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
７． 奥氏体区控制轧制
本章重点：讨论奥氏体区轧制时钢材组织和性能的变化
控轧三阶段 高温奥氏体再结晶区轧制 Ⅰ型 低温奥氏体未再结晶区轧制 Ⅱ型 （γ＋α）两相区轧制
７.１ Ⅰ型轧制时组织和性能的变化 一．轧制温度对组织的影响 随T轧℃↓，α细化，σs↑，Tvs↓
高温区Ⅰ：γ再结晶晶粒粗大→α晶粒粗大 魏氏组织 中温区Ⅱ： γ再结晶晶粒细化→α晶粒细化 低温区Ⅲ： γ未再结晶， γ晶粒伸长→α晶粒细化
高温、高压下—— 动态再结晶
中温、中压下—— 静态再结晶
γ晶粒度的影响因素： 动态再结晶：取决于轧制温度，随T轧℃↓，晶粒细化 静态再结晶：取决于压下率，随ε↑，晶粒细化
三．连续冷却、多道次轧制的影响 高温区（Ⅰ区）：动态再结晶，随T轧℃↓，γ晶粒直径↓ 中温区（Ⅱ区）：静态再结晶，初始晶粒越细，再结晶后的
８．两相区控制轧制
本章重点：讨论两相区轧制时钢材组织和性能的变化
传统的控制轧制： γ再结晶区轧制 → γ晶粒细化 → γ未再结晶区轧制 → γ晶粒伸长，产生形变带 → 增加α的成核位置 → α 细化
（γ＋α）两相区轧制 ① 钢坯工艺性能和产品使用性能或产品精度的要求 ② γ区控轧，形变诱发相变使γ→α相变点上升 四种工艺曲线
一．压下率对α晶粒的影响 T轧℃一定，ε↑，变形状态α→回复 Nhomakorabea→亚晶粒→
再结晶α ① α晶粒的形状基本不变，位错均匀分布 ② α晶粒伸长，晶内位错密度↑ ③ α晶粒回复，形成亚晶，晶内位错密度↓ ④亚晶粒清晰，亚晶粒内的位错密度很低 ⑤变形晶粒再结晶
Ⅱ型： Tc与T轧关系不明显
作者对16Mn钢的研究结果见图7-14 T轧℃ ＝700 ℃ ε 20%→30%→60% Tc － 62℃→－80℃→－78℃ 1
８.２ （γ＋α）控轧时显微组织变化 未相变的γ晶粒伸长，形成形变带，冷却后→
微细的多边形α晶粒 相变后的α晶粒，受压缩，晶内形成亚结构，
冷却后→ 内含亚晶粒的α晶粒
主要取决于轧制温度，原始晶粒度影响不大
静态再结晶晶粒直径
原始晶粒度越细，再结晶后的晶粒越细
1
压下量越大，再结晶后的晶粒越细 见图6-13
1
２．对再结晶速度的影响 主要取决于温度 T↑，t↓ 见图6-10、6-11
３．对临界变形量的影响
T↓，εc↑ 初始晶粒越细，εc↓ 见图6-12 可见降低加热温度使初始晶粒度细化很重要
γ晶粒也越细，每轧一道， γ晶粒就得到 细化。 γ晶粒的细化程度与轧制道次（总 压下率）有关。 低温区（Ⅲ区）：未再结晶，晶粒的细化与各道次的累积压下 率有关。 ε∑↑，晶粒细化 控轧就是利用Ⅱ区或Ⅱ＋Ⅲ区的奥氏体组织的变化来实现α的 细化
四．控轧工艺对再结晶参数的影响
１．对γ晶粒度的影响
动态再结晶晶粒直径 d-1 ∝ logZ Z↑，d↓
１．对强度的影响 T轧℃↓，σb↑，σs↑ 见图7-3，而且Nb钢＞V钢＞SM钢 作者对16Mn钢的研究结果见图7-11
ε↑，σb↑，σs↑ 见图7-5 从图中还可看出： ε一定，T轧℃↓， σb ↑
575℃＞620℃＞660℃ 作者对16Mn钢的研究结果见图7-10 Ⅱ型＞Ⅰ型
２．对韧性的影响 T轧℃ ↓ ，Tc ↑ 见图7-4 Ⅰ型： T轧℃＜650℃，
图6-20示出拉伸性能与终轧温度的关系 T终℃↑——σs↓，σb↓ 因为终轧温度高，产生的形变带少，晶粒粗大，所以T终℃不 易太高
７.３ 奥氏体区控制轧制的实践 钢种：0.14%C-1.27%Mn-0.34%Si 轧制工艺如图6-28所示
奥氏体再结晶区轧制 奥氏体未再结晶区轧制
随终轧温度下降，铁素体晶粒细化 晶粒大小是决定钢材强度的重要因素
Tc 恶化 Ⅱ型： T轧对Tc 影响不大
作者对16Mn钢的研究结果见图7-14
ε＝20%
T轧℃ 700℃→740℃→780℃ Tc ℃ －40℃→－62℃→－90℃
变形程度对韧性的影响见图7-6 ε ＝10～25%， Tc恶化 并且T轧℃越低，恶化程度越大 ε ＝35～50%， Tc改善 ε↑， Tc↓ 从图7-6还可看出：Ⅰ型： Tc与T轧有关
二．轧制条件的影响 方案Ⅰ：T加℃＝1200 ℃，γ再结晶（T轧℃＝1100℃和 1020℃，ε＝50%）→（ γ＋α ）两相区（ T轧℃＝ 725～550℃，ε＝50%、10%、25%、35%）
方案Ⅱ：T加℃ ＝1200 ℃， γ未再结晶（T轧℃＝780℃ 和740℃，ε＝50%） →（ γ＋α ）两相区（ T轧℃＝ 725～550℃，ε＝50%、10%、25%、35%）