高速线材产品质量控制技术.ppt

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1、高速线材产品质量控制技术第一章控制轧制基础一、控制轧制的概念控制轧制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等工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法。控制轧制钢的性能可以达到或者超过现有热处理钢材的性能。二、控制轧制的优点控制轧制具有常规轧制方法所不具备的突出优点。归结起来大致有如下几点：（1）用控制轧制方法生产的钢材，其强度和韧性等综合机械性能有很大的提高。（2）简化生产工艺过程。控制轧制可以取代常化等温处理。（3）由于钢材的强韧性等综合性能得以提高，自然地导致钢

2、材使用范围的扩大和产品使用寿命的增长。从生产过程的整体来看，由于生产工艺过程的简化，产品质量的提高，在适宜的生产条件下，会使钢材的成本降低。（4）用控制轧制钢材制造的设备重量轻，有利于设备轻型化。三、控制轧制的种类控制轧制是以细化晶粒为主，用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制后奥氏体再结晶的过程，对获得细小晶粒组织起决定性作用。根据奥氏体发生塑性变形的条件，控制轧制可分为三种类型。（一）再结晶型的控制轧制它是将钢加热到奥氏体化温度，然后进行塑性变形，在每道次的变形过程中或者在两道次之间发生动态或静态再结晶

3、，并完成其再结晶过程。经过反复轧制和再结晶，使奥氏体晶粒细化，这为相变后生成细小的铁素体晶粒提供了先决条件。为了防止再结晶后奥氏体晶粒长大，要严格控制接近于终轧几道的压下量、轧制温度和轧制的间隙时间。终轧道次要在接近相变点的温度下进行。为防止相变前的奥氏体晶粒和相变后的铁素体晶粒长大，特别需要控制轧后冷却速度。（二）未再结晶型控制轧制它是钢加热到奥氏体化温度后，在奥氏体再结晶温度以下发生塑性变形，奥氏体变形后不发生再结晶（即不发生动态或静态再结晶）。因此，变形的奥氏体晶粒被拉长，晶粒内有大量变形带，相变过程

4、中形核点多，相变后铁素体晶粒细化，对提高钢材的强度和韧性有重要作用。（三）两相区控制轧制它是加热到奥氏体化温度后，经过一定变形，然后冷却到奥氏体加铁素体两相区再继续进行塑性变形，并在Ar1温度以上结束轧制。在两相区的高温区，铁素体易发生再结晶；在两相区的低温区只发生回复。经轧制的奥氏体相转变成细小的铁素体和珠光体。由于碳在两相区的奥氏体中富集，碳以细小的碳化物析出。因此，在两相区中只要温度、压下量选择适当，就可以得到细小的铁素体和珠光体混合物，从而提高钢材的强度和韧性。在实际轧制中，由于钢种、使用要求、设备

5、能力等各不相同，各种控制轧制可以单独应用，也可以把两种或三种控制工艺配合在一起使用。第二章控制冷却工艺要求第一节控制冷却基本知识在轧钢生产中（热轧），其生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态。这一阶段的冷却过程将对产品的质量有着极其重要的影响。因此，如何进行线材的轧后冷却，是整个线材生产过程中产品质量控制的关键环节之一。一、控制冷却的概念轧钢生产中的冷却方法有许多种，但归纳起来只有以下两大类。1、常规冷却常规冷却的含义是指从轧机出来的热轧产品在其后的剪切、收集、打捆包装等精整工序中不，加以

6、任何控制手段，而让其在周围环境中自然冷却的一种方法，又称“自然冷却”。2、控制冷却控制冷却在轧钢领域内属于控制轧制的范畴，它是指人们对热轧产品的冷却过程有目的地进行人为控制的一种方法。确切地说，所谓控制冷却，就是利用轧件热轧后的轧制余热，以一定的控制手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的冷却方法。二、线材控制冷却的目的和要求在一般的小型线材轧机上，由于轧制速度低，终轧温度不高（一般只有750~850℃），且线卷盘重不大，所以轧后的盘卷通常只是采用钩式或链式运输机进行自然冷却。尽管这种自然冷却的冷却

7、速度慢，但因盘卷小，温度低，故对整个线材盘卷的组织和性能影响不大。随着线材轧机的发展，线材的终轧速度和终轧温度都不断提高，盘重也不断增加。尤其是现代化的连续轧机，其终轧速度在)100m/s以上，终轧温度高于1000℃，盘重也由原来的几十公斤增至几百公斤甚至达2~3t。在这种情况下，再采用一般的堆积和自然冷却的方法不仅使线材的冷却时间加长，厂房设备增大，而且会加剧盘卷内外温差，导致冷却极不均匀，并将造成以下不良后果：（1）金相组织不理想。晶粒粗大而不均匀，由于大量的先共析组织出现，亚共析钢中的自由铁素体和过共

8、析钢中的网状碳化物增多，再加上终轧温度高，冷却速度慢，使得晶粒十分粗大，这就导致了线材在以后的使用过程中和再加工过程中力学性能降低。（2）性能不均匀。盘卷的冷却不均匀使得线材断面和全长上的性能波动较大，有的抗拉强度波动达240MPa，断面收缩率波动达12%。（3）氧化铁皮过厚，且多为难以去除的Fe3O4和Fe2O3。这是因为在自然冷却条件下，盘卷越重盘卷厚度越大，冷却速度越慢，线材在高温下长时间停留而导致严重氧化