【正文】 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 1 頁 共 16 頁 高速線材的控軋控冷 摘 要 ： 控制軋制 與控制冷卻相結(jié)合能將熱軋鋼材的兩種強(qiáng)化效果相加，進(jìn)一步提高鋼材的強(qiáng)韌性和獲得合理的綜合性能。隨著控制軋制與控制冷卻機(jī)理研究的不斷深入，除了在中厚板、熱連軋帶鋼生產(chǎn)中采用控制軋制與控制冷卻工藝之外，在棒線材生產(chǎn)中也取得了比較成熟定型的控制冷卻工藝，控制軋制和控制冷卻是熱軋生產(chǎn)中的新技術(shù)和新工藝，是金屬塑形加工專業(yè)的理論與實(shí)踐不可缺少的一個(gè)重要組成部分，是金屬壓力加工專業(yè)的前沿技術(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 控制軋制；控制冷卻；奧氏體；珠光體；晶粒細(xì)化；斯太爾摩冷卻法；溫度；冷卻 一 、前言 隨著鋼鐵冶金技術(shù)的不斷提高，控制軋制與控制冷卻作為一項(xiàng)基本技術(shù)在高速線材生產(chǎn)過程中起到了決定性的作用，本文論述了控扎控冷的基本原理和方法。 二、控制軋制的概念 （一）什么叫控制軋制 控制軋制是指在比常規(guī)軋制溫度稍低的條件下，采用強(qiáng)化壓下和控制冷卻等工藝措施來提高熱軋鋼材的強(qiáng)度、韌性等綜合性能的一種軋制方法?？刂栖堉其摰滦阅芸梢赃_(dá)到或者超過現(xiàn)有熱處理鋼材的性能。 （二）控制軋制的優(yōu)點(diǎn) 控制軋制具有常規(guī)軋制方法所不具有的突出優(yōu)點(diǎn)。歸結(jié)起來大致有如下幾點(diǎn)： 1. 許多試驗(yàn)資料表明，用控制軋制方法生產(chǎn)的鋼材，其強(qiáng) 度和韌性等綜合機(jī)械性能有很大的提高。例如控制軋制可使鐵素體晶粒細(xì)化，從而使鋼材的強(qiáng)度得到提高，韌性得到改善。 2. 簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝過程。控制軋制可以取代?；葴靥幚?。 3. 由于鋼材的強(qiáng)韌性等綜合性能得以提到，自然地導(dǎo)致鋼材使用范圍的擴(kuò)大和產(chǎn)品使用壽命的增長(zhǎng)。從生產(chǎn)過程的整體來看，由于生產(chǎn)工藝過程河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 頁 共 16 頁 的簡(jiǎn)化，產(chǎn)品質(zhì)量的提高，在適宜的生產(chǎn)條件下，會(huì)使鋼材的成本降低。 4. 用控制軋制鋼材制造的設(shè)備重量輕，有利于設(shè)備輕型化。 （三）控制軋制的種類 控制軋制是以細(xì)化晶粒為主，用以提高鋼的強(qiáng)度和韌性的方法?？刂栖堉坪髪W氏體再結(jié)晶的過程，對(duì) 獲得細(xì)小晶粒組織起決定性的作用。根據(jù)奧氏體發(fā)生塑性變形的條件（再結(jié)晶過程、非再結(jié)晶過程、γ→α轉(zhuǎn)變的兩相區(qū)變形），控制軋制可分為三種類型。 再結(jié)晶型的控制軋制 它是將鋼加熱到奧氏體化溫度，然后進(jìn)行塑性變形，在每道次的變形過程中或者在兩道次之間發(fā)生動(dòng)態(tài)或靜態(tài)再結(jié)晶，并完成其再結(jié)晶過程。經(jīng)過反復(fù)軋制和再結(jié)晶，使奧氏體晶粒細(xì)化，這為相變后生成細(xì)小的鐵素體晶粒提供了先決條件。為了防止再結(jié)晶后奧氏體晶粒長(zhǎng)大，要嚴(yán)格控制接近于終軋幾道的壓下量、軋制溫度和軋制的間隙時(shí)間。終軋道次要在接近相變點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。為防止相變 前的奧氏體晶粒和相變后的鐵素體晶粒長(zhǎng)大，特別需要控制軋后冷卻速度。這種控制軋制適用于低碳優(yōu)質(zhì)鋼和普通碳素鋼及低合金高強(qiáng)度鋼。 再結(jié)晶型的控制軋制 它是將鋼加熱到奧氏體化溫度后，在奧氏體再結(jié)晶溫度以下發(fā)生塑性變形，奧氏體變形后不發(fā)生再結(jié)晶（即不發(fā)生動(dòng)態(tài)或靜態(tài)再結(jié)晶）。因此，變形的奧氏體晶粒被拉長(zhǎng)，晶粒內(nèi)有大量變形帶，相變過程中形核點(diǎn)多，相變后鐵素體晶粒細(xì)化，對(duì)提高鋼材的強(qiáng)度和韌性有重要作用。這種控制工藝適用于含有微量合金元素的低碳鋼，如含鈮、鈦、釩的低碳鋼。 兩相區(qū)的控制軋制 它是加熱到奧氏體化溫度后 ，經(jīng)過一定變形，然后冷卻到奧氏體加鐵素體兩相區(qū)再繼續(xù)進(jìn)行塑性變形，并在 1rA 溫度以上結(jié)束軋制。實(shí)驗(yàn)表明：在兩相區(qū)軋制過程中，可以發(fā)生鐵素體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；當(dāng)變形量中等時(shí)，鐵素體只有中等回復(fù)而引起再結(jié)晶；當(dāng)變形量較小時(shí)（ 15%~30%），回復(fù)程度減小。在兩相區(qū)的高溫區(qū)，鐵素體已發(fā)生再結(jié)晶；在兩相區(qū)的奧氏體中富集，碳以細(xì)小的碳化物析出。因此，在兩相區(qū)中只要溫度、壓下量選擇適當(dāng)就可以得到細(xì)小的鐵素體和珠光體混合物。，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性。 在實(shí)際軋制中，由于鋼種、使用要求、 設(shè)備能力等各不相同，各種控制軋制可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以把兩種或三種控制軋制工藝配合在一起使用。 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 16 頁 三、線材的控制軋制 （一）線材控制軋制概況 隨著線材軋制速度的提高，扎后控制冷卻成為必不可少的一部分，但是控制軋制在線材中的應(yīng)用是 20 世紀(jì) 70 年代后期才開始的。由于線材變形過程中由孔型所確定，要改變各道的變形量比較困難，軋制溫度的控制主要取決于加熱溫度（即開軋溫度），在無中間冷卻的條件下，無法控制軋制過程中的溫度變化。因此，在過去的線材軋制中控制軋制很難實(shí)現(xiàn)。 為滿足用戶對(duì)線材的高精度、高質(zhì)量要求，高速線材軋機(jī)得到 發(fā)展，無扭精軋機(jī)組機(jī)型進(jìn)一步改進(jìn)。 1984 年以后，摩根公司提供的 100m/s 高速無扭軋機(jī)組均為 V 型結(jié)構(gòu)。新一代 V 型機(jī)組在結(jié)構(gòu)上作了重大改進(jìn)， 2 根轉(zhuǎn)動(dòng)周接近地面基礎(chǔ)，機(jī)組重心下降，傾動(dòng)力矩減少，增加了機(jī)組的穩(wěn)定性。它噪聲級(jí)別低，視野開闊，便于操作管理，機(jī)組重量較輕。在第一套 V 型機(jī)組問世以后，高速線材軋機(jī)將控制軋制技術(shù)引入了工藝設(shè)備等總體設(shè)計(jì)。 現(xiàn)代高速線材軋機(jī)已能生產(chǎn)高精度的產(chǎn)品，如各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)φ 線材的尺寸偏差普遍可達(dá) ? ，有些廠家可達(dá)不超過 ? 。為了滿足用戶對(duì)線材精度提高的更高要求，達(dá)到精密及及精密尺寸偏差（直徑偏差 =?（ %~%）直徑）。近幾年出現(xiàn)了精密尺寸規(guī)圓機(jī)及精密軋機(jī)，有三輥柯克斯（ Kocks）三機(jī)架無扭精軋機(jī)及兩輥三機(jī)架（或二機(jī)架）臺(tái)克森（ Tekisun）高精度軋機(jī)。尤其是在 1985 年摩根公司退出臺(tái)克森雙機(jī)架軋機(jī)與無扭精軋機(jī)配合，軋出φ ~ 線材，可保證直徑偏差為 ? 。臺(tái)克森軋機(jī)可在700℃軋制，軋制能力大，可以進(jìn)行控制軋制，可生產(chǎn)某些汽車用的非調(diào)質(zhì)鋼及快速球化鋼。 有的在高速線材精軋機(jī)組前增設(shè)預(yù)冷段（可降低軋件溫度 100℃）及在精軋機(jī)組各機(jī)架間設(shè)水冷導(dǎo)位裝置，以降低軋件出精軋機(jī)組的溫度等。 在第一套 V 型機(jī)組問世后，摩根公司在高速線材軋機(jī)上引入控溫軋制技術(shù) MCTR（ Man Contralled Temperatare Rolling），即控制軋制?？販剀堉朴腥缦聝煞N變性制度： A 二段變形制度 粗軋?jiān)趭W氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，通過反復(fù)變形及再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒；中軋 及精軋?jiān)?950℃以下軋制，是在γ相的未再結(jié)晶區(qū)變形，其積累變形量為 60%~70%，在 3rA 附近終軋，可以得到具有大量變形帶的奧氏體未再結(jié)晶晶粒，相變以后能得到細(xì)小的鐵素體晶粒。 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 16 頁 B 三段變形制度 粗扎在γ再結(jié)晶區(qū)軋制，中軋?jiān)?950℃以下的γ未再結(jié)晶區(qū)軋制，變形量為 70%，精軋?jiān)?3rA 與 1rA 之間的雙相區(qū)軋制。這樣得到細(xì)小的鐵素體晶粒及具有變形帶的未再結(jié)晶奧氏體晶粒，相變后