02P-新一代TMCP发展历程回顾-北京讲座

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1、RAL新一代TMCP技术发展历程回顾王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室2012.03.06,北京重视材料制备使役全过程的节能减排特性RAL第二，大力发展新材料和先进制造科学技术。要重视材料的环境友好性、可再生循环性、制备使役全过程的节能减排特性，┅┅胡锦涛在中国科学院中国工程院院士大会上的讲话已经充分关注炼铁炼钢连铸应予充分关注，潜力十分巨大热轧冷轧涂镀使役报废循环金矿金矿本项目关注领域（红字）突出关键共性技术RAL突出对产业竞争力整体提升具有全局性影响、带动性强的关键共性技术－－－国家科技规划发展纲要大于95％以上钢材经历热加工方式品种热加工：热加工过

2、程的热轧带钢C－Mn钢中厚板组织性能控制－－轧制HSLA钢H型钢尺寸规格超高强钢冷却过程的控制－关键棒材管线钢共性技术线材水电钢管材量大面广、升级换代轧制－－相变准备冷却－相变发生（钢铁材料特点）冷却路径奥氏体硬化条件的准备冷却速度析出条件的控制冷却起始、终了条件┅┅金矿金矿加强复合强韧化原理的研究和应用RAL重点研究┅┅相变和组织控制机制、复合强韧化原理，┅┅材料制备新原理、新工艺┅┅国家科技发展规划纲要金矿金矿相变和组织控制机制，复合强韧化原理固溶强化细晶强化析出强化相变强化合理的成分设计细晶强化是重要的析出强化的效果与析对钢铁材料来讲，强化方式出相粒子的尺寸相关

3、相变强化是重要的细晶强化的强化能强化能力：强化方式（RAL的max700MPa(1nm)实验）力是有限的超快冷是控制相变细晶是有限的，超析出与相变耦合，相的重要手段细晶导致高的屈强间析出－纳米析出晶内析出－纳米析出有无穷多种强化结比和脆性断裂不能企望仅用细晶析出过程的控制－－果，从中选优超快冷可以发挥作用强化解决强度问题先进汽车用钢的HSLA钢核心手段首选强化机制研究工作目标和获得的支持RAL973计划项目：新一代钢铁材料的重大基础研究目标：使低碳钢屈服强度由200MPa级提高到400MPa级863计划项目：500MPa碳素钢先进工业化制造技术目标：1）C-Mn钢

4、屈服强度提高到500MPa；2）实现百万吨级产量11.5支撑计划项目：节约型钢材减量化轧制技术目标：钢材使用效能提高5～15%，性能相同钢材的合金元素用量降低20～30％焦点：节省资源和能源，提高材料的效能焦点：节省资源和能源，提高材料的效能RAL各类TMCP技术开发的征程RALTMCP－Thermo-MechanicalControlledProcessing，控制轧制和控制冷却UFC－UltraFastCooling，超快速冷却NG-TMCP－NewGenerationTMCP新一代控制轧制和控制冷却技术863项目棒材UFC-TMCP传统TMCP应用973项目创

5、新11.5支撑项目12.5支撑项目传统TMCP的继承和发展UFC-TMCPUFC-TMCP管材NG－TMCP棒材NG－TMCP线材NG－TMCP线材NG－TMCP热带NG-TMCP热带轧机传统TMCP中厚板NG-TMCP中厚板传统TMCP979899000102030405060708091011年份RAL973项目执行阶段传统的TMCP技术在普碳钢中的应用和发展973计划项目：新一代钢铁材料的重大基础研究普碳钢屈服强度200MPa级提高到400MPa级不添加微合金元素强化机理：细晶强化（开始阶段）TMCP工艺及其关键点RALTMCP工艺是20世纪钢铁工业最伟大的成果

6、之一，支撑了钢铁材料的发展，对人类文明和社会发展作出了巨大贡献。控制轧制和控制冷却的关键点：“奥氏体状态的控制”和进一步的“由这种状态受到控制的奥氏体发生的相变的控制”。相变再结晶区轧制常规轧制再结晶形核奥氏体晶粒长大常规铁素体晶粒相变塑性变形控制轧制低温未再结晶区轧制保持应变硬化奥氏体细化铁素体晶粒传统TMCP的基本要素RAL添加Nb等微合金元素，提高再结晶温度再结晶温度控制轧制未再结晶温度区间低温大压下动态相变温度控制冷却传统TMCP的三大要素•添加微合金元素－扩大未再结晶区•低温大压下－产生硬化的奥氏体•加速冷却－控制硬化奥氏体的相变晶粒细化的相变热力学RAL

7、→相变过程中的自由能变化△G=–V(△Gv–△GE)+△GS……………(1)生长率在形变时，形变能如果可以部分储存并形核率转变成相变驱动力，则△G=–V(△Gv–△GE)+△GS–△GD……(2)这里：△Gv体积自由能变化△GE弹性应变能变化晶粒形核、长大与相变温度的关系△GS表面自由能变化△GD形变储存能变化如何获得较大的形变能和相变过冷度是晶粒细化的关键！相变驱动力还与过冷度有关2G∝(T)低温大压下！快冷！动态再结晶规律的研究RAL1000oCg300180she250fde5oC/srεcu200bataer10C/s150p760