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材料的控轧控冷工艺
材料的控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却过程来改善材料的性能和结构的工艺。
这种工艺通常用于金属材料的加工，如钢铁等。
控轧是指在轧制过程中通过调节轧制温度、变形量和变形速度等参数，以控制材料的晶粒尺寸、组织结构和相变行为。
控轧可以使材料获得较细小的晶粒、均匀的组织和良好的力学性能。
控冷是指在轧制后通过冷却过程来控制材料的组织和性能。
控冷可以通过快速冷却或退火处理来改变材料的硬度、韧性和晶粒尺寸等特性。
控冷可以用于控制材料的相变行为，如马氏体转变和析出行为。
控轧控冷工艺的主要目的是优化材料的性能和结构，以适应特定的应用要求。
这种工艺可以改善材料的硬度、韧性、强度和耐腐蚀性等性能，并提高材料的加工性能和可焊性。
控轧控冷工艺广泛应用于金属制造、建筑、汽车、航空航天等领域，以满足不同材料对性能和结构的要求。
该工艺的应用可以提高材料的品质和成本效益，并推动材料的技术进步和创新。
运用控轧控冷工艺提高钢板机械性能
高德红
【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1999(016)004
【摘要】以大量的生产试验数据为基础，从中权控轧控冷的几个主要方面进行了探讨，总结出一套行之有效的控轧控冷工艺，在地提高了钢板机械性能合格率。
【总页数】5页(P365-368,376)
【作者】高德红
【作者单位】马钢股份有限公司中板厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.52
【相关文献】
1.低成本低合金钢板控轧控冷工艺的优化实践
2.低成本Q345系列厚钢板的控轧控冷(TMCP)工艺
3.控轧控冷工艺对HY420钢板组织性能的影响
4.Q460C中厚钢板控轧控冷工艺开发
5.运用控轧控冷工艺提高钢板力学性能
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控轧控冷技术在品种钢生产中的应用张洪涛吴影亮白玉红（唐山建龙实业有限公司热轧二厂）【摘要】主要介绍温度控制在生产过程中对组织性能的影响，目前生产过程中存在的问题及解决办法【关键词】控制轧制控制冷却终轧温度卷取温度1.前言中宽带厂从筹建到现在生产已有3年多的历史，随着工艺、设备的完善及激烈的市场竞争的影响，我们经历了一条曲折、艰难的前进道路。
目前在公司各级领导的支持下，我厂成功开发了SPA-H、08AL、510L、345B等品种钢，为企业带来了无限生机。
从品种钢开发工作中我们回过头来进行总结，如何进一步提高品种钢产品质量、优化性能应是目前的关键，从我们轧钢厂来讲今后如何利用控轧控冷技术来提高品种钢质量应列入工作日程中。
2.控制轧制与控制冷却的定义2.1控制轧制的定义：控制轧制从理论上讲是适当地控制钢的化学成分、加热温度、变形温度、变形条件（包括每个道次的变形量、总变形量、变形速度）及冷却速度等工艺参数，从而大幅度提高钢材综合性能，控制轧制的主要优点是改善钢材的组织，提高钢材的综合力学性能。
2.2控制冷却的定义：控制冷却是指控制轧制之后，对奥氏体向铁素体相变温度区间进行某种程度的快速冷却，使相变组织细化，甚至相变成新的组织，以获得更高的强度和更优良的韧性。
从我厂现有设备和生产过程看，控制轧制与控制冷却主要讲的是指生产过程中的温度控制。
3.温度控制对组织性能的影响温度是热连轧生产过程中的几个重要的工艺参数之一，由于温度将直接影响到热轧轧制力，特别是精轧机组各机架的轧制温度是保证厚度、板形及宽度的关键，带钢全长上的温度分布的均匀性将直接影响产品的厚度、板形和宽度的均匀性。
依据钢的内部组织对不同的钢种、不同的性能要求，有不同的轧制温度范围，最重要的是保证终轧温度和卷取温度。
3.1终轧温度对带钢质量有直接影响终轧温度的高低，在很大程度上决定了轧后钢材的内部金相组织和力学性能。
为了得到细小而均匀的铁素体晶粒，终轧温度应略高于Ar3相变点，此时钢的晶粒为单相奥氏体晶粒，组织均匀，轧后带钢有良好的力学性能。
控轧与控冷1钢的强化和韧化1.1钢的强化机制通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属强度的方法称为金属的强化。
金属学方面可应用的强化机制可以有以下几种：置换的或间隙固溶的异质原子以点状障碍物的形式起作用（固溶强化、激冷强化）；位错以线状障碍物形式起作用（通过冷加工变形的强化）；晶粒界作为面状的障碍物形式起作用（通过晶粒细化）；非内聚的析出和内聚的析出显示为空间障碍物形式起作用（弥散强化、沉淀强化）。
1.1.1固溶强化要提高金属的强度可使金属与另一种金属（或非金属）形成固溶体合金。
固溶体合金或以固溶体为基的合金（如碳钢等）一般具有较纯金属高的强度。
这种采用添加溶质元素使固溶体强度升高的现象称为固溶强化。
钢中最主要的合金元素Mn、Si、Cr、Ni、Cu和P都能构成置换固溶体，并促使屈服强度和抗拉强度呈线性增加。
除了置换元素外，C、N等元素在Fe中形成间隙固溶体，但它们在铁中的溶解度都很低，而且随着温度的下降而大大下降。
因此C、N在固溶含量内对屈服强度和抗拉强度的增长影响都很小。
假定合金元素的叠加作用呈线性关系，就可以列出下式用以计算由化学成分引起的强度值。
屈服强度σS（MPa）=9.8{12.4+28C+8.4Mn+5.6Si+5.5Cr+4.5Ni+8.0Cu+55P+[3.0-0.2(h-5)]}抗拉强度σb（MPa）=9.8{23.0+70C+8.0Mn+9.2Si+7.4Cr+3.4Ni+5.7Cu+46P+[2.1-0.14(h-5)]}式中h为产品厚度，各元素含量以百分含量代入。
根据大量的实验结果可得到下表1-1的数据。
1.1.2位错强化图1-1表明实际晶体的强度比理论晶体小得多,但同时随着晶内缺陷或晶格崎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之外还不断形成新的位错，因此位错密度值随着变形而不断提高，一直可达到1012/cm 2。
如果要继续塑性变形就要提高应力值，也就是说材料被加工硬化了。
弹簧钢55sicrv的微合金化及热处理工艺研究弹簧钢55SiCrV是一种高强度、高耐磨性的弹簧钢，广泛应用于汽车、农机、航空等领域。
本文主要研究了55SiCrV的微合金化及热处理工艺，旨在提高其力学性能和耐久性。
一、55SiCrV的微合金化55SiCrV的微合金化主要是添加钛、钒等元素，以改善钢的硬度、强度和韧性。
本研究选用的微合金化方案为：在55SiCrV钢中添加0.02%的钛和0.05%的钒。
经过SEM和EDS分析，发现钛和钒的加入可以使钢中出现TiC、VC等微小颗粒，这些颗粒在晶界和晶内分布均匀，有效地防止了晶界的脆化和晶粒的长大，提高了钢的强度和韧性。
同时，钛和钒的加入还可以促进钢中的碳化物析出，提高了钢的硬度和耐磨性。
二、55SiCrV的热处理工艺55SiCrV的热处理工艺主要包括退火、正火和淬火等步骤。
本研究选用的热处理工艺为：先进行退火处理，然后进行正火和淬火处理。
1. 退火处理55SiCrV的退火处理温度为750℃，保温时间为2小时，然后冷却至室温。
经过退火处理后，钢中的碳化物得到充分溶解，晶粒得到细化，消除了钢中的残余应力，为后续的正火和淬火处理做好了准备。
2. 正火处理55SiCrV的正火处理温度为850℃，保温时间为1小时，然后冷却至室温。
经过正火处理后，钢中的碳化物重新析出，晶粒得到再次细化，钢的硬度和强度大幅提高。
3. 淬火处理55SiCrV的淬火处理温度为820℃，保温时间为30分钟，然后迅速冷却至室温。
经过淬火处理后，钢中的碳化物得到充分析出，形成了均匀的马氏体组织，钢的硬度和耐磨性进一步提高。
三、实验结果与分析通过对55SiCrV的微合金化和热处理工艺的研究，得到了以下实验结果：1. 经过微合金化后，55SiCrV的硬度、强度和韧性均有所提高，其中硬度提高了7.8%，强度提高了13.4%，韧性提高了5.6%。
2. 经过退火、正火和淬火处理后，55SiCrV的硬度、强度和耐磨性均有所提高，其中硬度提高了11.5%，强度提高了18.2%，耐磨性提高了9.8%。
管理及其他
M anagement and other 兴澄55Cr3弹簧钢控轧控冷工艺应用
张继宏，张 魁，徐光琴
（江阴兴澄特殊钢铁有限公司 生产指挥中心，江苏 江阴 214400）
摘 要：兴澄特钢针对直径25mm以下小规格55Cr3弹簧钢在空冷状态下硬度容易超标的问题，通过制定合理的控轧控冷工艺，控制轧制温度、冷却温度，使产品硬度得到控制。
关键词：弹簧钢；控轧控冷；硬度
中图分类号：TG335；TG156.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0265-2
随着近年来中国汽车工业的发展，特别是轿车产量的高速增长，同时伴随着近年来汽车的轻量化和高性能化要求，迫切要求提高弹簧钢的强度，提高弹簧的设计应力。
稳定杆是汽车悬架系统中的重要部件，其主要功能是防止侧倾。
中小型车多采用前稳定杆。
中高级车以及运动型版本的轿车会采用前后双稳定杆，可以明显改善其行驶与操控性。
目前在全球范围内，越来越多地车型推出运动型的版本，因此稳定杆的需求也在增加。
1试验材料及生产工艺
近年来，兴澄特钢根据市场需求研究开发了轿车稳定杆用55Cr3弹簧钢，该牌号为欧洲标准EN 10089-2002中牌号，与GB/T 1222-2007中55CrMnA牌号化学成分相似，试验材料化学成分为：0.55C，0.25Si，0.94Mn，0.93Cr。
该牌号具有较高强度、塑性和韧性，淬透性较好,受到客户的广泛认可。
客户除了对产品的性能有较高的要求外，由于剪切下料的限制，对产品的交货硬度提出了要求，但目前兴澄所生产的直径不大于25mm的小规格55Cr3弹簧钢，由于生产过程中冷却速度过快，导致热轧成品材硬度超出与用户的协议规定，为了改善钢材硬度以满足客户需求，需要对热轧成品材进行退火处理，导致生产周期延长，无法保证如期交货，并且增加了生产成本。
为了解决上述的硬度超标问题，工艺研究所联合生产分厂采取了多项有效措施，从而在保证了产品质量的同时有效降低了
热轧成品材的硬度。
图1
55Cr3主要用于轿车稳定杆，是汽车悬架系统中的一种辅助弹性元件，它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，对钢材内在质量要求较高。
对于55Cr3热轧材，兴澄目前主要采用一火成材工艺，其工艺流程为：100tBOF→100tLF→100tRH→R12mCCM→方坯→堆冷→轧制→产品精整修磨→退火→矫直→检查→探伤（按标准要求）→包装入库。
该生产线上的步进式冷床长度100m，由于冷床步进时小规格材料表面散热较快，表面产生马氏体(如图1)，导致产品硬度偏高。
客户对于55Cr3热轧材要求表面交货硬度不大于321HBW，但实际生产的直径25mm以下的热轧55Cr3硬度最高达到340HBW左右，为满足交货条件，需要增加退火工序。
2硬度变化的影响因素分析
在相同的开轧温度下，对于牌号55Cr3，小规格圆钢轧后在空冷过程中，钢材表面接触空气比例较大，表面冷却速度快，钢材表面容易产生马氏体组织导致钢材表面硬度高；大规格圆钢轧后在空冷过程中，钢材表面接触空气比例小，导致钢材表面冷却速度缓慢，容易得到珠光体+铁素体+贝氏体组织，不易产生马氏体组织，导致硬度相对小规格偏低；若大规格圆钢轧后进行缓冷，缓冷状态下冷却速度很慢，易得到平衡组织珠光体+铁素体，其硬度最低。
不同规格55Cr3热轧材硬度对比如下图2所
示。
图2
3硬度超标问题的解决措施
为了改善小规格55Cr3热轧材硬度超标问题，并且改善钢材性能，结合兴澄二轧钢小棒线的生产设备，决定采取控制轧制工艺。
由于二轧钢小棒线孔型设计已经确定，要通过工艺来适应轧制要求是及其困难的，因此采取控制各轧机上的轧制温度来进行控制轧制，即控温轧制。
通过控制轧制温度，使变形条件在一定程度上满足控轧要求。
具体措施如下：
（1）钢材轧制过程中通过在线水箱，控制终轧温度在750℃~800℃范围，以控制轧材的硬度。
控制轧制工艺水箱设置如表1所示。
收稿日期：2018-06
作者简介：张继宏，男，生于1975年，汉族，甘肃秦安人，中级工程师，研究方
向：生产计划管理、生产总协调。
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管理及其他M anagement and other
（2）为防止钢材轧后冷却速度过快，保持连续生产，使冷床温度不要降低。
（3）钢材上冷床时密排过钢，使钢材之间无空挡，使钢材冷却均匀，钢材下线后不要堆放在风口处。
表1
水箱水压阀门开口度水管终轧温度
3个7公斤80%1#750-800℃
4实际效果
客户对于55Cr3钢的热轧材硬度要求是不大于321HBW，采取本文所述控轧控冷措施前，小规格热轧材硬度值普遍为340 HBW左右，采取措施后，效果明显，硬度合格率为100%，改善前后的硬度对比见图3所示。
但在实际生产中也存在一些问题，需予注意。
图3
（1）因终轧温度低，对尺寸控制及轧辊磨损有一定的影响。
（2）因在冷床上温度变高，对钢材弯曲有一定影响，增加剪切及矫直难度。
（3）冷床有变形，使用寿命受到影响。
5分析讨论
控制轧制与常规轧制的区别就是终轧温度不同，制定控制轧制工艺的重点是根据相变点进行控温轧制。
55Cr3钢的亚共析钢，奥氏体相变温度范围就在750℃~800℃之间，在低温下轧制能够使形核数量快速增加，随后控制冷却速度，抑制晶粒长大，使晶粒细化从而得到理想的细晶组织和良好的组织性能。
常规轧制终轧温度高，奥氏体晶粒长大很快，再转成珠光体速度慢比较困难，冷却速度再快就容易转变成马氏体或贝氏体，从而导致钢材硬度偏高。
因此利用控轧控冷技术对钢材的组织及综合性能都有很大益处。
6结语
（1）55Cr3钢的硬度与冷却速度有关，冷却速度不同，得到的组织不同，对应的硬度值也不同。
（2）通过采取控轧控冷措施，弹簧钢的硬度超标问题是可以解决的，且效果明显，不仅硬度合格率大大提高，可节约退火的费用，而且产品质量提高，生产周期缩短，交货期得到保证。
（上接264页）
同时，在实现焊接过程仿真实验时，要实现焊点可达检查。
在机器人仿真工作过程中，焊件最初的摆放位置可能与要求存在一定误差，可能存在焊点的位置处于机器人操作范围之外。
因此，在实际仿真工作过程中，要求焊点处于可到达的位置。
此时便要求通过Testreach对焊点进行检测，看是否属于机器人可操作范围；如果焊点位于机器人不可到达的范围，相应的提示便会出现在操作窗口当中，要求对焊点的位置进行调整；如果焊点位置处于机器人可到达的范围，这时机器人便会自动调整工作状态，实现焊枪的顶点与生成坐标合二为一，实现焊接工作。
此外，仿真焊接工作的工作过程十分繁琐，焊枪与焊件发生干涉时很难被检测到。
而利用RobCAD软件组建的机器人具有自动干涉功能，可以及时的检测多个部件之间时是否存在干涉行为。
如果在仿真焊接工作过程中发生干涉，利用RobCAD构建的工作环境中干涉零件就会显示成红色，较为容易被察觉。
通过这种提示行为，能够有效的减少在实际工作中的干涉现象，在有效降低焊接成本的同时，还能够保证操作人员的安全。
3.2 机器人离线程序输出
基于RobCAD软件机器人中设定的机器人、焊接路径、控制器，以及程序输目录之后，便可实现离线程序的输出。
同时，输出的程序可在相应的程序目录中进行查找，利用记事本对其进行打开。
输出的离线程序主要包括焊枪在焊件上的停留时间、焊接用时，以及焊点位置等。
并且，OLP想要访问输出的离线程序时，需要具备RobCAD软件OLP的许可，与此同时还需要有相应的机器人公司的负责人，对RCS控制器和机器人进行补丁修复，进而才能使得输出的离线程序进行准确的利用。
本文在构建焊接机器人时，选取控制器为RobCAD自带的缺省控制器。
此外，输出的程序需要经过一定的处理，方可获得焊点的位置、运动方式等数据信息，并转换为相应控制器可识别的程序语言，进而才能下载到控制器中进行使用。
4结论
近年来，随着工业机器人时代的到来，机器人仿真工作已经成为了现代工业生产过程中必不可少的工具。
而离线编程自身的优势，使其成为了当今使用频率最高的机器人编程。
由此，本文研究了基于RobCAD软件的焊了详细接机器人离线编程，并对机器人的仿真工作环境进行了详细你研究，以期为相关使用者提供理论借鉴。
参考文献
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