控制轧制与控制冷却应用技术讲座
汽车用钢38b3控制轧制与控制冷却工艺研究
汽车用钢38b3控制轧制与控制冷却工艺研究让我们来深入探讨一下汽车用钢38b3控制轧制与控制冷却工艺研究这一主题。
在汽车制造领域，钢材是一种非常重要的材料，而汽车用钢38b3则是其中的一种常用钢材。
控制轧制和控制冷却工艺则是对这种钢材进行加工和处理的重要工艺。
接下来，我们将从不同的角度来分析这一主题，以便更好地理解和掌握这一的专业知识。
一、汽车用钢38b3的特性和应用汽车用钢38b3是一种高强度、高塑性的钢材，具有良好的焊接性能和冷成型性能。
它广泛应用于汽车车身结构、安全气囊支架、座椅滑轨等零部件。
我们要对这种钢材的特性和应用有一个清晰的认识，才能更好地进行控制轧制和控制冷却工艺的研究和应用。
二、控制轧制技术在汽车用钢38b3中的作用控制轧制是通过控制轧制温度、变形量和速度，来调控晶粒的形变和再结晶过程，以达到控制钢材组织和性能的目的。
在汽车用钢38b3的生产中，控制轧制技术起着至关重要的作用。
通过对控制轧制过程的研究和优化，可以获得更好的力学性能和成形性能，满足汽车零部件对材料性能的需求。
三、控制冷却工艺对汽车用钢38b3性能的影响控制冷却工艺是在汽车用钢38b3轧制成型后对其进行冷却处理的工艺。
通过控制冷却速度和温度，可以有效地调控钢材的组织和性能。
良好的控制冷却工艺能够使汽车用钢38b3获得更好的强度、塑性和韧性，提高其在汽车制造中的应用性能。
总结回顾：通过对汽车用钢38b3控制轧制与控制冷却工艺的研究，我们可以更好地理解这一主题的重要性和复杂性。
掌握这一专业知识，对于提高汽车用钢38b3的性能和应用具有重要意义。
在未来的研究和实践中，我们需要更加深入地探讨控制轧制和控制冷却工艺对汽车用钢38b3性能的影响，提出更加有效的工艺优化方案，推动汽车用钢38b3在汽车制造领域的进一步应用。
个人观点和理解：作为一名文章写手，我深刻认识到对汽车用钢38b3控制轧制与控制冷却工艺的研究具有重要的实践意义。
钢材的控制轧制与控制冷却技术
钢材的控制轧制与控制冷却技术专业：材料成型及控制工程12姓名：***学号：钢材的控制轧制与控制冷却技术管沁（材料成型及控制工程12级）[摘要]控制轧制和控制冷却能将热轧钢材的两种强化效果相加，进一步提高钢材的强度、韧性和焊接性能，获得更合理的综合力学性能。
控轧控冷工艺是一项提高钢材质量、节约合金、简化工序、节约能源消耗的先进轧钢工艺技术。
由于控轧控冷具有形变强化、相变强化的综合作用，因此控轧控冷既能提高钢材强度又能改善钢材的韧性和塑性。
轧钢厂生产的中厚钢板、热轧板卷、棒、线、型材和钢管都可以采用控轧控冷工艺。
[关键词]控制轧制；控制冷却；中厚板；线材生产Abstract:Controlled rolling and controlled cooling could add those two reinforcement effect of hot rolled steel products, further improve the strength, toughness and welding performance of steel, to obtain better comprehensive mechanical properties. Controlled rolling process of controlled cooling is an improve steel quality and saving alloy, simplify the process, save energy consumption of advanced rolling technology. Because the controlled rolling cold has deformation strengthening and phase transformation strengthening combination, so both can improve the strength of steel and controlled rolling cold can improve the toughness and plasticity of steel. Rolling mill in the production of medium plate, hot-rolled coil, rod, wire, profiles and steel tube can be used in a controlled rolling process of controlled cooling.Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;plate rolling Wire rod production 1.引言控制轧制和控制冷却工艺是现代钢铁工业最大的技术成就之一,所谓控制轧制和控制冷却技术,就是在一定的钢材化学成分的情况下,通过对轧制温度、压下量和轧后冷却过程参数的控制,可以细化钢材显微组织、显著改善和提高钢材的性能,获得具有良好综合性能的钢铁材料。
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。
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。
钢材控制轧制和控制冷却技术PPT课件
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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控轧控冷-8全解
（1）轧后立即快冷工艺，在冷却介质中快冷到规定 温度或快冷一定时间后就中断快冷，随后空冷进行 自回火。
钢筋轧后控制冷却工艺：三个过程
第三阶段：为心部组织转变阶段，钢筋在冷床上空 冷一定时间后，断面上的热量重新分布，温度趋于 一致，同时降温。此时心部由奥氏体转变为铁素体 和珠光体或铁素体、索氏体和贝氏体。心部产生的 组织类型取决于钢的成分，钢筋直径，终轧温度和 第一阶段的冷却效果和持续时间。
轧后控制冷却对钢筋性能的主要影响因素为终轧温 度、第一阶段冷却速度和持续时间及钢的化学成分。 除钢的化学成分外，其他的各个因素决定了自回火 温度。而自回火温度很大程度上决定了钢筋的力学 性能。
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”。
钢筋轧后控制冷却的方法及类型
根据在快冷前变形奥氏体发生再结晶的情况可以分为两类：
一类是变形的奥氏体已发生充分的再结晶，变形对奥氏体位 错、亚结构的影响已通过再结晶而消除。形变热处理的效果 已很小或者完全没有，这样就只有相变强化，而没有形变强 化，强化效果较小。这样强化处理的钢筋，虽然综合力学性 能略低，但其应力腐蚀稳定性较高。
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。而其缺点则表现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。
现代化宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术
现代化宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术摘要近三十年以来，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。
概要介绍了控制轧制和控制冷却技术的发展历史及冶金学原理，着重论述了国外宽厚板厂控制轧制和控制冷却技术的进展及现状，并提出了控制轧制和控制冷却工艺对宽厚板厂设备的要求及我国兴建首套5 m级现代化宽厚板轧机的必要性。
关键词宽厚板厂控制轧制控制冷却1前言在第二次世界大战期间，全焊接型船舶发生了脆性断裂事故，从而要求钢铁制造厂家改进工艺，改善船板的低温韧性，以确保船舶的安全性。
战后欧洲一些国家的宽厚板厂采用二阶段轧制工艺，以替代常规轧制和正火热处理组合工艺，生产出了造船用抗拉强度为400 M Pa 级且具有良好韧性的船板，从而导致了控制轧制原始工艺的诞生。
1958年美国研究人员发现，钢中添加微量的合金元素Nb，在轧制状态下能明显提高钢的强度。
但由于采用常规轧制，含N1)钢的脆性转变温度升高，韧性恶化。
进入60年代，欧美等国的宽厚板厂对含N1)钢采用原始的控制轧制工艺生产出了管线用钢板。
与此同时，英国钢铁协会开展了钢的显微组织与机械性能之间的定量关系、微量合金元素Nb, V的强化机理、控制轧制机理等方面的研究。
这些研究为以后在世界范围内采用控制轧制工艺生产高强韧性钢板作出了积极的贡献。
60年代后期，日本各大钢铁公司进行了控制轧制基础理论的研究和控制轧制工艺的开发。
1969年新日铁等三家公司共同承接了横贯阿拉斯加输油管烤田NI ,_V素Y65 .析的制浩合同。
70年代前期，欧洲和日本等国的钢铁公司完成了X70制造技术的开发和实际应用。
与此同时，控制轧制技术渐趋成熟。
但是，随着用户对钢板强度、低温韧性及可焊性要求的日益严格化，仅用控制轧制工艺无法满足，从而导致了控制冷却技术的研究及冷却装置的开发。
1980年日本钢管(N I} I})在福山制铁所厚板厂安装了世界上第一套控制冷却装置，即:OLAC(On}ine Accelerated Cooling)装置，在短短的几年内，日本各大钢铁公司都拥有了类似的控制冷却装置及技术。
钢材的控制轧制和控制冷却PPT课件
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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。
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。
钢材控制轧制和控制冷却技术
钢材控制轧制和控制冷却技术材控14卢玉厚钢材的控制轧制和控制冷却技术卢玉厚材冶学院材料成型及控制工程 118【摘要】控制轧制和控制冷却技术，在提高钢材综合力学性能、开发新品种、简化生产工艺、节约能耗和改善生产条件等方面，取得了明显的经济效益和社会效益。
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，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。
控制轧制是指在热轧过程中，通过对金属加热、轧制和冷却的合理控制，使范性形变与固态相变过程相结合，以获得良好的晶粒组织，使钢材具有优异的综合性能的轧制技术。
控制冷却是指热加工后对钢材进行的旨在控制相变组织和钢材性能的冷却技术。
【关键词】控制轧制技术控制冷却技术特点应用发展趋势Abstract：Controlled rolling and controlled cooling technology, to improve the comprehensive mechanics performance of steel, the development of new varieties, simplify the production process, save energy and improve production conditions, etc., have achieved obvious economic benefits and social benefits. For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Control is to point to in the hot rolling process of rolling, based on the reasonable control of the metal heating, rolling and cooling, and make the plastic deformation combined with solid phase change process, in order to obtain good grain organization, make steel has excellent comprehensive performance of the rolling technology. Controlled cooling means to control phase change of steel after hot working organization and performance of the steel cooling technology.Key Words：Control rolling technology；Characteristics of controlled cooling technology；application；development trend1.引言近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高,除了具有高强度外 ,还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。
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。
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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
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再结晶行为对组织性能的影响
钢材的控制轧制和控制冷却(7)
§7.3 控制冷却各阶段的冷却目的和 冷却方式的选择
一、控制冷却的目的 控制冷却的目的在于能够在不降低材料韧 性的前提下进一步提高材料的强度。 低碳钢、低合金钢和微合金钢：改善材的 强韧性； 高碳钢和高碳合金钢：防止变形后的A晶 粒长大，降低以至阻止网状碳化物的析出 量和降低级别，减小P团尺寸，改善P形 貌和片层间距，从而改善钢材的性能。
§7.3 控制冷却各阶段的冷却目的和 冷却方式的选择
二、轧后的冷却阶段
1、一次冷却：从终轧温度开始到变形A向F 开始转变温度Ar3或二次碳化物开始析出 温度Arcm。 目的：是控制变形A的阻止状态，阻止A 晶粒的长大，阻止碳化物析出，固定因变 形而引起的位错，降低相变温度、为相变 做组织上的准备。一次冷却的开始温度越 接近终轧温度，细化变形A和增大有效晶 界面积的效果越明显。
一、基本概念 温度场：各时刻物体中各点温度分布的总 称，一般的讲是坐标和时间的函数。
t f x , y , z ,
x，y，z－空间坐标， －时间坐标。 非稳态温度场：物体温度随时间改变的温 度场； 稳态温度场：物体温度不随时间改变的温 度场，t = f(x, y, z)。
§7.5 热轧钢材水冷后温度场的计算
§7.3 控制冷却各阶段的冷却目的和 冷却方式的选择
§7.4 轧后快速冷却的强韧化机制
快速冷却强化机理与控制冷却的机理有 本质不同。轧后快速冷却实质上是控制轧 制后细化了变形A组织经过快速冷却，相 变组织相应变化，钢中析出物的大小、数 量、析出部位发生变化，从而使钢材的强 韧性得以提高。 一、轧后快速冷却对钢材强度的影响 控制冷却钢材的强化主要是由于F晶粒 细化、P片层间距减小、B量的增多和C、 N化合物的析出而引起的。而组织的变化 又与材料的成分、冷却工艺相关。
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。
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• TMCP：控制轧制和控制冷却技术结合起来，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。与普通生产工艺相比，通过控轧控冷生产工艺可以使钢板 的抗拉强度和屈服强度平均提高约40～60MPa，在低温韧性、焊接性能、节能、 降低碳当量、节省合金元素以及冷却均匀性、保持良好板形方面都有无可比拟 的优越性。因此，日本、美国、欧洲等广泛采用控轧控冷生产工艺生产各种高 强结构板、船用钢板、压力容器钢板。
• 控制轧制机理的研究-BISRA • Nb微合金化技术的应用 • 管线钢的高性能化和采用控制轧制的生产 • 控制轧制技术在日本的普及
• 1969年（TAPS订货）X65管线钢 • 控制轧制技术在世界范围的普及（1975-1985） • 轧后控制冷却技术（20世纪70年代）—日本大力发展
• 1980年，日本NKK福山制铁所的厚板厂的OLAC（在线加速冷却）系统 • 1985年，美国匹兹堡召开“钢的快速冷却” • 至1992年，几乎所有的主要中厚板厂都装备了控制冷却设备 • 控制冷却机理的研究
－第一步:通过控轧控冷，节省合金元素，降成本(200元/吨) －第二步:减小钢板厚度，减轻车重，降低油耗 －第三步:改进车型设计，远景：3升车（宝钢参加国际行动）
1.1 控轧控冷的必要性－产品开发
实验室实验结果
工业生产结果
25mm
1000℃，保温3min，900℃、20% 变 形＋850℃、25% 变形＋770℃、67% 变 形 道次间10 ℃/s冷却 变形后 7 ℃/s冷却
超级钢Super-SS400 工业生产条件下显微组织 晶粒3.9μ卷取温度<450℃
屈服强度>400，抗拉强度>500
1 概 述 - 国外控制轧制技术发展情况
国外厚板控轧设备发展情况 - 淘汰第一代中板轧机，建设强力型轧机＋板凸度控制功能 * 德国迪林根：10000kW×2，10000吨 *瑞典SSAB：4000mm，10000kW×2，10000吨 - 特点各异的待温冷却工艺和装置 * 侧辊道 * 中间喷淋 * 交叉轧制工艺 - 强力型矫直机
讲座内容
1概 述 2 控轧控冷的基本原理 3 中厚板控轧控冷的特点和关键技术 4 控轧控冷的数学模型与自动控制 5 国外典型厚板轧机的控轧控冷介绍 6结 语
中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座
概述
1 概 述 – 定义
• 控制轧制：是在调整钢的化学成分的基础上，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
1 概 述 - Βιβλιοθήκη 冷的意义两个通俗说法: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)
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
1.1 控轧控冷的必要性
• 用户要求：产品性能（强度、韧性、焊接性、冲击性能…） • 决定性能的因素：组织结构（晶粒、析出、组织分数…） • 决定组织的因素：成分和工艺（压下率、温度、冷却速度） －材料加工过程是冶金过程－柔性制造技术
钢种 成分
加工工艺1 加工工艺2
组织特征1
用户需求1
组织特征2
用户需求2
1 概 述 - 国内轧机发展情况
—强力型轧机 -济钢3500mm，7000吨，7000kW×2 -首钢3500mm，7000吨，7000kW×2 -鞍钢4300mm， 8000吨，6000kW×2 -宝钢5000mm，10000吨，10000 kW×2
—强力型矫直机 -鞍钢3000mm -首钢2100吨
现代中厚板轧机外观
中厚板轧机侧视
轧制中的中厚板轧机
1 概 述 - 国外厚板轧机的控冷系统
控制轧制和控制冷却的发展
• 控制轧制的雏形（20世纪20年代）— 为了提高钢的屈服强度 • 高比例极限钢(英国海军):高锰系
正火处理→低温轧制
• 造船板的低温控制轧制（20世纪40年代~50年代） — 提高韧性 • 控制轧制技术在欧美的普及（20世纪60年代~70年代） —管线钢
1 概 述 - 国内控制冷却设备发展情况
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)， ADCO(法国) - DQ的研究和应用取得良好效果
延伸率>28％，宽冷弯合格，晶粒尺寸：3.9微米
1.1 控轧控冷的必要性－产品开发
超级钢实验情况：Super-SS400 • 宝钢首批试制200吨，为一汽供货 • 投料冲压作发动机前置横梁4000件，成品率100％ • 2001年千吨级供货，2002年万吨级； • 500MPa级超级钢研究工作已经取得良好进展； • 预期效果：
加工工艺3
组织特征3
用户需求3
1.1 控轧控冷的必要性－产品开发
急需通过控轧控冷改变性能的钢种 • 管线钢：开发西部，西气东输工程 • 高级别船板 • 高强度工程机械用钢 • 抗震耐火钢（日本阪神大地震后提出） • 新一代钢铁材料：超级钢
1.1 控轧控冷的必要性－产品开发
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