钢材的控制轧制和控制冷却ppt课件.ppt

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1、钢材的控制轧制和控制冷却于漫子绪论ControlledRollingandControlledCoolingofSteels性能：强度、韧性（结构钢：钢筋、桥梁板、造船板）组织：晶粒细化控制轧制→轧制工艺的控制1.变形速度2.变形温度3.变形程度：大压下工艺1.控制冷却速度：动态CCT曲线控制冷却→轧后冷却的控制2.控制冷却温度：动态CCT曲线一、控轧控冷概念1、控轧轧制过去：低温轧制，它是指在比常规轧制温度稍低的条件下，采用了强化压下和控制冷却等工艺措施来提高热轧钢材的强度和韧性等综合性能的一种轧制方法。现在：广义解释为从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程实行最佳控制，

2、以使钢材获得预期良好性能的轧制方法。控制冷却：是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。2、应用：结构钢：高强度、高韧性、焊接性能。3、分类（1）奥氏体再结晶区控制轧制950℃以上主要目的：通过对加热时粗化的初始奥氏体晶粒反复进行轧制——再结晶使之得到细化。细化机理：A→F相变后得到细小的F晶粒，相变前的A越细小相变后的F晶粒也变得越细。形核地点：晶界。特点：细化有极限变形程度：要求每道次的变形程度大于发生再结晶所需要的临界变形程度。（2）奥氏体未再结晶区控制轧制950℃~Ar31）主要目的：A晶粒沿轧制方向伸长，在A晶粒内部产生形变带。2）细化机理：F在晶界和变形带上形

3、核，增加了F晶粒密度。3）特点：转换比随变形量上升而变大。4）变形程度：要求总的变形程度达到45%以上。（3）（A+F）两相区轧制Ar3以下细化机理：未相变的A晶粒更加伸长，在晶内形成变形带已相变的F晶粒，在受到压下时，于晶内形成亚结构。二、控轧控冷的工艺特点：1、控制加热温度常规轧制：通常在1250℃控轧：含Nb钢a.1150℃（1050℃时开始分解和溶解，1150℃晶粒长大比较均匀，但未达到1200℃晶粒就进一步长大，1050℃晶粒不均匀，产生混晶）b.950℃，以免加工前晶粒粗化和Nb（CN）再次溶解而增加沉淀强化。不含Nb、Ti钢，加热温度1050℃以下，在A细晶粒区。2、控

4、制轧制温度轧制温度依据所采用的控制轧制类型而异。在A区控制时，终轧温度越高，A晶粒粗大，F亦粗大，并容易出现W组织。终轧温度接近A开始转变温度。低碳结构钢830℃左右或更低些，含Nb钢750℃左右。（A+F）两相区轧制时，根据钢材性能不同要求而确定其终轧温度。3、控制变形程度A再结晶区控制轧制原则：要连续轧制，不要间歇，尤其在A区的高温侧（动态再结晶区）使晶粒来不及长大。道次变形量大于临界变形量，使全部晶粒能进行再结晶，在相同变形量和轧制不间歇的前提下，道次少而变形量大比道次多变形量小更有利于晶粒细化。A未再结晶区控制轧制原则：足够的总变形量含Nb钢≥50%甚至85%不含Nb钢≥45

5、%（A+F）两相区轧制：变形程度增加使位错密度增大，亚晶发达和产生织构，强韧性能得到提高和改善。4、轧后冷却速度的控制（三段冷却）是控制轧后钢材的冷却速度，达到改善刚才组织和性能目的。热变形使Ar3升高，F晶粒容易长大。冷却方式：吹风、喷水、穿水不同的冷却速度钢材可以得到不同的组织和性能。三、控轧控冷的效应优点：（1）使钢材的强度和低温韧性有较大幅度的改善。常规方法：提高合金含量，调整碳当量，存在两个矛盾a:强度和韧性；b:强度和可焊接性。（2）可节省能源使生产工艺简化节能途径：a:降低钢坯的加热温度。b:取消轧后的常化处理或淬火、回火处理。------简化工艺（3）可以充分发挥微量

6、合金元素的作用常规：Nb钢只起到沉淀强化作用控轧：沉淀强化、细化晶粒缺点：低温大压下，增加轧机负荷。四、控制轧制的发展历程1．钢材的强化和韧化金属材料强韧化的基本途径是：a.制成无缺陷的完美晶体，使金属晶体强度接近理论强度。b.在有缺陷金属晶体中设法阻止位错的运动。1.1钢的强化机制强化：通过合金化，塑性变形和热处理等手段提高金属强度的方法。强度：材料对塑性变形和断裂的抗力，用给定条件下所能承受的应力来表示。抗拉强度、屈服强度等。1.1.1固溶强化添加溶质元素使固溶体强度升高的现象称为固溶强化。规律（1）溶质元素溶解量增加固溶体强度也增加。（2）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小其固溶

7、强化的效果愈好。（3）形成间隙固溶体的溶质元素（C、N、B等元素在铁中）其强化作用大于形成置换式固溶体（锰、硅、磷在铁中）的溶质元素。（4）溶质与基体的原子大小差别愈大，强化效果也愈显著。1.1.2形变强化实际晶体的强度随着晶内缺陷或晶格畸变的程度的增加而使强度提高。塑性变形意味着在位错运动以外还不断形成新的位错，材料被加工硬化。1.1.3沉淀强化1）概念：在普通低合金钢中经常加入微量Nb、V、Ti这些元素，可以形成C的化合物、N的化合物或C、N的化合物，