常用淬火介质分析 2006-12-30 关键字：淬火介质 1．水 水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果。但由于这些方法需增加专门设备，且工件淬火后性能不是很稳定，所以没有能得到广泛推广应用。所以说。纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。 2．淬火油 用于淬火的矿物油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油，它具有闪点高、粘度低、油烟少，抗氧化性与热稳定性较好，使用寿命长等优点，适合于作淬火油使用。淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。淬火油对周围环境的污染大，淬火时容易引起火灾。 影响淬火油冷却能力的主要因素是其粘度值，在常温下低粘度油比高粘度油冷却能力大，温度升高，油的流动性增加，冷却能力有所提高。适当提高淬火油的使用温度，也能使油的冷却能力提高。 3．熔盐，熔碱 这类淬火介质的特点是在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火变形小，基本无裂纹产生，但是对环境污染大，劳动条件差，耗能多，成本高，常用于形状复杂，截面尺寸变化悬殊的工件和工模具的淬火。熔盐有氯化钠，硝酸盐，亚硝酸盐等，工件在盐浴中淬火可以获得较高的硬度，而变形极小，不易开裂，通常用作等温淬火或分级淬火。其缺点是熔盐易老化，对工件有氧化及腐蚀的作用。熔碱有氢氧化钠，氢氧化钾等，它具有较大的冷却能力，工件加热时若未氧化，淬火后可获得银灰色的洁净表面，也有一定的应用。但熔碱蒸气具有腐蚀性，对皮肤有刺激作用，使用时要注意通风和采取防护措施。 4．新型淬火介质及其应用 有机聚合物淬火剂 近年来，新型淬火介质最引人注目的进展是有机聚合物淬火剂的研究和应用。这类淬火介质是将有机聚合物溶解于水中，并根据需要调整溶液的浓度和温度，配制成冷却性能能满足要求的水溶液，它在高温阶段冷却速度接近于水，在低温阶段冷却速度接近于油。其优点是无毒，无烟无臭，无腐蚀，不燃烧，抗老化，使用安全可靠，且冷却性能好，冷却速度可以调节，适用范围广，工件淬硬均匀，可明显减少变形和开裂倾向，因此，能提高工件的质量，改善工作环境和劳动条件，给工厂带来节能、环保、技术和经济效益。目前有机聚合物淬火剂在工件大批量、单一品种的热处理上用得较多，尤其对于水淬开裂，变形大，油淬不硬的工件，采用有机聚合物淬火剂比淬火油更经济、高效和节能。从提高工件质量、改善劳动条件、避免火灾和节能得角度考虑，有机聚合物淬火剂有逐步取代淬火油的趋势，是淬火介质的主要发展方向。 有机聚合物淬火剂的冷却速度受浓度，使用温度和搅拌程度3个基本参数的影响。一般来说，浓度越高，冷却速度越慢；使用温度越高，冷却速度越慢；搅拌程度越激烈，冷却速度越快。搅拌的作用很重要；1使溶液浓度均匀；2加强溶液的导热能力从而保证淬火后工
中厚板的控制轧制与控制冷却工艺 孙洪亮 （材料成型及控制工程，1233010149） 【摘要】近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。目前国内外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。控制轧制和控制冷却工艺的开发与理论研究进一步揭示了热变形过程中变形和冷却工艺参数与钢材的组织变化、相关规律以及钢材性能之间的内在关系，充实和形成了钢材热变形条件下的物理冶金工程理论，为制定合理的热轧生产工艺提供理论依据。关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却 【关键词】控制轧制；控制冷却；冷却段长度 In the controlled rolling and controlled cooling technology of plate Abstract：For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Most lenient plate factory at home and abroad adopt controlled rolling and controlled cooling technology, production has high strength, high toughness and good weldability of high qualified steel plate. Controlled rolling and controlled cooling technology development and theory research of further reveals that the thermal deformation in the process of deformation and cooling process parameters and the change of the organization of the steel, the relevant laws and the internal relations between steel performance, enrich and formed steel thermal deformation under the condition of physical metallurgy engineering theory, to provide theoretical basis for reasonable hot-rolling process. Keywords: generous plate factory, controlled rolling and controlled cooling Key Words:Control rolling; Controlled cooling; Cooling length 1引言 近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高，除了具有高强度外，还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。目前世界上许多国家都利用控轧和控冷工艺生产高寒地区使用的输油、输气管道用钢板、低碳含铌的低合金高强度钢板、高韧性钢板，以及造船板、桥
淬火介质的冷却特性曲线究竟说明了什么 摘要：在标准测试仪检测淬火介质冷却特性的同时，用摄像机摄录了探棒四周的状况。对比发现，按测得的冷却特性曲线的外形划分的冷却阶段，与探棒表面实际发生的冷却情况大不相同。说明了产生这种差异的原因。通过分析和推理，得出了结论：不能从淬火介质的冷却特性曲线往划分探棒所处的冷却阶段；凭测出的冷却特性曲线不可能正确推算实际工件可能获得的冷却情况；淬火介质的冷却特性曲线只宜用在介质冷却特性的相互对比中。 关键词：淬火介质；冷却特性曲线；冷却特性检测；冷却过程计算；热处理工艺 一、淬火介质冷却特性曲线的应用情况与存在的疑问 近二十年来，淬火介质冷却特性曲线的应用给热处理行业带来了不小的技术进步。现在，淬火介质的开发研究，介质的比较和选择，热处理生产中的产品质量控制，甚至分析和解决生产中碰到的热处理质量和技术题目，都已离不开淬火介质的冷却特性曲线了。但是，这些冷却特性曲线究竟能告诉我们些什么？对这个题目，行业内已经有了基本一致的答案。极具权威性的美国金属手册[1]上,以及行业内着名专家G.E.Totten的专著[2]上提供的解释很具代表性，如图1所示。图中阶段A通称冷却的蒸汽膜阶段（也称膜沸腾阶段），阶段B通称沸腾阶段（也称泡沸腾阶段），阶段C称为对流阶段。在蒸汽膜阶段，整个试块被蒸汽膜包围着。在沸腾冷却阶段，整个试块表面都在发生沸腾。而到了对流冷却阶段，则通过对流传热使试块冷却。图中任一曲线上的点，都可以通过期间或者温度坐标找到另一曲线上的对应点。其它的书刊资料上，液态淬火介质的冷却特性曲线，不管采用什么样的检测标准，都按图1所示的方式划分冷却的阶段和解释各阶段的冷却机理。 在淬火介质的研究和评价中，通常用图1所示的两种曲线来表示和比较介质的冷却特性。从冷却速度曲线上，指出淬火介质的特性温度、出现最高冷却速度的温度和最高冷却速度值，以及对流开始温度。从冷却过程曲线上，通常指出从800℃冷却到400℃（或者300℃）所需的时间。有人还把冷却速度曲线上各温度对应的冷却速度值，直接或间接作为实际生产中工件在相同温度下获得的冷却速度值来加以利用。
控轧控冷工艺的技术研究及应用 学校：沈阳工业大学 院系： 专业：材料成型及控制工程 姓名：李文华 学号：
控轧控冷工艺的技术研究及应用 李文华 【摘要】介绍了控轧控冷的机理，控制轧制的优缺点。控制轧制与传统轧制的比较；由于各种钢种以及用户对产品性能的要求越来越高，使得控制轧制应用的必要性逐渐增大。高速线材轧制中应用的主要是控制冷却工艺，该技术的核心是通过对加热温度控制、轧前水冷、精轧机内水冷、精轧机组后水冷、风冷线温控等参数实现控制轧制。由于线材的轧制速度相比其它都较高，在生产中产生的变形热也相对较高，实现控制冷却尤为重要，控制加热温度，在轧制的道次间使用间断冷却，保证产品的综合性能（抗拉强度，硬度等等）。在板带材中应用的控制轧制技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数, 改善钢材的强度、韧性、焊接性能。 【关键词】控轧控冷；机理；特点；必要性；工艺参数；扩展应用高速线材；加热温度；控轧控冷 Abstract:Describes the mechanism of controlled rolling and cooling to control the rolling of the advantages and disadvantages. Controlled rolling compared with the traditional rolling; because of various steel and users are increasingly demanding high performance, making the need for the application of controlled rolling increases. Application of high-speed wire rod rolling is mainly controlled cooling process, the technology is the core temperature control by heating, cooling before rolling and finishing mill in water-cooled, water cooled after finishing mill, cooling line temperature and other parameters to achieve controlled rolling .As compared to the other wire of the rolling speed is high,the deformation generated in the pooduction of heat is relatively high,the cooling is particularly important to achieve control,control heating temperature,the rolling is particularly important to achieve control,control heating temperture,the rolling of the use of intermittent cooling between passes,to ensure that the intergrated product properties (tensile strength, hardness, etc.). In the application of plate and strip rolling technology is the core of the control during rolling by controlling the heating temperature, the rolling process, the cooling conditions, process parameters, to improve the steel's strength, toughness, weldability. Keywords: mechanism,characteristics,necessity,process parameters,extension using the high speed wire rod, heating temperature,controlled rolling and cooling 引言 控制轧制（C-R）和控制冷却（C-C）技术的研究始于1890年二次世界大战的德国，当时科研人员对钢铁产品的加热工条件、材质及显微金相组织之间的关系进行了非系统的零散研究。 1.控制轧制的概述
淬火冷却介质的种类及其优缺点 ［发布人］恒鑫化工［时间］2011-3-14 20:09:11 浏览：136 次 淬火冷却介质的类型及其优缺点 烟台恒鑫化工专业生产PAG淬火液 自来水、盐水、碱水以及普通机油通常被称为传统的淬火介质；而把专门为热处理淬火冷却的需要才开发的各种专用淬火油，加上新型水性淬火剂合称为新型淬火介质。 1、自来水作为淬火介质的主要优缺点： 优点：水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果 缺点： ①、冷却能力对水温的变化极其敏感，水温升高，使最大冷速对应的温度移向低温； ②、在碳素钢过冷奥氏体的最不稳定区（500~600℃左右），水处在蒸汽膜阶段，冷速较低，奥氏体易发生高温转变。而在马氏体转变区的冷速太大，易使工件严重变形甚至开裂； ③、水处在蒸汽膜阶段不易破泡，使工件表面淬火硬度不均匀或产生软点； ④、参入不容物或微溶杂质时，会影响其冷却能力，也会使工件产生软点。 2、盐水作为淬火介质的主要优缺点： 优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生 缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 3、碱水作为淬火介质的主要缺点： 优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生 缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 缺点：碱水在高温区的冷却速比盐水高，而在低温区的冷速比盐水低。但碱水的缺点依然是在100~300℃区间冷速仍然很大，并极易使工件、设备产生锈蚀。
控制轧制与控制冷却 穆安水 （材料成型及控制工程12级） [摘要]：控轧与控冷工艺是一项节约合金，简化工序，节约能源的先进轧钢技术，通过对控轧与控冷工艺的具体分析提出，控轧与控冷工艺能充分挖掘钢材的潜力，大幅度提高钢材的综合性能，通过对控轧控冷工艺在中厚板及带钢生产中应用的分析，说明控轧控冷工艺能给冶金工业及社会带来的巨大的经济效益针对传统控制轧制控制冷却(TMCP)技术存在的问题,提出了以超快冷为核心的新一代的TMCP技术,并详述了作为实现新一代TMCP技术核心手段的超快冷技术的科学内涵和工业装备开发情况。指出新一代TMCP技术综合采用细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化机制,可以充分挖掘钢铁材料的潜力,节省资源和能源,优化现有的轧制过程,有利于钢铁工业的可持续发展。最后给出了以新一代TMCP为特征的创新轧制过程的案例。展示了该技术的广阔的应用前景。 [关键词]：控制轧制；控制冷却；超快冷技术 Abstract:controlled rolling and controlled cooling technology is a saving alloy, simplify the process, energy saving advanced rolling technology, based on the analysis of controlled rolling and controlled cooling technology, controlled rolling and controlled cooling technology can fully tap the potential of steel, greatly improve the comprehensive performance of steel, by means of controlled rolling process of controlled cooling in the applications of plate and strip production analysis, shows that controlled rolling process of controlled cooling can give huge economic benefits of metallurgical industry and the society in view of the traditional control rolling control problems of cooling (TMCP) technology, proposed the ultra fast cooling as the core of the new generation of TMCP technology, and described as a new generation of TMCP technology core means of scientific connotation of ultra fast cooling technology and industrial equipment development.Pointed out that a new generation of TMCP technology integrated with fine grain strengthening, precipitation strengthening, phase transformation strengthening and so on the many kinds of strengthening mechanism, can fully exert the potential of steel materials, save resources and energy, to optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry.Characterized by a new generation of TMCP shows the case of the innovation of the rolling process.Shows a broad prospect of application of the technology. Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;Super fast cooling technology 1引言 近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发
棒材生产中的控制轧制技术 摘要：控制轧制和控制冷却技术在棒材生产中具有重要作用，合理制定控轧控冷工艺就能改善棒材的组织和性能。本文着重叙述了线材生产中控制冷却技术的机理、特点，目的、技术关键。 关键词：线材生产；控制轧制 1 引言 过去几十年来，作为热轧钢材性能的强化手段，或是添加合金元素，或是轧后再进行热处理。这些措施既增加了成本，又延长了生产周期，对于产品使用性能，多数情况下是在提高强度的同时降低了韧性，对焊接性能也造成影响。但控制轧制和控制冷却则不同，它是通过控制热轧过程中的变形及轧后钢材的冷却速度，达到充分细化晶粒和改善钢材组织状态，从而提高钢材的综合性能。它是通过优化工艺控制来大幅度提高钢材的综合性能，具有节约合金、简化工序、节能降耗等优点，由于它具有形变强化和相变强化的综合作用，所以既能提高钢材的强度，又能改善钢材的韧性和塑性。 2 控制冷却 2.1控制冷却的概念 控制冷却是利用相变强化以提高钢材的强度。通过控制冷却能够在不降低韧性的前提下进一步提高钢的强度。控制冷却是通过控制热轧钢材轧后冷却条件来控制奥氏体组织状态、相变条件、碳化物析出行为、相变后钢的组织和性能。 2.1控制冷却的阶段和特点 热轧后控制冷却包括三个不同冷却阶段，一般称一次冷却、二次冷却及三次冷却(空冷)。三个冷却阶段的目的和要求是不相同的。 一次冷却是指从终轧温度开始到奥氏体向铁素体开始转变温度Ar3或二次碳化物开始析出温度Arc。范围内的冷却，控制其开始快冷温度、冷却速度和快冷终止温度。一次冷却的目的是控制热变形后的奥氏体状态，阻止奥氏体晶粒长大或碳化物析出，固定由于变形而引起的位错，加大过冷度，降低相变温度，为相变做组织上的准备。相变前的组织状态直接影响相变机制和相变产物的形态和性能。一次冷却的开始快冷温度越接近终轧温度，细化奥氏体和增大有效晶界面积的效果越明显。 二次冷却是指热轧钢材经过一次冷却后，立即进人由奥氏体向铁素体或碳化物析出的相变阶段，在相变过程中控制相变冷却开始温度、冷却速度(快冷、慢冷、等温相变等)和停止控冷温度。控制这些参数，就能控制相变过程，从而达到控制相变产物形态、结构的目的。参数的改变能得到不同相变产物、不同的钢材性能。 三次冷却或空冷是指相变之后直到室温这一温度区间的冷却参数控制。对于一般钢材，相变完成，形成铁素体和珠光体。相变后多采用空冷，使钢材冷却均匀，不发生因冷却不均匀而造成弯曲变形。此外，固溶在铁素体中的过饱和碳化物在慢冷中不断弥散析出，使其沉淀强化。对一些微合金化钢，在相变完成之后
淬火介质的知识总结的也这么全，拿走不谢！ 工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介 质（或淬火介质）。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。这就要求在 C 曲线的“鼻子”以上温度缓冷，以减小急冷所产生的热应力；在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度，以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变；在“鼻子”下方，特别使Ms 点一下温度时，冷却速度应尽量小，以减小组织转变的应力。 常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。 水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分 稳定不易变质。缺点是在C曲线的“鼻子”区（500?600 C左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300?100C），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷 却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工 件的淬火冷却。? 盐水和碱水在水中加入适量的食 盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化
皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。 般情况下，盐水的浓度为10 ％，苛性钠水溶液的浓度 为10 %?15 %。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60 C，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。 冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压 器油和柴油等。机油一般采用10 号、20 号、30 号机油，油 的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度 相应提高。目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、 光亮淬火油和真空淬火油三种。高速淬火油是在高 温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种，一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油，以适当的配比相互混合，通过提高特性温度来提高高温区冷却能力；另一种是在普通淬火油中加入添加剂，在油中形成粉灰状浮游物。添加剂游磺酸的钡盐、钠盐、钙盐以及磷酸盐、硬脂酸盐等。生产实践表明，高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油，而在低温马氏体转变区冷速与普通淬火油相接近。这样既可得到较高的淬透性和淬硬性，又大大减少了变形，适用于形状复杂的合金钢工件的淬火。 光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在矿物油 中加入不同性质的高分子添加物，可获得不同冷却速度的光亮淬火油。这些添加物的主要成分是光亮剂，其作用是将不溶解于油的老化产物悬浮起来，防止在工件上积聚和沉淀。 另外，光亮淬火油添加剂中还含有抗氧化剂、表面活性剂和催冷剂等。 真空淬火油是用于真空热处理淬火的冷却介质。真空淬 火油必须具备低的饱和蒸汽压，较高而稳定的冷却能力以及良好的光亮性和热稳定性，否则会影响真空热处理的效果。 盐浴和碱浴淬火介质一般用在分级淬火和等温淬火中。
第34卷第7期1999年7月 钢铁 I RON AND ST EEL V o l.34.N o.7 Ju ly1999酒钢中厚板轧机的控制轧制 与控制冷却 马占华董世文 (酒泉钢铁(集团有限责任公司 摘要依据酒钢中厚板轧机引进的ADCO加速冷却技术,对国内外控轧控冷技术进行了述评和比较,并分析了生产高性能钢板的主要环节。 关键词中厚板控轧控冷高性能钢板分析α CONTROLL ED-ROLL ING&CONTROLL ED-COOL ING PERFOR M ED ON J ISCO PLATE M I LL M A Zhanhua DON G Sh i w en (J iuquan Iron and Steel(GroupCo1,L td. ABSTRACT T h is article is m ain ly focu sed on the analysis&com p arison fo r the con tro lled2 ro lling&con tro lled2coo ling techno logy sup lem en ted bo th at hom e and ab road on the basis of the i m po rted ADCO accelerated coo ling techno logy fo r J ISCO P late M ill.T he p roducti on of p late is also discu ssed b riefly.
KEY WORD S m edium2heavy p late,con tro lled2ro lling and coo ling,quality p late,analysis. 1前言 由控制轧制与控制冷却技术所组成的形变热处理工艺是当前控轧控冷技术发展的最高阶段。与普通控轧板相比,控轧+控冷钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40~60M Pa,在低温韧性、焊接性能、节能、降低碳当量、节省合金元素以及冷却均匀性、保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。 因而,近年来日本、美国、欧共体等工业强国广泛应用控轧+控冷技术生产各种高强结构板、船用钢板、压力容器钢板等。 酒泉钢铁公司2800mm中厚钢板轧机现已投产,这套轧机采用了90年代世界先进的控轧控冷技术,为生产高性能品种钢板奠定了坚实的设备技术基础。本文对这套中厚钢板轧机的控轧控冷技术进行了述评,分析了生产高性能品种钢板的主要环节。1控制轧制的工艺特点 中厚钢板轧机一般是由单机架或双机架轧机组成,其控轧工艺制度基本上是相同的,只是具体操作略有差异。 111控制轧制工艺制度 板坯加热温度、终轧温度和最终变形程度是控轧中最重要的三个工艺参数,直接影响相变、再结晶、沉淀强化等冶金过程。板坯在加热炉内加热温度一般为1050~1150℃,基本上不超过碳氮化物的溶解温度。如果加热温度较高,除了恶化韧性、强度外,还增加了燃料消耗。 对含微合金元素的控轧板,加热时间不宜过长,一般为8~10m in c m。否则将导致氧化铁皮增加,奥氏体晶粒增大。 由于控轧是在一定的温度和变形范围内完成的,轧制过程的中间停歇必不可少。一般分2~3个阶段轧制。对二阶段轧制来说,由板坯轧至中间坯为粗轧阶段,中
控制轧制、控制冷却工艺技术 1.1 控制轧制工艺 控制轧制工艺包括把钢坯加热到适宜的温度，在轧制时控制变形量和变形温度以及轧后按工艺要求来冷却钢材。通常将控制轧制工艺分为三个阶段，如图 1.1所示[2]：(1>变形和奥氏体再结晶同时进行阶段，即钢坯加热后粗大化了的γ呈现加工硬化状态，这种加工硬化了得奥氏体具有促使铁素体相变形变形核作用，使相变后的α晶粒细小；(2> (γ+α>两相区变形阶段，当轧制温度继续降低到Ar3温度以下时，不但γ晶粒，部分相变后的α晶粒也要被轧制变形，从而在α晶粒内形成亚晶，促使α晶粒的进一步细化。 图1.1控制轧制的三个阶段 (1>—变形和奥氏体再结晶同时进行阶段；(2>—低温奥氏体变形不发生再结晶阶段；(3>—<γ+α）两相区变形阶段。
1.2 控制轧制工艺的优点和缺点 控制轧制的优点如下： 1．可以在提高钢材强度的同时提高钢材的低温韧性。 采用普通热轧生产工艺轧制16Mn钢中板，以18mm厚中板为例，其屈服强度σs≤330MPa，-40℃的冲击韧性A k≤431J，断口为95%纤维状断口。 当钢中加入微量铌后，仍然采用普通热轧工艺生产时，当采用控制轧制工艺生产时，-40℃的A k值会降低到78J以下，然而采用控制轧制工艺生产时。然而采用控制轧制工艺生产时-40℃的A k值可以达到728J以上。在通常热轧工艺下生产的低碳钢α晶粒只达到7~8级，经过控制轧制工艺生产的低碳钢α晶粒可以达到12级以上<按ASTM标准），通过细化晶粒同时达到提高强度和低温韧性是控轧工艺的最大优点。 2．可以充分发挥铌、钒、钛等微量元素的作用。 在普通热轧生产中，钢中加入铌或钒后主要起沉淀强化作用，其结果使热轧钢材强度提高、韧性变差，因此不少钢材不得不进行正火处理后交货。当采用控制轧制工艺生产时，铌将产生显著的晶粒细化和一定程度的沉淀强化，使轧后的钢材的强度和韧性都得到了很大提高，铌含量至万分之几就很有效，钢中加入的钒，因为具有一定程度的沉淀强化的同时还具有较弱的晶粒细化作用，因此在提高钢材强度的同时没有降低韧性的现象。加入钢种的钛虽然具有细化加热时原始γ晶粒的作用，但在普通轧制条件下钢中的钛不能发挥细化轧制变形过程中γ晶粒的作用，仍然得不到同时提高钢的强度和韧性的效果，当采用控制轧制工艺生产含钛钢时，才能使钢种的Ti 先进的淬火介质及冷却技术 I 淬火介质 一、石油基淬火油 根据冷速分为常规淬火油、中速淬火油、快速淬火油，常规淬火油用于高淬透性钢的淬火冷却，而中等冷速的淬火油用于中高淬透性的钢淬火冷却，而快淬火油用于低淬透性钢。 钢中的Me 含量不仅影响到钢的淬透性，同时也因增加了相当的C 的当量，而改变了其Ms 。 /5/5/10/10eq C C Mn Mo Cr Ni =++++ 当C%变化时，Ms 也将发生变化： 0.2%～430℃；0.4%～360℃；1.0%～250℃ 另一类主要的石油基淬火油是分级淬火油，它可以被加热到（100～200℃）接近Ms 点的热油中均温以减少温差应力。它具有优异的热稳定性，（精制加高效的组合氧化剂），使用温度一般要低于其闪点50℃。 二、植物油基淬火油 石油基淬火油性能稳定，但它是不可再生的一次性资源，更是地下水的主要污染源。 而植物油淬火油基可以克服这些缺点，它有如下优点和不足。 1、优点：①容易生物降解；②低无毒性；③良好润滑性；④资源能再生；⑤供应充足；⑥闪点和燃点高。 2、缺点：①水解稳定性差；②氧化稳定性差；③表面粘附；④粘度范围窄；⑤有不同的气味；⑥价格偏高。 和矿物油的比较，植物油的稳定性差，但可利用现代添加剂技术可改善它的水解稳定性和氧化稳定性。比如好富顿公司开发的以Canola 植物油为基础油添加抗氧化剂的植物基淬火油①具有良好的抗氧化稳定性。②其降解性比石油基淬火油高5倍。③而且几乎没有蒸位膜阶段，在1300～110F 温度范围为V 冷↑（这对大多数钢而言正是要求快冷区）。④900～250F 温度范围内具有较慢的V 冷从而可减少淬火的变形。⑤闪点高达332℃（630F ）而一般石油基淬火油的闪点为177～232℃（350～450F ）燃点也比石油基的高约160℃。 三、聚合物淬火介质 它是有机聚合物和防锈添加剂，杀菌剂、消泡剂等组成水溶液，淬火时在热 控制冷却技术在中厚板生产中的应用 发表时间：2019-07-17T16:20:35.447Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：吕斌 [导读] 摘要：中厚板生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP技术是改善组织和力学性能的重要手段。 新疆八一钢铁股份有限公司 摘要：中厚板生产的控制轧制、控制冷却及其相结合的TMCP技术是改善组织和力学性能的重要手段。控制轧制用于控制奥氏体晶粒大小和形态，新发展了中间冷却（IC）、驰豫-析出控制（RPC）和高温终轧（HTP）等奥氏体晶粒控制方法；控制冷却用于控制相变组织类型，促进了细化晶粒和相变强化，先后开发了直接淬火（DQ）、间断直接淬火（IDQ）、在线热处理（HOP）和直接淬火-分配（DQP）等新技术。介绍了其基本原理、特点和对钢板组织和力学性能的控制效果。分析了各种TMCP新技术的发展路径，以及通过TMCP降低生产成本、提高企业经济效率中的优势及存在的问题。 关键词：中厚板；控制轧制；控制冷却；组织；力学性能；成本 1、前言 近儿年来，由于国内中厚板生产能力的不断扩大，受国际金融危机和后金融危机影响导致钢材消费市场滞涨，原料成本不断增加，中厚板生产厂的利润空问不断被压缩。冶金企业如何在这一轮经济调整中，实现产品转型、技术升级和成本控制成了决定企业经营效益的关键。 2、控制轧制技术 经过多年的建设，国内很多中厚板生产厂具备了一定技术装备优势、产品和技术的研发能力，根据市场需求和技术装备特点，确立白己的产品战略定位。但是，由于技术和产品的趋同日益明显，现在已经很难找到大批量的、独家生产的短线、高附加值的产品。中厚板生产企业开始在不断挖掘成本潜力、精细化生产上投入力量，力求提高效益，摆脱目前企业的困境。这种经营思维的转变是从粗放管理向精细化管理迈出的重要步伐。本文就控制轧制和控制冷却技术的发展轨迹做出简单的阐述，认识新材料、新工艺、新装备在提高产品性能、降低生产成本中的作用，给国内中厚板技术开发进步提供参考。 研究表明：在奥氏体再结晶温度区问，增加变形量可以细化再结晶奥氏体晶粒，过渡增加变形量，再结晶奥氏体晶粒细化趋势减弱，如图1所示[fll。微合金元素对再结晶温度的影响规律在没有被发现之前，碳钢或碳一锰钢控制轧制的基本手段是“低温大压下”，即是在接近奥氏体向铁素体相变温度上进行变形，主要原因是没有微合金元素的影响，钢的奥氏体再结晶温度和相变温度接近，低温大变形可以保证奥氏体的再结晶细小，阻止奥氏体晶粒的长大。如果实现未再结晶控轧和两相区控轧，就需要更低的温度。而在未再结晶区变形不需要“低温大压下”，通过多道次的累积变形可以达到同样的效果，同样可以增加奥氏体内部储存的变形能，提高奥氏体“硬化”程度。 微合金元素（如Ti，Nb，Al，Zr、V）可以提高奥氏体的再结晶温度，使奥氏体在比较高的温度仍处于未再结晶区，因而可以实现在奥氏体未再结晶区的多道次的累积大变形量。添加更多Nb实现控制轧制的HTP工艺，就是利用高Nb对未再结晶区温度的进一步提高，达到提高终轧温度，降低轧制负荷的控轧工艺。当然，HTP工艺中添加的高Nb，其高温析出对未再结晶控轧产生影响的只占添加量的极少部分，大部分Nb是起到固溶强化作用。另外，微合金元素的析出物还可以阻止再结晶奥氏体晶粒的长大，加强控制轧制细化晶粒的效果如图2所示。中厚板的控制轧制技术除了HTP技术以外，新技术还包括：中问坯冷却技术（IC[#]和驰豫一析出一控制技术（RPC）技术，为奥氏体组织控制、析出控制、冷却相变组织创造了条件。 3、控制冷却技术 板带钢轧后冷却技术的发展经历了不断的技术更新。从控制冷却技术的发展来看，主要集中在提高冷却速度（冷却效率）、温度均匀性、设备可靠性、提高组织均匀性、控冷板形平直度等儿个方面做出努力，如图3所示。按照冷却技术特点可以将板带的冷却技术划分为3代 第1代1980's：以喷淋冷却为代表的冷却技术，冷却水流密度小（小于300 L/（mimmz）喷水压力在0.20^-0.50 MPa为主，倾斜喷射或垂直喷射。 第2代（1980's}：以1980's年代以后出现的层流喷射（Laminar jet）冷却技术，如日本住友金属DAC（Dynamic Accelerated Cooling）采用水幕冷却，日本JFE的OLAC（On-LineAccelerated Cooling）采用柱状层流。其冷却水流密度在380-700 L/（mimmz），冷却水压力不高，但是动量较大，可以击破钢板表面残水膜，获得较强的冷却效果。1990's年代后，以改进型层流喷射（Modified laminar jet）冷却技术为主。气一水混合冷却（气雾冷却）也是这一时代的产物，如CLECIM公司的ADCO C Adjustable DynamicCooling）技术。 第3代（2000's}：白2000's年代以来，强化冷却（Intensive Cooling）技术逐步得到开发与应用。代表性的是欧洲开发的UFC C Ultra FastCooling、V AI的MULPIC技术，JFE公司的Super-OLAC} NSC开发的IC（Intensive Cooling）技术，POSCO开发的HDC C High DensityCooling。特征是：提高供水压力、流速、水流密度来，抑制冷却过程中的过渡沸腾和膜沸腾，尽可能实现核沸腾，提高换热效率，水流密度多在1800-3400 L/（mimmz）。这种冷却方式多用在加速冷却装置的前部（或称DQ段），很少单独使用。对照国内外儿种DQ设备，发现冷却速度相近，接近冷却速度物理极限。 钢板的冷却效率可以通过上述多种方法实现，但是理论研究表明：中厚板的冷却速率不完全取决于外界的冷却条件，更重要的是材料的导热特性一导热系数决定，如图5 Cb）所示。因此，应根据产品的厚度规格来在选择采用何种冷却方4 TMCP技术及其发展 TMCP技术是在控制轧制技术或热机械处理工艺（TMP-Thermo-Mechanical Processing）技术基础上开发出来的。1977年在美国举行的“微合金化”大会上，日本的研究者Kozasu提出了TMCP理论至1988年陆续得以完善。TMCP就是将控制轧制和轧后加速冷却技术结合的工艺，也是日本的专利技术。这种工艺极把奥氏体晶粒细化、加工硬化和相变结合，极大加强细化晶粒的效果，并把铁素体一珠光体相变扩展到铁素体一贝氏体相变，提高钢材的性能。 1979年川崎制钢公司开发出在中厚板线加速冷却工艺（On-line accelerated cooling process）作为TMCP技术标志性的应用。日本和欧洲的钢铁企业在同期也纷纷开发了不同形式的冷却装置，用TMCP生产晶粒细化钢板，以降低生产成本、降低钢的碳含量、改善钢的焊接性能。新的冷却装置由于冷却速度很高，使直接淬火（DQ）成为可能，DQ工艺将TMCP进一步延仲因此，因此TMCP工艺也包括了DQ工艺。 近年来，有学者提出以超快速冷却为核心的新一代TMCP技术（NG-TMCP或UFC-TMCP技术），其要点是：在现代的高温轧制提供加 钢材的控制轧制和控制冷却 一、名词解释： 1、控制轧制：在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能。。 2、控制冷却：控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度，可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。 3、形变诱导相变：由于热轧变形的作用，使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升，促进了奥氏体向铁索体的转变。在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加，从而影响Ar3温度。 4、形变诱导析出：在变形过程中，由于产生大量位错和畸变能增加，使微量元素析出速度增大。 两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒，还有被变形的细长的铁素体晶粒。同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。 5、再结晶临界变形量: 在一定的变形速率和变形温度下，发生动态再结晶所必需的最低变形量。 6、二次冷却：相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。 二、填空： 1、再结晶的驱动力是储存能，影响其因素可以分为：一类是工艺条件，主要有变形量、变形温度、变形速度。另一类是材料的内在因素，主要是材料的化学成分和冶金状态。 2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的（冷却温度）、（冷却速度）等工艺条件，达到改善钢材组织和性能的目的。 3、固溶体的类型有（间隙式固溶）和（置换式固溶），形成（间隙式）固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。 4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同，将控制轧制划分为三个阶段，即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。 5、以珠光体为主的中高碳钢，为达到珠光体团直径减小，则要细化奥氏体晶粒，必须采用（奥氏体再结晶）型控制轧制。 6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的（加热制度）、（变形制度）、（温度制度）的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。 7、钢的强化机制主要包括（固溶强化）、（位错强化）、（沉淀强化）、（细晶强化）、（亚晶强化）、（相变强化）等，其中（绕过）机制既能使钢强化又使钢的韧性得到提高。先进的淬火介质及冷却技术
控制冷却技术在中厚板生产中的应用
钢材的控制轧制和控制冷却Word版
相关主题
文本预览