线材生产中的控轧和控冷工艺
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。
钢材控制轧制和控制冷却技术
2）一道次压下率越大，越易产生变形带，越易获得均匀组织。 ）一道次压下率越大，越易产生变形带，越易获得均匀组织。 体晶粒尺寸（ ） ⑤、未再结晶区材料强度由固溶强化（ σ sh）和F体晶粒尺寸（d） 未再结晶区材料强度由固溶强化（ 体晶粒尺寸 等决定。 等决定。
§2控轧控冷理论
3、变形条件对A 变形条件对A
→ P转变的影响
r1的影响
变形使P体转变加速，从而使钢的淬透性变坏。 （1）、变形使P体转变加速，从而使钢的淬透性变坏。 （2）、变形对A 变形对A
§2控轧控冷理论
4、铁素体的变形与再结晶 （1）F体热加工中的组织变化 ①、F体热加工应力—应变曲线 体热加工应力 应变曲线 ②、F体热加工软化方式 ③、亚晶尺寸d 亚晶尺寸d （2）F体在变形间隙时的组织变化 ①、F体发生静态回复和再结晶软化 1）静态再结晶有条件的： > ε s 静态再结晶有条件的： ε 为临界值） （ε s为临界值） 2）影响静态再结晶的因素 ②、F体再结晶晶粒大小
§2控轧控冷理论
（2）位错强化 加工硬化是位错强化的外部表现 （3）沉淀强化 低合金钢中加入微量Nb、 低合金钢中加入微量Nb、V、Ti等元素，可形成碳化物、氮化物或碳氮化 Nb Ti等元素，可形成碳化物、 等元素 物，在轧制时或轧后冷却时，它仍析出 在轧制时或轧后冷却时，它仍析出——第二相沉淀强化 第二相沉淀强化 （4）晶界强化 晶粒越细小，晶界相对越多，晶界对为错的运动的阻力越大。 晶粒越细小，晶界相对越多，晶界对为错的运动的阻力越大。 1 霍尔—佩奇公式： 霍尔 佩奇公式： σ s = σi + Ki D 佩奇公式
控轧控冷工艺基本原理
控轧控冷工艺基本原理控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却条件来调控钢材的组织和性能的加工工艺。
其基本原理是通过控制轧制温度、变形程度和冷却速度等参数，实现对钢材组织和性能的调控。
1. 控轧工艺原理控轧是指在钢材的轧制过程中，通过调整轧制温度和变形程度等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控轧工艺的基本原理是通过控制轧制温度和变形程度，调整钢材的晶粒度、相组成和形貌等因素，从而实现对钢材性能的调控。
在控轧过程中，调整轧制温度可以影响钢材的晶粒度和相组成。
通过控制轧制温度的高低，可以实现晶粒细化或粗化，进而影响钢材的力学性能和韧性。
同时，调整轧制温度还可以改变钢材中的相组成，如奥氏体、铁素体和贝氏体等的含量和分布，从而调节钢材的强度、硬度和耐腐蚀性能。
控轧过程中的变形程度也对钢材的组织和性能产生重要影响。
通过控制变形程度，可以实现钢材的晶粒细化、相变和组织调控。
在轧制过程中，钢材受到外力的变形，晶粒会发生形变和细化，从而提高钢材的强度和韧性。
同时，变形程度还可以引起钢材中的相变，如奥氏体向铁素体的相变，进一步改善钢材的性能。
2. 控冷工艺原理控冷是指在钢材的冷却过程中，通过调整冷却速度和冷却方式等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控冷工艺的基本原理是通过控制冷却速度，调整钢材的组织和性能。
在控冷过程中，调整冷却速度可以影响钢材的相组成和组织形貌。
通过控制冷却速度的快慢，可以实现钢材中相的相变和组织的调控。
当冷却速度较快时，钢材中的相变会受到限制，从而形成细小的相和均匀的组织。
相反，当冷却速度较慢时，钢材中的相变会较为充分，形成较大的相和不均匀的组织。
不同的冷却速度会影响钢材的强度、硬度和韧性等性能。
控冷过程中的冷却方式也会对钢材的组织和性能产生影响。
不同的冷却方式，如空冷、水冷、油冷等，具有不同的冷却速度和冷却效果。
通过选择合适的冷却方式，可以实现钢材组织的定向调控，从而达到钢材性能的要求。
3. 控轧控冷工艺的应用控轧控冷工艺广泛应用于钢材的生产和加工过程中。
高速线材生产中的控轧控冷
综合信息区域治理随着技术的不断进步，高速线材的生产速度越来越快，要想保证轧件的温度，那么控轧控冷就尤为重要，所以合适的控轧控冷参数的确定是评判生产线水平的重要标准。
一、控轧控冷参数的确定控轧分为加热温度控制，加热温度控制,精轧前水冷控制,精轧后水冷控制,精轧机组间水冷控制,吐丝温度控制,风冷线的温度控制。
1.1加热温度控制目前，高层设备的高层设备制造商普遍采用控制轧制技术。
为了实现控制轧制的目的，温度从钢坯脱模时开始进行控制，要求钢坯的加热温度低于常温轧制时的温度。
它可以保证最终产品的质量，同时可以减少钢坯表面的脱碳，节约燃料，降低钢材的生产成本。
现有的线材生产线中，合金钢比例较高，加热炉采用步进式加热炉，其加热功能完全可以满足各种钢种的温度要求。
经过比较分析后，典型的钢种轧制温度是：碳素结构钢980±20℃、合金结构钢960±20℃、弹簧、轴承钢950±20℃。
同时要求钢坯出炉温度均匀,断面温差小于30℃。
1.2轧前水冷为了控制进入精轧机的轧机温度，在轧机前加入水冷罐，降低轧件温度，达到控制轧制的目的。
通过控制水箱内水冷喷嘴的开启度和开启数量，可以使水冷箱温度下降后，降温100-150℃，然后经过一个温度恢复段,使轧件的芯、表温度均匀,温差控制在±30℃左右,不影响下一道次的轧制。
在该机组上理论上计算和设计了高线设备实际检测的水冷参数如下：精加工前的槽长（1套）6.11m，回收段的长度37m，正向水冷喷嘴出水压力300kPa，反向水冷喷嘴出口压力700kPa。
1.3精整线中的水冷为了防止由精轧机的高轧制速度引起的轧制件的温度上升，在精轧机的机架之间增加了水冷装置;为了保证轧件的均匀冷却，将水冷装置安装在滚圆与椭圆框架之间，高速轧机制造商增加了单位间距（900-1200mm），其目的是控制水冷后轧件的温升，以消除轧制由于过高的轧制温度而形成粗糙的晶粒导致线材的缺陷减少。
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。
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。
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
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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！
控轧控冷技术
控轧控冷技术季日楠[摘要]对控制轧制与控制冷却的概念，控制原理，控制轧制与控制冷却在棒线材生产中的应用，意义及发展现状进行了介绍，并对现代棒线材生产中控制轧制与控制冷却所存在的问题进行简单的介绍。
[关键词]控制轧制冷却Abstract：The concept of controlled rolling and controlled cooling, control principle, control rolling and control cooling on Rod wire production, the application of the significance and development situation are introduced, and the modern bar in the production of wire by controlled rolling and controlled cooling problems were introduced simply.Key Words：Control rolling Cooling1 引言自21世纪80年代以来,高速线材的轧制速度已经突破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[1]。
控轧控冷就显得至关重要,它是通过工艺手段充分挖掘钢材潜力,大幅提高钢材的综合性能,它具有节约合金、简化工序、节约能源消耗等优点,由于它具有形变化和相变强化的综合作用所以,它既能提高钢材的强度,又能改善钢材的韧性和塑性。
因此，合适的控轧控冷工艺调节参数是轧制生产线水平高低的重要标志之一。
2控制冷却的特点控制冷却的实质是晶粒细化和相变强化,即在控制轧制之后,对奥氏体分解相变温度区进行某种程度的快速冷却,使相变组织细晶化,甚至相变成新的组织,然后再空冷的工艺。
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
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。
控制轧制、控制冷却工艺
控制轧制、控制冷却⼯艺控制轧制、控制冷却⼯艺技术1.1 控制轧制⼯艺控制轧制⼯艺包括把钢坯加热到适宜的温度，在轧制时控制变形量和变形温度以及轧后按⼯艺要求来冷却钢材。
通常将控制轧制⼯艺分为三个阶段，如图 1.1所⽰[2]：(1>变形和奥⽒体再结晶同时进⾏阶段，即钢坯加热后粗⼤化了的γ呈现加⼯硬化状态，这种加⼯硬化了得奥⽒体具有促使铁素体相变形变形核作⽤，使相变后的α晶粒细⼩；(2> (γ+α>两相区变形阶段，当轧制温度继续降低到Ar3温度以下时，不但γ晶粒，部分相变后的α晶粒也要被轧制变形，从⽽在α晶粒内形成亚晶，促使α晶粒的进⼀步细化。
图1.1控制轧制的三个阶段(1>—变形和奥⽒体再结晶同时进⾏阶段；(2>—低温奥⽒体变形不发⽣再结晶阶段；(3>—<γ+α）两相区变形阶段。
1.2 控制轧制⼯艺的优点和缺点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。
采⽤普通热轧⽣产⼯艺轧制16Mn钢中板，以18mm厚中板为例，其屈服强度σs≤330MPa，-40℃的冲击韧性A k≤431J，断⼝为95%纤维状断⼝。
当钢中加⼊微量铌后，仍然采⽤普通热轧⼯艺⽣产时，当采⽤控制轧制⼯艺⽣产时，-40℃的A k值会降低到78J以下，然⽽采⽤控制轧制⼯艺⽣产时。
然⽽采⽤控制轧制⼯艺⽣产时-40℃的A k值可以达到728J以上。
在通常热轧⼯艺下⽣产的低碳钢α晶粒只达到7~8级，经过控制轧制⼯艺⽣产的低碳钢α晶粒可以达到12级以上<按ASTM标准），通过细化晶粒同时达到提⾼强度和低温韧性是控轧⼯艺的最⼤优点。
2．可以充分发挥铌、钒、钛等微量元素的作⽤。
在普通热轧⽣产中，钢中加⼊铌或钒后主要起沉淀强化作⽤，其结果使热轧钢材强度提⾼、韧性变差，因此不少钢材不得不进⾏正⽕处理后交货。
当采⽤控制轧制⼯艺⽣产时，铌将产⽣显著的晶粒细化和⼀定程度的沉淀强化，使轧后的钢材的强度和韧性都得到了很⼤提⾼，铌含量⾄万分之⼏就很有效，钢中加⼊的钒，因为具有⼀定程度的沉淀强化的同时还具有较弱的晶粒细化作⽤，因此在提⾼钢材强度的同时没有降低韧性的现象。
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。
对高速线材生产中控轧控冷的分析
对高速线材生产中控轧控冷的分析摘要：线材在轻重工业产业中占有重要的地位，高速线材是轧钢中的一类，对高速线材的生产设备及生产工艺进行研究和设计，对现代钢铁工业的发展和需求有着战略性意义。
关键词：高速线材；加热温度；控轧控冷；我国新型工业化的发展，钢铁材料产业充当着非常重要的地位，线材生产是钢铁轧制生产的一项重要内容，线材产品的质量和性能与其生产设备和生产工艺有着密切的关系，其中控制轧制和控制冷却技术对高速线材生产有着较大的影响。
轧机的设备组成不同，生产工艺的不同，其产出的线材性能也就不同。
一、控轧控冷技术的研究现状我国在线材生产过程中，控轧控冷技术有着非常重要的作用，钢材强度、韧度等性能是通过添加一些添加剂在一定温度下控制得到的。
将钢材中奥氏体向铁素体发生转变，使钢材的组织发生大规模的相变，从而使强度发生大幅度的变化。
而控制轧制就是通过控制热轧钢材时的温度和压力等条件达到最佳值，从而热轧钢材省略热处理的过程并且能达到与正火相同的组织结构。
因此轧制钢材可以通过强化压下和控制冷却等技术来提高钢材的性能，达到或超过有热处理钢材的性能。
控制冷却就是指在控制轧制后，为了弥补单一控制技术不能使相变组织细微化的不足，在奥氏体向铁素体相变的温度区域进行某种程度快速冷却，以此获得更高的强度。
为了获得所需要的组织和性能，可以利用控制轧制过程中线材热轧后的余热，用一定的生产工艺控制线材的冷却速度。
我国的轧制工艺有很大进步和发展，但是高速线材生产中控轧控冷技术的改进、完善、提高、更专业提出了更高的要求。
当今的高线厂生产中设备及工艺存在着很多问题，钢材的产量低，钢材性能差，合格率不到95%。
二、控制轧制控制轧制广义地解释为从轧前的加热到最终轧制道次为止的整个轧制过程的控制,即通过全部热轧条件的最优化,人为地调整奥氏体的状态,使其在后续的冷却过程中相变为期望的细晶组织,以得到良好的强度和韧性的加工过程,其操作如图1所示。
图1各种轧制程序的模式线材的控制轧制可以减少脱碳,控制晶粒尺寸,改善钢的冷变形性能,控制抗拉强度及显微组织,取消热处理,减少氧化铁皮。
高速线材生产中的控轧控冷技术探究
高速线材生产中的控轧控冷技术探究发布时间：2022-09-19T05:37:14.306Z 来源：《科技新时代》2022年4期第2月作者：王红星[导读] 随着社会经济的快速发展，高速公路工程的修建越来越广泛，在实际工作开展的过程中高王红星新疆天山钢铁巴州有限公司轧钢厂，新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州，邮编：841300摘要:随着社会经济的快速发展，高速公路工程的修建越来越广泛，在实际工作开展的过程中高速线材的需求量非常大。
高速线材在生产的时候控轧控冷技术的应用非常重要，对生产工作的高效开展有很大的促进作用，所以在实际生产的过程中工作人员应有针对性的进行工作计划的制定，且针对实际需求科学合理的根据当前的工作情况高效的进行技术的应用，为高质量生产工作的开展奠定基础，促使高速线材生产工作的开展能够满足实际的发展需求。
本文主要针对高速线材生产当中的控轧控冷技术的应用情况进行了相应的分析，为更加高质量的进行生产工作提供保障。
关键词:高速线材生产；控轧控冷技术；探究引言控轧控冷技术在高速线材生产工作开展当中的应用能够更好地弥补传统技术中的不足，对更加高质量的开展相关工作有很大的帮助，在进行该技术应用的时候工作人员应不断的提升自身的专业能力，保证该项技术在实际应用的时候能够严格的按照相关标准进行，最大化的为高速线材生产工作的开展提供保障，对我国高速工程的建设有很大的帮助。
因此，高速线材生产企业在实际开展生产工作时需不断的对自身现状进行探究，针对当前的情况科学的进行相关操作，更加高效的使得高速线材生产能够达到工程开展的要求，对更进一步的开展后期相关工作有相应的促进作用。
一、控轧控冷技术的特点分析（一）控轧的特点探究高速线材的生产受到了社会各界的广泛关注，在实际开展工作的时候控轧的落实能够更好地控制晶粒，减少脱碳，对线材生产工作的开展来说非常重要，对更加高质量的开展生产工作有很大的促进作用，有利于生产企业经济效益等的提升。
控制轧制
--线材的控轧控冷
组员：XXXXXXXXX
线材的控轧控冷
一、线材控轧
1、控轧工艺
（1）常规轧制工艺 （2）两段变形制度（常化轧制工艺） （3）三段变形制度
线材的控轧控冷
二、线材控冷
1、目的
2、控冷工艺要求 （1）控制冷却的三个阶段 ①、第一阶段，为相变作准备（细化A体）及减少 二次氧化铁皮生成量。 ②、第二阶段，相变过程。 ③、第三阶段，相变结束。
（索氏体） ⑤、合金钢，一般较低冷速。
线材的控轧控冷
3、冷却几种方法 （1）斯太尔摩法
①、特点
1）经两种介质两次冷却。 2）冷速可调 ②、控冷形式 1）标准型，适合高碳钢线材控冷 2）缓慢型，保温炉罩，适合低碳钢，低合金钢，合金 钢线材冷却。
3）延迟型，隔热的保温层（侧控冷
（2）工艺要求，取决于钢种成分和最终用处
①、一般用途低碳钢和碳素焊条钢
1）多用于拉拔加工 2）要求低的强度和较好延性 3）低碳钢线硬化原因 4）工艺要求 高温吐丝，缓慢冷却，相变完成后加速冷却。既可 获得粗大F体组织，强度低延性大，利于拉拔速度，有
可减少氧化铁皮生成。
线材的控轧控冷
硬线（高碳） 785℃
冷镦（中碳） 拉拔用钢 780℃ 870℃
线材的控轧控冷
（3）相变区冷却速度控制
其取决于运输机速度，风量大小及保温罩开闭。
1）运输机速度。 2）运输机下放一般有多台可分档控制风量的冷却风机。 3）保温罩 （4）集卷温度，一般≤250℃
致谢
感谢老师的耐心指导与讲解， 使我掌握了所学的知识；同时也感谢各 位同学的帮助，相互的讨论使我拓宽了 知识面。 谢谢！
②、0.2～0.4%C的中碳钢 1）用于冷变形制作紧固件，采用较慢冷却速度。 2）用于冷镦件的，采用较高吐丝温度。 3）用于拉拔的，用鼓风冷却并提高运输机速度。 ③、0.35～0.55%C的碳钢，采用大风量和高的运输速度 快速冷却，抑制F体析出及细片P体。
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。
材料的控轧控冷工艺
材料的控轧控冷工艺
材料的控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却过程来改善材料的性能和结构的工艺。
这种工艺通常用于金属材料的加工，如钢铁等。
控轧是指在轧制过程中通过调节轧制温度、变形量和变形速度等参数，以控制材料的晶粒尺寸、组织结构和相变行为。
控轧可以使材料获得较细小的晶粒、均匀的组织和良好的力学性能。
控冷是指在轧制后通过冷却过程来控制材料的组织和性能。
控冷可以通过快速冷却或退火处理来改变材料的硬度、韧性和晶粒尺寸等特性。
控冷可以用于控制材料的相变行为，如马氏体转变和析出行为。
控轧控冷工艺的主要目的是优化材料的性能和结构，以适应特定的应用要求。
这种工艺可以改善材料的硬度、韧性、强度和耐腐蚀性等性能，并提高材料的加工性能和可焊性。
控轧控冷工艺广泛应用于金属制造、建筑、汽车、航空航天等领域，以满足不同材料对性能和结构的要求。
该工艺的应用可以提高材料的品质和成本效益，并推动材料的技术进步和创新。
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线材生产中的控轧和控冷工艺
高少东1, 段小勇2( 1. 太原钢铁( 集团) 有限公司第三轧钢厂, 山西太原, 030003; 2. 太原冶金工业学校, 山西太原, 030009)中图分类号: TG335文献标识码: A 随着线材生产技术的不断发展及市场对线材产品质量要求的不断提高, 旧的横列式轧机已基本淘汰, 新的高速线材连轧机得到了广泛应用。
同时, 为了获得良好的线材质量, 控制轧制及控制冷却的技术的研究和应用就显得非常重要和必要。
1 线材的控制轧制
线材的变形过程是由孔型决定的, 改变变形量较为困难, 而轧制过程中的温度可以通过各种方法来控制, 所以控制轧制的实现在很大程度上决定于不同变形量下对温度的控制, 即控温轧制。
由于现代高速线材轧机的发展, 控温轧制技术被引入工艺设计之中。
采用控温轧制的优点是减少脱碳, 控制晶粒尺寸, 改善钢的组织、性能及控制氧化铁皮的生成量。
在线材轧制过程中采用的变形制度, 一般是粗轧时在奥氏体再结晶区轧制, 反复变形使再结晶晶粒细化; 中轧及精轧在950℃以下轧制, 处于γ相的未再结晶区, 其累计变形量为60% ～70% ; 在A3附近终轧, 这样得到大量变形带的奥氏体未再结晶晶粒, 使相变后得到细小的铁素体晶粒。
对不同的钢种实现控温轧制, 一般采用降低开轧温度的方法保证对温度的有效控制, 如低碳钢、高碳钢开轧温度可为880℃～930℃, 精轧机组入口温度控制在870℃～925℃。
温度的控制可通过在中轧机机列前加水冷箱预冷或在中轧机架间架设水冷导管装置, 从而保证温降; 精轧机列出口温度控制在850℃～900℃左右。
在各段轧制变形量的基础上, 相应地对各出入口温度进行控制, 从而实现控温轧制。
2线材的轧后控制冷却
线材轧后控制冷却的目的在于得到所要求的组织及性能, 并尽量减少氧化铁皮的生成量。
旧式轧机由于线材终轧温度不高, 盘重小, 盘卷一般采用自然冷却, 对性能影响不大; 而现在高速线材轧机盘重已大大提高, 如果采用成卷自然冷却的方法, 冷却速度慢, 高温停留时间长, 晶粒极易粗大,造成产品质量恶化。
所以高速线材轧后必须进行控制冷却。
一般线材轧后冷却过程分 3 个阶段: 第一阶段要快速冷却到相变前温度, 也就是吐丝温度; 第二阶段为相变过程, 用控制冷却温度的途径实现;第三阶段相变完毕, 考虑固溶元素析出, 采用慢冷。
如何控制以上 3 个阶段的工艺参数及采用何种方法控制, 结合国内外先进技术以及铁碳合金相图, 经过多年的实践, 针对不同钢种采用不同的方法控制吐丝温度、相变区冷却速度及集卷温度, 如生产用于拉拔加工的普碳钢线材, 要求具有低强度、高延伸的性能, 这就需要有较高的吐丝温度( 840℃左右) , 在以缓慢的冷却速度得到较大的奥氏体晶粒, 使转变的铁素体晶粒变大, 吐丝温度通过水箱( 导路内) 高压水控制, 吐丝机吐成散卷, 按一定布放密度放在运输辊道上, 密度可通过运输机速度加以改变, 之后按一定的冷却速度进行相变冷却( 风冷) 。
相变区冷却速度决定奥氏体分解转变温度和时间, 对最终形态起决定作用。
它的冷却速度取决于运输机的速度、风机的风量及保温罩的开闭。
低碳钢拉拔用线材采用缓慢冷却( 即关闭保温罩的方法) 实现, 最后是集卷温度, 它主要取决于相变结束温度及其后的冷却过程。
一般低碳钢线材集卷温度在250℃以下, 避免高温氧化和铁的分解, 并改善劳动环境。
第一作者简介: 高少东,男, 1962 年12 月生, 山西省朔州市人, 1984年毕业于包头钢铁学院金属压力加工专业, 工程师, 太原钢铁( 集团) 有限公司第三轧钢厂, 山西省太原市尖草坪2 号, 030003.。