],真空度为0.1Pa。

将密封后的复合板坯加热至1200℃保持2h后在两辊热轧机上进行轧制,开轧温度大于1150℃,终轧温度控制在1000~1050℃之间。

采用5道次轧制,轧制规程:200→165→125→95→70→50(mm)。

终轧后,轧件立即进入控制冷却装置进行冷却,冷却速率选择为0.2(空冷),5,10,15℃/s,终冷温度控制为500℃,工艺制度见示意图1(b)。

实验过程中,采用手提红外测温仪测试轧件表面温度,误差为±15℃。

2 结果与分析2.1 Q345R奥氏体连续冷却转变行为图2为Q345R奥氏体连续冷却转变曲线,不同冷却速率下的显微组织如图3所示。

当冷却速率为0.2℃/s时,组织为铁素体和珠光体,当冷却增加到1℃/s时,组织中除了铁素体和珠光体之外,出现了大量的贝氏体组织;当冷速继续增大到5℃/s时,珠光体和铁素体的含量很少,组织主要为贝氏体;当冷速进一步增加,试样中除了贝氏体之外还出现了马氏体组织。

冷却速率的增加使得硬度也逐渐增加,从图2可以看图2 实验钢Q345R在变形条件下的连续冷却转变曲线Fig.2 CCT diagram of the Q345Rexperimentalsteel under hot deformation36材料工程2015年7月图3 冷却速率对Q345R钢显微组织的影响 (a)0.2℃/s;(b)1℃/s;(c)5℃/sFig.3 Effect of cooling rate on microstructures of the Q345Rexperimental steel (a)0.2℃/s;(b)1℃/s;(c)5℃/s出,铁素体+珠光体硬度大约为181HV,而冷却速率增加到10℃/s,形成的贝氏体硬度增加到了282HV。

从图2可以看出,Q345R钢中贝氏体的工艺窗口较宽,有利于复合板获得体积分数较多的贝氏体组织。

贝氏体组织的存在不但可以提高材料的强度级别,还可以改善材料的成形性能[8,9]。

另外,在生产厚度较厚的复合板时,可以通过加速冷却在复合板的表层获得一定厚度的贝氏体组织,而心部仍保持为韧性好的铁素体,在提高复合板整体强度的同时,保证其优良的成形性。

2.2 TMCP工艺下复合板的组织在TMCP工艺设计中,轧制都集中在易于变形的奥氏体再结晶区进行,通过再结晶及随后的冷却对晶粒尺寸及组织组成进行控制,以保证钢板的力学性能。

表1列出了TMCP实验过程中的实测工艺参数,其中ST为开轧温度,FT为终轧温度,冷却速率取平均值,FCT为加速冷却的终冷温度。

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