钢坯轧制过程温度确定的研究.doc

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1、钢坯轧制过程温度确定的研究不同的钢种、不同的板坯规格、采用不同的轧机型式，以不同的轧制速度进行轧制，对于轧制不同厚度的成品而言，要求采用不同的钢坯加热温度和和钢坯的加热时间。本文以成品不同温度时的晶相组织为依据，结合不锈钢轧制时的热应力分析，再参考铁碳相图，制定成品不同厚度的终轧温度，再通过建立轧制过程热模型，反算出板坯的出炉温度，从而对各种形式的加热和轧制提供加热依据。1、不锈钢加热温度的确定依据对于金属的压力加工来说，金属轧制前的加热，是为了获得良好的塑性和较小的变形抗力，加热温度主要根据加工工艺要求，由金

2、属的塑性和变形抗力等性质来确定。不同的热加工方法，其加热温度也不一样。金属的塑性和变形抗力主要取决于金属的化学成份、组织状态、温度及其它变形条件。其中，温度影响的总局势是，随温度升高，金属的塑性增加，变形抗力降低，这是因为温度升高，原子热运动加剧，原子间的结合力减弱，所以变形抗力降低，同时可增加新的滑移系，以及热变形过程中伴随回复再结晶软化过程，这些都提高了金属的塑性变形能力。但是，随着温度的升高，金属的塑性并不直线上升的，因为相态和晶粒边界同时也发生了变化，这种变化又对塑性产生影响。钢的加热温度不能太低，必须

3、保证钢在压力加工的末期仍能保持一定的温度（即终轧温度）。由于奥氏体组织的塑性最好，如果在单相奥氏体区域内加工，这时金属的变形抗力最小，而且加工后的残余应力最小，不会出现裂纹等缺陷。这个区域对于碳素钢来说，就是在铁碳平衡图的AC3以上30-50℃，固相线以下100-150℃的地方，根据终轧温度再考虑钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。钢的终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。所以终轧温度也不能太高，根据铁碳相图最好在850

4、℃左右，最好不要超过900℃，也不要低于700℃。金属的加热温度，一般来说需要参考金属的状态相图、塑性图及变形抗力图等资料综合确定。确定轧制的加热温度要依据固相线，因为过烧现象和金属的开始熔化温度有关。钢内如果有偏析、非金属夹杂，都会促使熔点降低。因此，加热的最高温度应比固相线低100-150℃。不锈钢属于一种高合金钢，钢中含有较多的合金元素，合金元素对钢的加热温度也有一定的影响，一是合金元素对奥氏体区域的影响，二是生成碳化物的影响。对于不锈钢中合金元素如镍、铜、钴、锰等，它们都具有与奥氏体相同的面心立方晶格，

5、都可无限量溶于奥氏体中，使奥氏体区域扩大，钢的终轧温度可相应低一些，同时因为提高了固相线，开轧温度（即最高加热温度）可适当提高一些。对于不锈钢这样的高合金钢，其加热温度不仅要参照相图，还要根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。轧制工艺对加热温度也有一定的要求。轧制道次越多，中间的温度降落越大，加热温度应稍高。当钢的断面尺寸较大时，轧机咬入比较困难，轧制的道次必然多，所以对断面较大或咬入困难的钢坯，加热温度要相应高一些。加工方法不同，加热温度也不一样。对于热轧薄板，加热温度不能太高，否则在轧制过程中容易出现粘

6、连现象。合金状态图是选择加热温度的重要依据。以部分二元合金状态图为例，固相线决定了加热温度上限，为了防止金属过热和过烧，上限温度比溶点低100-200℃，即相当于合金熔点的0.8-0.9倍。加热温度的下限由终轧温度所确定。对于完全固溶状态的合金，随温度的降低不会出现固态相变，终轧温度一般相当于合金熔点的0.6-0.7倍，这样可以保证热加工所要求的塑性和变形抗力。但也有例外，某些合金处于单相区脆而硬，塑性较差，而在两相区塑性较好，此时加热温度定在两相区较好。由此可以看出，合金状态图只能给出大概的温度范围，是否合适

7、，还必须同时参考金属的塑性图。塑性图是确定加热温度的主要依据，它给出了金属塑性最高的温度范围，加热温度的上限应取在塑性最高的区域附近。根据状态图和塑性图确定加热温度范围后，还要用变形抗力图（变形抗力随温度的变化曲线）来进行校正，以保证整个热加工过程在金属变形抗力最小的范围内来完成。2、不锈钢在加热过程中不同于碳钢的特点1）本质粗晶粒钢在700-800度时晶粒开始长大，但本质细晶粒钢在930-950度温度下尚不足长大，只有在超过这个温度以后才开始粗化，并随温度的继续升高，它的长大趋势比本质粗晶粒还要大。2）对于钢

8、的晶粒粗大，加热温度及时间有着决定性的作用，合金元素增大晶粒长大的倾向，按其影响程度的强弱顺序为Mn、P、C，减少晶粒长大倾向的是V、Ti、Ai、Zr、W、Mo、Cr、Si、Ni，大多数合金钢结构的过热敏感性都要比碳钢低。3）铁素体不锈钢含碳量一般较低0.12%以下，含有12%-30%的Cr，则较马氏体的为高，其组织基本上是铁素体，它加热到较高的温度只有一小部分转变为奥氏体，大部分仍为