钢材的控制轧制和控制冷却ppt课件.ppt

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1、第一篇控制轧制及控制冷却理论3在变形条件下的相变§3.1变形后的A向F的转变一、从再结晶A晶粒生成F晶粒1、F的形核与转变组织F晶粒优先在A晶界上生成，一般在晶内不成核。所生成的F既有块状（等轴）的，也有分布在原A晶粒内部呈针状的先共析F（魏氏组织F）。钢中魏氏组织的形成会降低钢的冲击韧性和塑性，因而希望低碳钢的热轧产品中尽量减少以至消除魏氏组织。§3.1变形后的A向F的转变2、魏氏组织形成的影响因素钢的化学成分：钢中0.15%0.5%时,网状

2、F形成后P很快形成，阻碍魏氏组织形成）；铌钢>普碳钢>钒钢，铌钢最容易形成魏氏组织。A晶粒大小：A晶粒<5级（>40µm)易形成魏氏组织;§3.1变形后的A向F的转变冷却速度：增加冷却速度促进魏氏组织形成。需注意的是，加快冷却速度可以细化F晶粒，从而改善材料的力学性能，但要以不产生魏氏组织为限。冷却前的A晶粒越小，低碳钢含碳量越低，则这一界限越向更高的冷却速度移动，故在热轧时只有通过对热轧工艺参数的控制，使A晶粒细化，才能既适当的加快冷却速度，细化F晶粒，又不至于导致魏氏组织的形成。§3.1变形后的A向F的转变热轧条件与所得到的魏氏组织级

3、别的关系§3.1变形后的A向F的转变生产的F的特征随着A晶粒的细化，F晶粒也按比例细化。二、从部分再结晶A晶粒生成F晶粒再结晶A晶粒：F在其晶界形核，F晶粒较小；未再结晶A晶粒：F形核位置少，形成粗大的F晶粒和针状组织。从部分再结晶A晶粒生成的F晶粒不均匀，对强度影响不大，但对韧性影响较大。但如果在部分再结晶区进行多道次轧制，亦能得到细小的F晶粒，改善性能。§3.1变形后的A向F的转变三、从未再结晶A晶粒生成F晶粒由于有变形带的存在，F不仅在晶界上成核，而且在变形带上成核（控制轧制与传统轧制的本质区别），突破了单纯细化再结晶A晶粒而使F细

4、化的限制，得到细小的F晶粒。但在形变带上形成的F晶粒较细小，而在晶界上形成的F较粗。在未再结晶区轧制既可能得到均匀细小的F晶粒，也可能得到粗细不均的混晶F晶粒，关键是看能否在未再结晶区中得到均匀的形变带。道次平均压下率越大，总变形量越大（>45%），得到的形变带越均匀，F晶粒越均匀细小。§3.1变形后的A向F的转变材料的强度仍然符合Hall-Petch公式：σs=σ0+Kyd-1/2=(σsh+σwh+σph)+Kyd-1/2σsh－通过合金成分引起的固溶强化，σwh－加工硬化，σph－析出强化在未再结晶A中析出物的数量很少，所以σph值

5、很小；随着A向F转变，大部分位错消失，σwh≈0，所以σs=σsh+Kyd-1/2也就是说，屈服强度由固溶强化和F晶粒尺寸所决定。§3.1变形后的A向F的转变四、变形A晶粒生成F晶粒的类型ⅠA型：如果热轧后A发生再结晶，并且在转变前粗化成小于或等于5级的A晶粒，那么转变时容易形成魏氏组织F和P。形成魏氏组织的倾向：铌钢>普碳钢>钒钢。ⅠB型：如果热轧后A发生再结晶，在转变前A晶粒是6级或更细，则转变按ⅠB型进行。F晶核基本上在A晶界上形成，并获得具有等轴F与P的均匀组织。原始A晶粒越细，转变后的F也越细。这就是再结晶型控制轧制。§3.1变

6、形后的A向F的转变Ⅱ型：如果热轧温度低，轧后A不发生再结晶，则转变按Ⅱ型方式进行。F在刚轧完后就在变形带边界和晶界处成核，形成细小的等轴晶粒。随后在A晶内也形成多边形的F和P。Ⅱ型转变中不形成魏氏组织和上贝氏体。这是未再结晶型的控制轧制。过渡型：介于Ⅰ型和Ⅱ型之间，是A部分再结晶区中发生的转变。大部分A再结晶晶粒按ⅠB型转变形成细小的F和P，另一部分未再结晶A晶粒转变形成魏氏组织和P；一部分变形量大的A未再结晶晶粒按Ⅱ型转变成细小的F和P，另一部分变形量小的A转变成魏氏组织和P.§3.1变形后的A向F的转变转变结果F细化程度Ⅱ型>ⅠB型>

7、过渡型>ⅠA型Ⅱ型的晶粒最小。为了获得细小的F晶粒，ⅠB型和Ⅱ型是两种不同的方法。Ⅱ型控制要求在未再结晶区进行大变形，而在A未再结晶区进行多道次变形的前提是A未再结晶区的温度区间要大，这只有在含Nb、V、Ti等微合金元素的钢中才容易做到，而对于普碳钢要实现Ⅱ型控制则较难。§3.2变形条件对A向F转变温度的影响一、测定变形条件下Ar3温度的方法A在未再结晶区域和A＋F区域轧制的结果是不同的，因此正确测定Ar3温度具有实际意义。利用相变过程中材料发生的物理变化来测定相变点：如冷却曲线和膨胀曲线；利用在A区和A＋F区轧制时材料组织结构和性能不同

8、，以发生这些变化时的温度作为相变温度：如织构法、硬度法、金相法等。实际中是几种方法互相补充。§3.2变形条件对A向F转变温度的影响二、变形条件对Ar3温度的影响变形对Ar3温度的影响有两种情况