控制轧制和控制冷却技术

控制轧制和控制冷却技术及生产工艺应用

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控制轧制和控制冷却技术

及生产工艺应用

臧简

（辽宁科技大学）

[摘要]阐述了控轧控冷工艺的原理理和工艺特点, 控制轧制(TMCP)技术是取代离线热处理生产高性能钢材的一种生产技术,它的核心包括:(l)控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度;(2)轧制变形量的控制;(3)钢材的成分设计和调整。指出TMCP技术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；轧制工艺；生产工艺

Abstract：The principle and technological characteristics of controlled rolling and controlled cooling process are described. The control rolling (TMCP) technology is a kind of production technology, which is the core of the production of high performance steel. (1) controlling the rolling temperature and cooling rate, cooling the starting temperature and ending temperature; (2) rolling deformation quantity control;

(3) the steel composition design and adjustment. It is pointed out that TMCP technology can fully tap the potential of steel materials, save resources and energy, optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry. In the end, a case study is given to demonstrate the broad application of the technology in the new generation of TMCP.

Key Words：controlled rollin g;controlled cooling; rolling technology; production engineering

1引言

控制轧制和控制冷却技术,即TMCP,是20世纪钢铁业最伟大的成就之一。正是因为有了TMCP技术,钢铁业才能源源不断地向社会提供越来越优良的钢铁材料,支撑人类社会的发展和进步。在控制轧制和控制冷却技术的发展历程中,人们首先认识到的是控制轧制。控制轧制和控制冷却技术的核心是晶粒细化和细晶强化川。钢材的成

分设计和调整、轧制温度、轧制程序、轧制变形量的控制、冷却速度的控制等；在装备上主要是采用高刚度、大功率的轧机，以及高效的快速冷却系统和相关的控制数学模型。

所谓控制轧制,是对奥氏体硬化状态的控制,即通过变形在奥氏体中积累大量的能量,在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体,为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。硬化的奥氏体内存在大量的“缺陷”,例如变形带、位错、孪晶等,它们是相变时铁素体形核的核心。增加微合金元素,例如Nb,可以提高奥氏体的再结晶温度,使奥氏体在比较高的温度即处于未再结晶区,因而便于利用常规的轧制(温度)制度实现奥氏体的硬化。

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、桥梁钢板、压力容器用钢板等。

2 控轧和控冷工艺原理及特点

2.1工艺原理

控制轧制工艺是指钢坯在稳定的奥氏体区域(Ar3)或在亚稳定区域(Ar3～Ar1)内进行轧制,然后空冷或控制冷却速度,以获得铁素体与珠光体组织,某些情况下可获得贝氏体组织。现代控制轧制工艺应用了奥氏体的再结晶和未再结晶两方面的理论,通过降低板坯的加热温度、控制变形量和终轧温度,充分利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理,使钢板内部晶粒达到最大细化从而改变低温韧

性,增加强度,提高焊接性能和成型性能。所以说,控制轧制工艺实际上是将形变与相变结合起来的一种综合强化工艺[1]。

控轧的目的是在热轧条件下,通过细化铁素体晶粒,生产出韧性好、强度高的钢材。例如,正常轧制工艺铁素体晶粒最好的情况是7～8级,直径大于20μm,而控制轧制工艺得到的铁素体晶粒为12级,其直径为5μm,这样细的晶粒是控制轧制最突出的优点。控制轧制工艺还可以充分发挥微量元素的作用,含有微量Nb、V、Ti等元素的

普通低碳钢采用控制轧制工艺,能获得更好的综合性能[2]。

2.2工艺特点

2.1.1 控制加热温度

加热温度,加热温度影响轧前的原始奥氏体晶粒大小,各道次的轧制

温度及终轧温度影响各道次之间及终轧后的奥氏体再结晶程度及再

结晶后晶粒的大小。奥氏体化温度低,控制冷却后的力学性能好。加热温度影响开轧及终轧温度,但不完个等同。为了降低终轧温度,可

在精轧机组或成品架前设置预冷设备,达到所要求的终轧温度。在没有预冷设备条件时,可根据终轧温度,推算出加热温度。般应适当降

低坯料的加热温度。

例如：在控制轧制工艺中,对Nb钢加热时,当温度达到1050°C

时,Nb的化合物Nb(C,N)开始分解和固溶,因此奥氏体开始长大;加

热到1150°C时,晶粒长大比较均匀;但若达到1200°C以上,则晶粒将过分长大。由于初始奥氏体晶粒的大小将影响轧后铁素体晶粒的大小,所以为了使加工后的钢材具有细小而均匀的晶粒,一般认为1150°C的加热温度比较适宜。若加热到1050°C,此时奥氏体晶粒大

小不均,加工后的钢材易产生混晶。如果加热到1200°C或更高温度,则晶粒过于粗大,使钢材在加工后晶粒难以细化。也有人认为对于Nb钢,为使箕具有高韧性和低的脆性转化温度,可将加热温度控制在950°C左右,以免加工前的原始晶粒粗化,同时避免了Nb(C,N)再次固溶而增加沉淀强化效果。否则,虽然使钢的强度得到进一步的提高,但对冲击功和脆性转变温度却不利。对于不含Nb、v、Ti等元素的普

碳钢,从节能的角度出发可采用较低加热温度。由于不存在Nb、v、Ti的固溶问题,故可把加热温度控制在1050°C以下。总之,在确定加热温度时,禽根据钢种及对强度和韧性的侧重要求给予不同的考虑。

2.1.2控制终轧温度

终轧温度及变形量决定奥氏体是否发生再结品。在发生充分再结品的条件下,奥氏体再结品品粒大小主要决定于变形量,与终轧温度关系较小。降低终轧温度可以减小变形奥氏体的再结品程度,仁至.J以完全抑制再结品,保持奥氏体的变形状态。终轧温度从1050°C降低到900°C使变形热处理效果有所增加。降低终轧温度同样可使自回火温度降低,这是在同样冷却条件下得到的结果。如果改变冷却条件,使自回火温度相同而终轧温度不同,此时终轧温度低的钢筋强度高。

轧后钢材由终轧温度急速快冷,迅速穿过奥氏体区,达到快速冷却条件下的动态相变点。在轧件达到预定的温度控制点后,应当立即停止超快速冷却。由于超快速冷却的终止点对后续相变过程的类型和相应的相变产物有重要影响,所以需要精确控制超快速冷却的终止

点。通过控制冷却装置的细分和精细调整手段的配置,以及高精度的预控数学模型,可以保证终止温度的精确控制。

在控制轧制工艺中,需根据所采用的控制轧制类型来确定终轧温度。在奥氏体区域轧制时,终轧温度越高,奥氏体晶粒越粗大,’转变后的铁素体晶粒也就越粗大,并且容易出现魏氏组织,对钢的性能不利,因此最后几道次的轧制温度应低一些。一般要求终轧温度应尽可能的接近奥氏体开始转变的温度,起到相似正火的作用。对一般的低碳结构钢约为830°C或更低一些,对Nb钢由于Ar3更低,相应的终轧温度也应降低。其他钢种也应采用这一原则确定终轧温度。

2.1.3要求有充足的变形量

为了更好地通过变形再结晶细化晶粒,应采用比较大的变形量。但是,孔型系统确定后,变形量变化较小。·般在设计孔型时,成品孔型中为了充满筋部也采用了比较大的变形量。由于终轧温度较高,因为只能起到变形再结晶细化晶粒作用。对于高强度钢筋,如果要考虑到变形强化、就要考虑变形量与终轧温度的关系,达到未再结晶的条件,以便得到变形强化与相变强化相结合的效果。在孔型确定的条件下,轧制速度决定了变形速度,变形速度影响各道次之间的再结品程度及终轧后奥氏休的再结晶程度,因而影响形变热处理效果,变形速率从154/s增加到197/s,使低温形变热处理效果有所增加。

在再结晶区及未再结晶区轧制时,变形量都应控制到一定的数值以上,以防止铁素体出现不均匀现象。热轧材的组织中,有时发现铁素体晶粒大小不均匀现象(简称混粒),这种混粒组织可能是部分再结晶的奥氏体组织转变后的产物。这时如果增加变形量,得到完全再结

晶的奥氏体组织,转变后的铁素体晶粒也就比较均匀了。棍粒组织也可能是在未再结晶区中变形,形变量不够大时,晶内的形变带形成的极不均匀,因而铁素体形核不均匀造成的。在形变带密度高的形变奥氏体晶粒中,在形变带边界上形成大量的铁素体晶核,各晶核成长过程中很快就相互碰撞而停止其长大,因而转变后的铁素体晶粒就比较细小;在形变带密度比较低的那些部分,少数的铁素体晶核可以接连不断地长大,因而转变完毕后的铁素体晶粒就是粗大的,结果就造成了混粒组织。增加形变量,使形变奥氏体晶粒中的形变带分布均匀,就可以消除混粒组织。不同钢种消除混粒组织所需要的形变量不同,可以用实验的方法确定。细小且均匀的铁素体晶粒才能保证钢材高质量的综合性能。

3控制轧制和控制冷却在工业上的实现

3．1在棒材中的应用

由于连轧棒材生产线中,钢材是在规定的孔型系统中完成的,变形条件基本固定,不可能进行大范围的变形量调整,因此只能采用控制开轧温度来调整终轧温度的手段来改善变形钢筋的控制冷却又称为钢筋轧后余热处理或轧后余热淬火。该工艺是利用钢筋终轧后在奥氏体状态下直接进行表层淬火,随后由其心部传出余热进行自身回火,以提高塑性,改善韧性,使钢筋得到良好的综合性能。这种工艺简单,节约能耗,改善操作环境,钢筋外形美观,条形平直,收到较大的经济效益,在国内外得到广泛的应用[3]。

3．2在厚板中的应用

采用控轧控冷工艺是生产强度高、韧性好、可焊性优良且成本

低的钢板的最好方法,而且这种方法正在中厚板生产中不断地推广应用,凡有条件的,都应对现有的中厚板生产线加以改造.使之能应用控

轧控冷的生产方法生产中厚板。[4]

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、控冷板形平直度等几个方

面做出努力。按照冷却技术特点可以将板带的冷却技术划分为3代[5]。

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[6]：在现代的高温轧制提供加工硬化奥氏体的基础上，以超快速冷却为核心，对轧后硬化奥

氏体进行超快速冷却，并在动态相变点终止冷却，随后进行冷却路

径控制。

3.3在16Mn钢的应用

16Mn钢属于低合金钢,主要用于制造各类容器,其使用条件复杂,有的盛装易燃、易爆物品,有的盛装有毒物品,这些易燃、易爆、有

毒的物品一旦泄漏,将会造成严重的环境污染并危及人生安全,因此

对制造容器的钢材就提出了较为严格的要求,对其性能的要求包括抗拉强度、屈服强度、冲击韧性、延伸率、焊接性能等。随着技术的

不断进步和人们环境意识的不断增强,对16Mn钢的要求亦越来越高。为了满足用户对钢材性能日益提高的要求,各钢铁企业都在不断地研究、开发新工艺,应用各种新技术,实现组织、性能的最优化,生产成本的最低化。笔者利用控制轧制与控制冷却理论对16Mn钢的

化学成分、轧制工艺制度与组织、性能之间的关系进行分析,提出了控轧控冷工艺,为充分开发16Mn钢的潜力,找到了一种较为合理的工艺制度。

4结语

控轧控冷是一项具有丰富理论内容和较大实用价值的轧钢技术。其特点是把利用塑性变形得到钢材外部几何形状的热加工成型过程与控制改善钢材组织状态、提高钢材性能的物理冶金过程有机结合起来,简单的说就是将钢的热变形与相变有机结合起来。其突出的优点是:可大幅度提高钢材的强韧性;提高热轧钢材合格率、同时简化工序,节省能耗,节约合金,具有显著的经济效益和社会效益。

〔参考文献〕

[1]王有铭,李曼云,韦光.钢材的控制轧制和控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,1995.

[2]许长金.钟成芬.厚板的控制轧制和控制冷却[J].鞍钢技术:1995,9:11～18

[3]张小平,等.近终形连铸技术[M].北京: 冶金工业出版社,2001.

[4]王有铭，李曼云，韦光. 钢材的控制轧制与控制冷却[M].北京: 冶金工业出版社，1993

[5] CHOO WUNG YONG. New innovative rolling technologies for high value-added products in POSCO[C].第10届国际轧钢年会，中国金属学会2010，9，15 北京

[6] 王国栋. 以超快速冷却为核心的新一代TMCP 技术[J]. 上海金属，2008，(3): 1-5..

控制轧制与控制冷却

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

中厚板的控制轧制与控制冷却工艺

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

钢材的控制轧制和控制冷却Word版

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。

钢材控制轧制和控制冷却

钢材控制轧制与控制冷却 姓名:蔡翔 班级:材控12 学号: 钢材控制轧制与控制冷却 摘要:控轧控冷就是对热轧钢材进行组织性能控制得技术手段,目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材与钢管等钢材生产得各个领域。控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式,使钢材得强度韧度得以提高。 Aｂstract: cｏntrolled rolling is cｏntrｏlleｄcooｌｉｎg of hot ｒoｌlｅd sｔeel orgaｎｉzaｔｉon ｐerｆoｒmanｃe ｃontrol tecｈnology, has been ｗideｌy useｄｉｎthe hot ｒｏlled ｓtrip steeｌ,plaｔe,ｓｔeｅl,wｉre rod aｎd stｅeｌｐｉpｅaｎd oｔhｅr ｓｔeel products pｒoｄuction fiｅｌdｓ。Ｃontroｌｌｅｄrollinｇtechｎology of contｒｏllｅd coolｉng cａn pas ｓover ａssaｕltｉng a police officer, phasｅtransｆｏｒmａtiｏｎsｔｒengthening and so oｎ,to iｍproｖe the ｓtｒengｔｈoｆtｈe steelｔoｕg ｈnｅss、 关键词:宽厚板厂,控制轧制,控制冷却 1。引言: 控轧控冷技术得发展历史: 20世纪之前,人们对金属显微组织已经有了一些早期研究与正确认识,已经观察到钢中得铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。2０世纪20年代起开始有学者研究轧制温度与变形对材料组织性能得影响,这就是人们对钢材组织性能控制得最初尝试,当时人们不仅已经能够

控制轧制、控制冷却工艺

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

钢材的控制轧制与控制冷却技术

钢材的控制轧制与控制冷却技术 专业：材料成型及控制工程12 姓名：管沁 学号：

钢材的控制轧制与控制冷却技术 管沁 （材料成型及控制工程12级） [摘要]控制轧制和控制冷却能将热轧钢材的两种强化效果相加，进一步提高钢材的强度、韧性和焊接性能，获得更合理的综合力学性能。控轧控冷工艺是一项提高钢材质量、节约合金、简化工序、节约能源消耗的先进轧钢工艺技术。由于控轧控冷具有形变强化、相变强化的综合作用，因此控轧控冷既能提高钢材强度又能改善钢材的韧性和塑性。轧钢厂生产的中厚钢板、热轧板卷、棒、线、型材和钢管都可以采用控轧控冷工艺。 [关键词]控制轧制；控制冷却；中厚板；线材生产 Abstract:Controlled rolling and controlled cooling could add those two reinforcement effect of hot rolled steel products, further improve the strength, toughness and welding performance of steel, to obtain better comprehensive mechanical properties. Controlled rolling process of controlled cooling is an improve steel quality and saving alloy, simplify the process, save energy consumption of advanced rolling technology. Because the controlled rolling cold has deformation strengthening and phase transformation strengthening combination, so both can improve the strength of steel and controlled rolling cold can improve the toughness and plasticity of steel. Rolling mill in the production of medium plate, hot-rolled coil, rod, wire, profiles and steel tube can be used in a controlled rolling process of controlled cooling. Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;plate rolling Wire rod production 1.引言 控制轧制和控制冷却工艺是现代钢铁工业最大的技术成就之一,所谓控制轧制和控制冷却技术,就是在一定的钢材化学成分的情况下,通过对轧制温度、压下量和轧后冷却过程参数的控制,可以细化钢材显微组织、显著改善和提高钢材的性能,获得具有良好综合性能的钢铁材料。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。由于热轧变形作用,促使变形奥氏体向铁素体转变温度的提高,相变后的铁素体晶粒容易长大,造成力学性能降低。为了细化铁素体晶

控制轧制的应用分析

控制轧制的应用分析 摘要：控制轧制是目前世界上轧制中经常使用的技术。一般认为控制轧制技术是在20世纪60—70年代确立的，但实际上早在1920年，这一技术就初见端倪了，以后经过无数技术人员长期不断的努力才发展至今天的成就。这项工艺，节约合金，简化工序，节约能源消耗的先进轧钢技术，大幅度提高钢材的综合性能。本书的目的在于通过整理控制轧制技术进步的历程，向读者揭示控制轧制技术的重要性。主要介绍控制轧制的定义、种类、机理、优缺点、控制轧制与传统轧制的比较以及控制轧制技术在线棒材﹑型钢﹑双相钢生产中的应用。 关键词：控制轧制控制轧制机理控制轧制应用 前言： 随着科学技术的迅速发展，近几年来中国钢铁工业得到了高速发展，在钢铁工业的各项产品中，控制轧制是近十多年来国内外新发展起来的轧钢生产新技术，受到国际冶金界的重视。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应用，明显地改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为节约能耗，简化生产工艺，开发钢材新品种创造了有利条件。 1 控制轧制的概述 1.1控制轧制的定义 在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度﹑轧制温度﹑变形制度等工艺参数，控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材组织性能的目的。 1.2控制轧制与普通轧制的比较 与普通生产工艺相比，通过控制轧制生产技术可以使钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40―60MPa，在低温韧性﹑焊接性能﹑节能﹑降低碳含量﹑节省合金元素以及保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。 1.3 控制轧制的种类 (1)完全再结晶型控制轧制。全部变形在奥氏体再结晶区进行，终轧温度不低于奥氏体再结晶温度上限，道次变形量不低于奥氏体再结晶的临界变形量 (2)再结晶型控制轧制与未再结晶配合的控制轧制。这一工艺特点是，在完全再结晶区进行一定道次的变形，在部分再结晶区进行待温，而在奥氏体的未再结晶区继续轧制一定道次，并在未再结晶区结束轧制 (3) 完全再结晶型、未再结晶和(γ+α) 两厢区控制轧制。这种工艺特点是，在奥氏体完全再结晶区轧制一些道次，接近部分再结晶区进行待温或快冷，进入未再结晶区温度后继续轧制，并且当钢温已经达到(γ+α)两相区时轧制一定道次，达到一定变形量后终止轧制。 如图1

钢材轧制控制方法

控制轧制的应用 【摘要】控制轧制是在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和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的轧制新工艺。控制轧制工艺是一项节约合金、简化工序、节约能源消耗的先进轧钢技术，它能通过工艺手段充分挖掘钢材潜力，大幅度提高钢材综合性能，给冶金企业和社会带来巨大的经济效益。本文一直围绕着控制轧制，以控制轧制为中心，简单地介绍了控制轧制的概念，种类，优缺点以及控制轧制的强化机理，一直延伸至控制轧制在现实板带生产中的应用。 【关键字】控制轧制、强度、韧性、板带 【绪论】对低碳钢、低合金钢来说，采用控制轧制工艺主要是通过控制轧制工艺参数，细化变形奥氏体晶粒，经过奥氏体向铁素体和珠光体的相变，形成细化的铁素体晶粒和较为细小的珠光体球团，从而达到提高钢的强度、韧性和焊接性能的目的。 1、控制轧制的概念 1.1控制轧制的定义 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。 控制轧制工艺包括把钢坯加热到最适宜的温度，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。通常把控制轧制工艺分为三个阶段，如图1所示：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晶粒经过在γ再结晶区域内的反复变形和再结晶而逐步得到细化的阶段；2）低温奥氏体变形阶段，当轧制变形进入γ未再结晶区域内时，变形后的γ晶粒不再发生再结晶，而呈现加工硬化状态，这种加工硬化了的奥氏体具有促进铁素体相变形核作用，使相变后的α晶粒细小;3)(γ+α)两相区变形阶段，当轧制温度继续降低到A r3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，促进α晶粒的进一步细化。

钢材控制轧制和控制冷却技术

钢材控制轧制和控制冷却技术 葛玉洁 （材料成型及控制工程12 学号：9） [摘要]控轧控冷是对热轧钢材进行组织性能控制的技术手段，目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材和钢管等钢材生产的各个领域。控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式，使钢材的强度韧度得以提高。 [关键词]钢材轧制；轧制钢材变形量；控制轧制；控制轧制与控制冷却Controlled rolling and controlled cooling is a technical means for the control of the microstructure and properties of hot rolled steel. It has been widely used in various fields such as hot strip, medium plate, steel bar, rod and steel tube. Controlled rolling and controlled cooling technology by assaulting kibitz, phase transformation strengthening, the strength toughness of steel can be improved. 1引言 1.1控轧控冷技术的发展历史: 20世纪之前，人们对金属显微组织已经有了一些早期研究和正确认识，已经观察到钢中的铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。20世纪20年代起开始有学者研究轧制温度和变形对材料组织性能的影响，这是人们对钢材组织性能控制 的最初尝试，当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢的组织形貌，而且 还通过X射线衍射技术的使用加深了对金属微观组织结构的认识。 1980年OLAC层流层装置投产，控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用，技 术已成熟，理论进展发展迅速。 2.控制轧制： 2. 1控制轧制概念: 控制轧制是在热轧过程中把金属范性形变和固态相变结合起来而省去轧后的热处理工序。这是既能生产出强度、韧性兼优的钢材，而又能节约能耗的一项新工艺。控制轧制对轧机的 设备强度、动力和生产控制水平均提出了较高的要求。 3控制轧制的内容 控制轧制参数，包括温度、变形量等，以控制再结晶过程，获得所要求的组织和性能。 加入某些微量元素可使钢的再结晶开始温度升高很多，同时适当地降低轧制温度。从而使多 道次变形的效果叠加，使再结晶在较大的变形量和较低的温度下进行，而使钢材获得符合要 求的组织和性能的钢材. 根据塑性变形、再结晶和相变条件，控制轧制可分为三阶段，如下所

(发展战略)控制轧制和控制冷却技术的新发展

控制轧制和控制冷却技术的新发展 发表时间:2006-7-5 13:02:09 【字体：大中小】 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、桥梁钢板、压力容器用钢板等。 1 控制轧制工艺的机理和特点 控制轧制工艺是指钢坯在稳定的奥氏体区域（Ar3）或在亚稳定区域（Ar3～Ar1）内进行轧制，然后空冷或控制冷却速度，以获得铁素体与珠光体组织，某些情况下可获得贝氏体组织。现代控制轧制工艺应用了奥氏体的再结晶和未再结晶两方面的理论，通过降低板坯的加热温度、控制变形量和终轧温度，充分利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理，使钢板内部晶粒达到最大细化从而改变低温韧性，增加强度，提高焊接性能和成型性能。所以说，控制轧制工艺实际上是将形变与相变结合起来的一种综合强化工艺。 控制轧制一般有控温轧制和热机轧制两种。

在控温轧制中，为了获得所要求的目标值，必须在规定的温度范围内进行总变形。第一个负荷道次的开轧温度是事先通过出炉温度规定的。轧制的温度范围由规定的终轧温度决定。一般情况下，只有轧制过程在规定的时间内中断，并将轧件送到停歇场上进行冷却，这个终轧温度才能得到保证。在这种轧制方式中，轧制中断时的钢板厚度没有规定，轧制钢板可以取消常规的正火处理。 热机轧制是在规定的温度范围内按照所规定的压下量进行轧制，又分为两阶段轧制和三阶段轧制。在两阶段轧制中，轧制过程中断一次，并使轧件冷却到下一阶段所要求的轧制温度。在三阶段轧制中，轧制过程中断两次。轧制阶段是由该阶段中预先给定的厚度压下量和完成该厚度压下量时的温度范围决定的。由此产生了中间厚度和各阶段之间的轧制时间。 控轧的目的是在热轧条件下，通过细化铁素体晶粒，生产出韧性好、强度高的钢材。例如，正常轧制工艺铁素体晶粒最好的情况是7～8级，直径大于20μm，而控制轧制工艺得到的铁素体晶粒为12级，其直径为5μm，这样细的晶粒是控制轧制最突出的优点。

控制轧制于控制冷却

控制轧制于控制冷却

1、控制轧制：在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理控制， 使热塑性形变与固态相变相结合，以获得细小的晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制技术2、控制冷却：通过对控制轧后的钢材的冷却速度来改善钢材的组织性能。 3、金属的强化：通过合金化，塑性变形和热处理等手段来提高金属的强度。 4、固溶强化：添加溶质元素使固溶体强度提高的方法。 5、韧性：材料在塑性变形和断裂所吸收能量的能力。 6、微合金钢：钢种的合金含量小于0.1%。 7、IF钢：无间隙原子钢 8、不锈钢：具有良好的抗腐蚀性能和抗氧化性的钢。 9、变形抗力：在一定条件下材料变形单位面积的抵抗变形的力。10、在线常化工艺：在热轧无缝钢管中在轧管延伸工序后将钢管按常化热处理要求冷却到某一温度后在进加热炉然后就行减径轧制按照一定的速度冷却到常温。11、变形温度贝氏体处理化工艺：在钢管轧制过程中不直接加热到马氏体温度一下，而是快速冷却带中温以后再置于静止的空气中冷却、以变形奥氏体转变为贝氏体省去回火工序。12、高温变形淬火：钢管在稳定的奥氏体区域变形，而且一般温度在再结晶温度以上然后进行淬火，已获得马氏体组织。13、低温相变淬火：将钢管加热到奥氏体状态，经一段保温冷却到Ac1高于M的某一中间温度进行变形后淬火的工艺。14、非调质钢：将调质钢的化学成分进行调解并对轧制过程进行控制不进行调制其性能达到调制的水平。1、控制轧制是指在热轧过程中通过对金属加热制度，温度制度，保险制度的控制而获得细小的晶粒2、控制冷却是控制轧后钢材的冷却速度来改善组织性能。3、钢材的强化方法有固溶强化，变形强化，沉淀强化，弥散强化，亚晶强化，细晶强化，相变强化。4、影响材料韧性有，化学成分，气体和夹杂物，晶粒细化，形变的影响，形变细化5、动态结晶是晶粒细化提高扩孔性的手段6、控制轧制的目标是为了获得较小的铁素体组织7、加快冷却速度可以获得细小的铁素体晶粒所以不产生奥氏体组织为界限8、贝氏体是结构性能钢有校坏的塑形焊接性能强韧性微合金钢是指钢中的合金元素总量小于0.1%的钢在控制轧制中使用最多的微合金元素有银，钛，钒9、钢通常是指含碳量在0.28-2.1的铁碳合金10、温度小，压下量打，有利于细化晶粒 1、提高金属强度的措施？（1）固溶强化（2）形变强化（3）沉淀强化与弥散强化（4）结晶强化（5）亚晶强化（6）粗变强化。 2、提高教师材料韧性的措施？（1）化学成分（2）气体和夹杂物的影响（3）细晶强化（4）形变的影响（5）相变组织的影响3.、微合金钢的作用？提高材料的强度，韧性降低生产成本4、控制轧制与一般轧制的区别？（1）控制轧制的温度在950-1050温度降低了（2)加入了3V,Nb,Ti等合金元素，使金属的强度和韧性都大大提高（3）控制轧制生产出来的钢材组织性能号成本低5、控制冷却分为哪几个阶段。分别有何作用？三个，第一阶段，控制相变奥氏体组织状态为相变做组织上的准备，第二阶段，通过控制冷却速度和冷却终止温度来控制相变过程以保证冷却得到钢材所需要的组织，第三阶段，对于低碳钢没有什么影响对冷却钢来说在冷却过程中会发生硫物析出，对生成的贝氏体产生轻微的同化效果，对高碳钢来说在冷却过程中会阻止硫化物的析出从而达到保持固溶强化的目的。6、中厚板控制冷却的目的/?(1)控制钢材冷却过程增大过冷度，降低变形奥氏体向铁素体珠光体转变，以得到细状的铁素体晶粒。（2）在奥氏体未再结晶区终轧后快冷，可以将变形奥氏体中的亚结构，强压机制保持相变Tbm组织中进行保持钢的强度。（3）在保持综合力学性能不变的前提下采用控制冷却工艺可以降低钢中的含碳量，提高钢板的焊接性能，低温韧性和冷塑性。（4）在钢核成分不变条件下采用不同的轧后冷却工艺，可以生产不同强度级别的钢板（5）轧后利用在线淬火工艺可以简化工艺节约能耗降低成本。7、中碳钢控制轧制的特点？（10）以铁素体为主的钢以细化铁素体晶粒来提高强度和韧性不论采用哪种控制轧制方法都可以达到目的。（2）以珠光体为主的钢通过控制轧制会使强度降低韧性提高，其强度降低的原因是由于珠光体

控制轧制过程的基本原理

控制轧制过程的基本原理 历史背景 历史上，碳是提高钢的强度的最重要的化学元素，但碳对许多工艺性能如焊接性能、成型性能有不利的影响。因此，用碳强化的钢的应用受到限制。为了保证钢结构的安全性，要求钢的强度和韧性达到优良的配合，这种含碳较高的钢往往要进行成本高的热处理，如淬火加回火。 为了扩大成本低的高强度钢的应用，物理冶金学家们建议用其它强化机制来替代碳的强化。图1（1）显示，根据d-1/2规律（2），晶粒细化是同时提高强度和韧性的最有效的方法。控制轧制工艺是达到此目的的工业技术，该技术把成型过程与显微组织的控制过程结合起来。 均热温度 为了使加热工艺易于进行，传统方法是采用较高的均热温度。因此，轧制工艺从钢坯加热开始就要控制晶粒尺寸，而且其效果是明显的。人们知道，奥氏体晶粒长大与均热温度决定于均热时要求产生的冶金反应，即使微合金化元素溶于固溶体，其原因将于下面得到解决。对于钢种而言，最低的均热温度决定于铌、碳含量。如图2所示，对于0.10%C、0.03%Nb.的钢来说，其最低均热温度为1150℃。钛形成非常稳定的TiN，如图3（3）所示，它可在相当高的均热温度下控制奥氏体晶粒尺寸。另外钛还可以夺走N b（C、N）相中的N，形成的N b C 化合物更易溶解。在钢中一般氮含量的情况下，T i的最佳含量，即化学比含量，一般很低，

低于0.02%。 log(Nb)(C)=2.96-7510/T…Nordberg and Aronsson log(Nb)(C+12/14N)=2.26-6770/T…Irvine 再结晶控制轧制 钢在热变形过程中发生再结晶。控制这一过程使其发生多次再结晶可导致有效晶粒细化。应当注意每道次轧制应采用的最小变形量，否则将会发生晶粒长大，如图4（4）所示。图5（5）显示出一种典型的轧制制度可获得大约50μm的平均晶粒尺寸。在有铌微合金化的情况下，可以得到更细小的晶粒尺寸。这是因为扩散控制的过程，如道次间的晶粒长大，由于铌原子的直径比γ-Fe原子大15.2%，扩散过程受到很大阻碍。 变形前的奥氏体晶粒愈小，轧制温度愈低，每道次变形量愈大，最终再结晶后的晶粒尺寸愈小。文献[6]表明，如果最后三道次变形至少约25%，大于图5报道的15%，再结晶控

钢材控制轧制和控制冷却

钢材控制轧制和控制冷却 姓名：蔡翔班级：材控12 学号：

钢材控制轧制和控制冷去卩 摘要：控轧控冷是对热轧钢材进行组织性能控制的技术手段，目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材和钢管等钢材生产的各个领域。控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式，使钢材的强度韧度得以提高。 Abstract: con trolled rolli ng is con trolled cooli ng of hot rolled steel orga ni zati on p erforma nee con trol tech no logy, has bee n widely used in the hot rolled strip steel, pl ate, steel, wire rod and steel pipe and other steel p roducts p roducti on fields.C on trolled rolli ng tech no logy of con trolled cooli ng can p ass over assault ing a p olice officer, p hase tran sformatio n stre ngthe ning and so on, to improve the stre ngth of the steel tough ness. 关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却 1.弓i=r 控轧控冷技术的发展历史: 20世纪之前，人们对金属显微组织已经有了一些早期研究和正确认 识，已经观察到钢中的铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。20 世纪20年代起开始有学者研究轧制温度和变形对材料组织性能的影响，这是人们对钢材组织性能控制的最初尝试，当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢的组织形貌，而且还通过X射线衍射技术的使用加深了对金属微观组织结构的认识。 1980年OLAC层流层装置投产，控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用，技术已成熟，理论进展发展迅速。 2控轧控冷技术的冶金学原理 2.1 钢的强化机理及对韧性的影响 钢的强化机理主要有：固溶强化、析出强化、位错强化、细 晶强化（晶界强化、亚晶强化）、相变强化等。固溶强化，通过添加C、 Mn Si、Ni等合金元素来获得。通过添加N b、V、Ti微合金元素

钢材的轧制控制

钢材的轧制控制 向明锁 （辽宁科技大学材料成型及其控制工程12级） 摘要：阐述了控制轧制的机理和工艺特点，介绍了二次加热炉的技术进展，铸轧 一体化技术——CASTRIP的技术发展，减量化技术发展，控制轧制技术发展，指出应积极消化吸收先进的控轧控冷工艺，研制开发出高强、高韧性钢材。 关键词：控制轧制技术发展机理工艺 Abstract: in this paper, the mechanism and process characteristics of controlled rolling are introduced. The technological progress of the two reheating furnace, the technology development of CASTRIP, the development of reduction technology, the development of control rolling technology, and the development of high strength and high toughness steel are pointed out. Key words: control rolling technology development mechanism. 1控制轧制基础 1.1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。 1.2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）许多试验资料表明，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。例如控制轧制可使铁素体晶粒细化，从而使钢材的强度得到提高，韧性得到改善。（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

控制轧制和控制冷却技术的新发展.

控制轧制和控制冷却技术的新发展 乐安生 （材料成型及控制工程） 【摘要】：阐述了控轧控冷工艺的机理和工艺特点，介绍了为改善板形而开发的分开的冷却和润滑系统以及动态轧制工艺、GCr15轴承钢控轧新工艺的热模拟实验结果和低碳贝氏体钢的新发展。指出应积极消化吸收先进的控轧控冷工艺，研制开发出高强、高韧性钢板。 【关键词】：控制轧制；控制冷却；低碳贝氏体钢；应变诱导 Abstract：Explains the mechanism and the technical features of controlled rolli ng and controlled cooling technology, introduces developed separated cooling lu bricating system and dynamic rolling technology for improving the plate shape, hot simulated test result of new controlled rolling technology of bearing steel GCr15 and new development of low carbon bainite steel, points out that must be to actively digest advanced controlled rolling and controlled cooling techno logy, develop high strength and high toughness plate. Keywords：controlled rolling；controlled cooling；low carbon bainite steel；str ain induced transformation 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、桥梁钢板、压力容器用钢板等。 1 控制轧制工艺的机理和特点 控制轧制工艺是指钢坯在稳定的奥氏体区域（A r3）或在亚稳定区域（A r3 ～A r1 ） 内进行轧制，然后空冷或控制冷却速度，以获得铁素体与珠光体组织，某些情况下可获得贝氏体组织。现代控制 轧制工艺应用了奥氏体的再结晶和未再结晶两方面的理论，通过降低板坯的加热温度、控制变形量和终轧温度，充分利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理，使钢板内部晶粒达到最大细化从而改变低温韧性，增加强度，提高焊接性能和成型性能。所以说，控制轧制工艺实

控制轧制基础

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）许多试验资料表明，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。例如控制轧制可使铁素体晶粒细化，从而使钢材的强度得到提高，韧性得到改善。 （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（再结晶过程、非再结晶过程或γ－α转变的两相区变形），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，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。这种控制轧制适用于低碳优质钢和普通碳素钢及低合金高强度钢。 （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。这种控制工艺适用于含有微量合金元素的低碳钢，如含铌、钛、钒的低碳钢。 （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。实验表明：在两相区轧制过程中，可以发生铁素体的动态再结晶；当变形量中等时，铁素体只有中等回复而引起再结晶；当变形量较小时（15% -30%），回复程度减小。在两相区的高温区，铁素