钢材控制轧制和控制冷却70页PPT

控制轧制

控轧控冷技术
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。

钢材的控制轧制和控制冷却(1)ppt课件

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控制轧制和控制冷却概念
控制冷却（Controlled Cooling)：控制轧制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。目前，控制轧制和控制冷却工艺已应用到中、高碳钢和合金钢的轧制生产中，取得了明显的经济效果。
昆明理工大学多媒体课件
控制轧制与控制冷却
材料科学与工程学院材料加工工程系
任课教师：王华昆 2012年9月
1
§0 绪论（Introduction）
课程简介教学要求学习内容教学安排参考书目
控轧和控冷的概念控轧和控冷技术的发展过程我国控轧和控冷发展概况
2
课程简介
除了强度之外，钢材还要求一定的韧性和可焊性能，这两个指标和强度是相互关联甚至互相矛盾的，很难单方面改变某一指标而其它不变。
结构钢的最新发展方向是高强、高韧和良好的焊接性能，控制控冷是满足这一要求的一种较好的工艺。
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§1.1 钢的强化机制
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。
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我国控轧控冷技术概况
我国控制控冷起步于60年代初，并取得了初步成果，例如对含有Cr、Ni、V的超高强度钢德形变热处理工艺研究，轴承钢轧后快冷工艺研究等；
1978年开始对控制控冷进行系统研究；武钢、鞍钢、重钢、太钢等钢铁企业采用
控制控冷技术生产高强度、高韧性的造船、锅炉及压力容器用各种钢材，开发了新钢种，填补了国内钢材的部分空白。
10
控轧控冷技术发展过程
20世纪20年代开始研究钢在热加工时，温度和变形条件对显微组织和力学性能的影响；

控轧控冷1

LK L0 100%
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

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。

精选控制轧制和控制冷却工艺讲义

有助于控制轧制钢的显微组织细化和韧性改善。这种工艺可用于任何化学成分的钢。例如在改善低C中Mn-Nb-V，低Mo钢的韧性也获得成功。采用这种工艺，新日本钢铁公司已建立了北极用厚壁X70 级管线的大规模生产系统。
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。

钢材控制轧制和控制冷却技术PPT课件

§1 控制轧制与控制冷却
一、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，使塑性变形与固态相变结合以获得细小的经理组织，使钢材具有优异的综合力学性能（强度、韧性和焊接性能等）的轧制工艺。
二、控制冷却
控制轧后钢材的冷却速度以达到改善组织性能的目的。
三、控轧控冷工艺优点
1、控轧 2、控冷
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§2控轧控冷理论
（3）细化F体晶粒细化F体效果：Nb最显著，Ti次之，V最差。
（4）影响钢的强韧性能 ①、铌：在控轧时，产生显著的晶粒细化和中等沉淀强化。 ②、钛：随Ti含量增加，发生强烈沉淀强化，晶粒细化中等。 ③、钒：产生中等程度沉淀强化和比较弱的晶粒细化。
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①、增s 加
②、产生织构—强度的方向性，并使高阶冲击能（韧性状态下冲击能）有所降低。
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§2控轧控冷理论
6、三种类型的控制轧制（1）促进F体细化的途径
①、细化A体晶粒 ②、控轧控冷（2）控轧 ①、第一阶段，A体再结晶区轧制
1）通过反复形变—再结晶，使A晶粒细化 2）实际生产中动态再结晶有困难，主要发生静态再结晶。 3）实际生产中每道次都发生完全再结晶是困难的，存在部分再结晶轧制，应避免产生混晶的临界压下量（10%）
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§2控轧控冷理论
④、总变形量和道次变形量要大。
1）总变形量应 45%，可得F体晶粒 5m（12～13级）
2）一道次压下率越大，越易产生变形带，越易获得均匀组织。
⑤、未再结晶区材料强度由固溶强化（ sh）和F体晶粒尺寸（d）
等决定。
1
s sh K y d 2
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钢材的控制轧制和控制冷却PPT课件

材料抵抗裂纹失稳扩展断裂癿能力用k表示是材料本身癿特性由材料癿成分组织状态决定不裂纹癿尺寸形状及外加应力大小第54页兯72页12材料的韧性二提高钢材韧性癿途徂断裂韧性是材料癿一种性能不强度一样取决于材料癿组织结构而材料癿成分和生产加工工艺又决定了材料癿组织结构故改善材料癿韧性必然从工艺入手改变材料癿结构以达到改善材料韧性癿目癿
第11页/共72页
控轧控冷技术发展过程
• 60年代中期，英国钢铁研究会对钢的成分与钢的力学性能之间的关系进行了系列研究，提出了相应的控制轧制理论；
• 在开发控制轧制工艺时，人们致力于降低终轧温度； • 近些年来，控制冷却工艺已经成功地运用到棒材、螺纹钢、钢管及型钢生产和合
金钢生产中，并取得了明显的经济效益和社会效益。
§1 钢的强化和韧化
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。除了强度之外，钢材还要求一定的韧性和可焊性能，这两个指标和强度是相互关联甚至互相矛盾的，很难单方面改变某一指标而其它不变。结构钢的最新发展方向是高强、高韧和良好的焊接性能，控制控冷是满足这一要求的一种较好的工艺。
§1.1 钢的强化机制
二、固溶强化
(solid solution strengthening)
1、基本概念
• 固溶强化：当合金元素（溶质）固溶到基体金属（溶剂）中形成固溶体时，合金的强度和硬度则会提高，称为固溶强化。如黄铜(Cu-Zn)强度要高于
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§1.1 钢的强化机制
2、强化机理
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§1.1 钢的强化机制
金属和合金塑性变形包含晶内变形和晶间变形。晶内变形是通过各种位错运动而实现的晶内一部分相对于另一部分的剪切运动，最基本的是滑移、孪生和扭折。

中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座方案PPT课件

第31页/共116页
三种控制轧制的策略、参数和机理
未再结晶区控轧： • 空冷或喷淋控制轧制温度到奥氏体未再结晶区 • 温度范围通常为Ar3～900（950）℃ • 总变形量大于一定数值（70％） • 道次变形量大于一定的数值机理： • 变形奥氏体晶粒被拉长 • 形成大量变形带、孪晶和位错 • 增加形核点，相变后细化第晶32粒页/共116页
新一代钢铁材料：超级钢简介 • 思路：超洁净、超细晶、超均匀，实现强度翻番 • 国家重大基础研究项目(973)，参与国际竞争（日、美、韩） • RAL承担通过轧制和冷却控制细化晶粒，提高性能 • 经过RAL实验室实验、宝钢现场实验、小批量生产 • 工艺改进：重新分配压下量，控制终轧温度，卷取温度 • 效果：Q235－屈服强度>400MPa，抗拉强度>510MPa
—强力型矫直机 -鞍钢3000mm -首钢2100吨
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1 概述 - 国内控制冷却设备发展情况
对控轧控冷的重要作用已有认识很多厂家利用国内力量装备控轧控冷设备(强力轧机＋ ACC)
-鞍钢，首钢，济钢，南钢，舞阳，新余…… 一些厂家在观望，有矛盾心情:
- 引进国外技术，价格昂贵，难以承受 - 使用国内技术，担心可靠性，承担责任…… “ 狭路相逢勇者胜”，敢于抓住机遇，迈出第一步者，将在产品竞争中走在前面
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1 概述 - 国外发展控制冷却设备情况
国外厚板控冷设备发展情况 - 控冷已经成为提高钢材性能的基本手段 * TMCP率：住友鹿岛：52％，曼海姆：80％ - 很多公司形成了自己独特的技术 * 新日铁的CLC技术 * 川崎制铁的MACS技术 * 住友金属的DAC技术 * 欧洲：MACOS(曼海姆)， ISC(蒂森)，

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。

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 controlled cooling of hot rolled steel organization performance control technology, has been widely used in the hot rolled strip steel, plate, steel, wire rod and steel pipe and other steel products production fields、Controlled rolling technology of controlled cooling can pass over assaulting a police officer, phase transformation strengthening and so on, to improve the strength of the steel toughness、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。

控制轧制与控制冷却培训课件(ppt 60页)

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。
16
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
轧制后奥氏体晶粒
铁素体形核
27
（2）轧制温度的控制
轧制温度的控制主要是强调对精轧温度区间的控制，精轧温度越高，终轧温度也越高，奥氏体晶粒越粗大，相变后易出现晶粒粗化及魏氏组织。通常要求最后几道次的轧制温度要适当降低，使终轧温度尽可能地接近奥氏体开始转变的温度，对低碳结构钢约为 830℃ 或更低些，对含铌钢可控制在730℃左右。
10
铌、钒、钛对铁素体/珠光体钢脆性转变温度的影响
11
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－应变曲
12
线
2.1 钢材热变形后的静态再结晶过程
控制轧制与控制冷却
1
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
2
1.1性能指标
性能指标
韧塑性影响因素
强塑指标冲击韧性冷弯性能焊接性能
3
韧塑性影响因素
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
14
再结晶行为对组织性能的影响

钢材控制轧制和控制冷却

(a) γ再结晶＋（γ＋α）
(b) γ未再结晶＋（γ＋α）
(c) γ 再结晶＋ γ未再结晶＋（γ＋α）
(d) γ未再结晶＋（γ＋α）
(c)是最常见的一种工艺
(d)低温加热，对γ细化有利
８.１（γ＋α）控轧时钢材强韧性的变化一．加热温度的影响见图7-2，T加℃↑，σs↓，σb↓，Tc↑ 温度升高， γ晶粒粗大
由图可见：奥氏体越细、ε↑， S越大 S↑，α细化见图6-17
S一定时，在低于再结晶温度下增加变形量能更有效地细化晶粒 ε↑，α细化
三．轧制条件对力学性能的影响
见图6-18、6-19
ε↑——Tc↓，韧性↑ ——σs↑，σb↑ 性能不利
板坯加热温度越低，韧性越高 σs／σb ↑，屈强比↑，对冲压
二．再结晶行为对组织的影响
T轧℃＞1100℃
动态再结晶，在轧制变形中完成再结晶，γ晶粒呈等轴状
T轧℃＝900～1000 ℃ 静态再结晶，轧制变形后发生再结晶，在高温保持再结晶晶
粒长大。见图6-3、图6-4
再结晶过程（动态或静态），再结晶后的奥氏体晶粒度
由轧制温度和压下率决定。见图6-5、6-6。
７.２ Ⅱ型轧制时组织和性能的变化 Ⅱ型，未再结晶，γ晶粒伸长，晶内产生形变带，α晶粒在此形变带上形核。
一．轧制条件对形变带的影响
①ε↑，形变带密度升高 ②T轧℃对形变带密度影响不明显 ③初始晶粒度、变形速度对形变带
密度无影响 ④晶粒越细，形变带越均匀
二．轧制条件对铁素体晶粒的影响铁素体晶粒大小与有效晶间表面积相关晶界总面积和形变带——有效晶间表面积以S(mm2/mm3)表示影响 S 的因素主要是：奥氏体晶粒大小和压下量见图6-16

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。

控制轧制和控制冷却

3. 轧制工艺参数的控制
(1)坯料的加热制度
坯料的最高加热温度的选择应考虑对原始奥氏体晶粒大小、晶粒均匀程度、碳化物的溶解程度以及开轧温度和终轧温度的要求。
对一般轧制，加热的最高温度不能超过奥氏体晶粒急剧长大的温度，如轧制低碳中厚板一般不超过1250℃。但对控轧Ⅰ型或Ⅱ型都应降低加热温度(Ⅰ型控轧比一般轧制低100～300℃)，尤其要避免高温保温时间过长，不使变形前晶粒过份长大，为轧制前提供尽可能小的原始晶粒，以便最终得到细小晶粒和防止出现魏氏组织。
中厚板生产过程的控制
三个阶段
• 第一阶段在20 世纪40-50 年代，为单机自动化阶段；
• 第二阶段在20 世纪60 年代，为计算机和单机自动控制系统共存阶段；
• 第三阶段为20 世纪70 年代至现在，为全部采用计算机直接数字控制阶段。
中厚钢板组织性能控制
一、组织与性能的关系
结论：材料的性能是由材料的组织决定的。金属材料的性能有哪些？
对于任何钢材最基本的性能要求是强度。
二、控制轧制
1.概念：通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数，控制奥氏体的状态和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材组织性能的目的。
2.控制轧制工艺的类型
（1）奥氏体再结晶区的控制轧制（又称Ⅰ型控制轧制)
特点：轧制全部在奥氏体再结晶区内进行（950℃以上）。
方法：一般采用快速冷却。一次冷却的目的：控制变形奥氏体的组织状态，阻止晶粒长大或碳化物过早析出形成网状碳化物，固定由于变形引起的位错，增加变形奥氏体相变时的过冷度，为变形奥氏体向铁素体或渗碳体和珠光体的转变做组织上的准
备。
（2）二次冷却
由奥氏体向铁素体或渗碳体析出的相变阶段的控制。

轧钢控轧控冷综述PPT课件

(5)对于中高碳钢，控制轧制利控制冷却的目的不仅只是
2021/7/30 提高强韧性，有时还有一些其它性能及组织方面的要求。
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6.控轧条件下的变形抗力
6.1 控轧中组织的变化对变形抗力的影响？（1）控轧中存在的残余应变对变形抗力的影响（2）控轧中广泛采用的形变-再结晶，时A晶粒不断细化，细小
4.2 Nb（C，N）析出特点
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4.3 微量合金元素在控轧控冷中的作用
1）加热时阻止奥氏体晶粒长大：由于微量元素形成高度弥散的碳氮化合物小颗粒，可以对A晶界起固定作用，从而阻止A晶界迁移，组织A晶粒长大。
2）抑制A再结晶：由于微合金元素原子的固溶阻塞及拖曳作用，及微合金元素的碳氮化合物的动态析出，阻止了A的动态再结晶。也阻止了再结晶发生数量及长大。
3）细化了F晶粒:一方面阻止了A晶粒长大，一方面阻止A再结晶，细化了 A，从而细化F。
4）影响强韧性能：形成细小晶粒及第二相弥散沉淀物，从而既提高强度又提高韧性。
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5 中高碳钢的控轧特点
5.1 试简述中高碳钢的控轧特点？
(1)以铁素体为主的钢，以细化铁素体晶粒来提高强度和韧性，不论采用何种控制轧制方法都可以；
使奥氏体变形应力增加的原因，
一方面是由于固溶于A中微量元
素的作用，另一方面是由于在
1100 ℃下形变诱导析出和在变
形温度下析出的Nb（C、N）抑
制了A的再结晶。
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6.3多道次变形对变形抗力的影响
已知：道次之间的软化率反映了静态回复和静态再结晶的进行情况。变形温度愈高、间隙时间愈长，软化率愈大。

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6、人民应该为法律而战斗，就像为了城墙而战斗一样。 ——赫拉克利特 17、人类对于不公正的行为加以指责，并非因为他们愿意做出这种行为，而是惟恐自己会成为这种行为的牺牲者。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强者做什么事都横行霸道。— —奥维德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含义是财富。— —爱献生
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根