控制軋制控制冷卻工藝技術(shù)-資料下載頁
2025-06-17 05:52本頁面
【正文】 冷卻中低碳鋼熱軋材的奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變 調(diào)整控制軋制、控制冷卻工藝參數(shù)得到盡可能小的室溫組織是控制軋制、控制冷卻工藝的主要目的。熱軋變形后的鋼材在隨后的冷卻過程中，奧氏體要發(fā)生相變。通常，在相變時(shí)形成的新相得直徑是由在單位體積內(nèi)所形成新相得形核數(shù)目n來決定的。如果在新相之間還沒有合并，并且生成的晶核都已長(zhǎng)為晶粒的時(shí)候，新相直徑D可用下式表示[9]： 然而，奧氏體向鐵素體（γ→α）的相變過程實(shí)際是新相得形核與核長(zhǎng)大同時(shí)進(jìn)行的過程，因此在相變過程中的形核只能是在尚未發(fā)生相變的區(qū)域內(nèi)形核。其中圖a表示當(dāng)形核速度低于核長(zhǎng)大速度時(shí)，已經(jīng)形成的晶核快速長(zhǎng)大，而使其后面新相得形核區(qū)域迅速變小，最終使新相成為較粗大的晶粒；圖b表示形核速度大于核長(zhǎng)大速度的狀況，由于已經(jīng)形成的晶核長(zhǎng)大速度較慢，為其后面的形核可以提供充分的區(qū)域，使之形核數(shù)量增多，最后得到較細(xì)小的晶粒。因此，在γ→α相變時(shí)實(shí)際的新相形核數(shù)目n是由形核速度和核長(zhǎng)大速度共同作用而決定的。 相變過程的模式圖a—低形核速度和高核長(zhǎng)大速度；b—高形核速度和低核長(zhǎng)大速度 鋼材控制冷卻的目的及控制冷卻各階段的作用鋼材軋后控制冷卻的目的是為了改善鋼材的組織形態(tài)，細(xì)化奧氏體組織；阻止或延遲碳化物在冷卻過程中過早析出，使其在鐵素體中彌散析出，提高強(qiáng)度。同時(shí)減少珠光體團(tuán)的尺寸，細(xì)化珠光體片層間距，改善鋼材的綜合力學(xué)性能。 軋后控制冷卻可以減少鋼材表面的氧化鐵皮生成量，防止鋼材在冷卻過程中由于冷卻不均而產(chǎn)生不均勻變形，造成鋼材的扭曲或彎曲。 如果冷床的能力不足，通過軋后控制冷卻，降低鋼材進(jìn)入冷床的鋼溫，可以部分或全部解決冷床能力不足的問題。對(duì)于不同德鋼種和鋼材種類，控制冷卻的目的是不同的，有時(shí)幾個(gè)同時(shí)兼有。 控制冷卻過程中各階段的作用和控制原理是完全不同的。 控制軋制鋼材軋后控制冷卻一般分為三個(gè)階段，即一般所說的一次冷卻、二次冷卻及空冷三個(gè)階段。由于三個(gè)階段的冷卻目的和要求不同，采取的控制冷卻工藝也完全不同。如果只注意一次冷卻而忽視二次冷卻的控制，則其效果不一定達(dá)到要求。 一次冷卻—軋后控制冷卻的第一階段一次冷卻是指從終軋開始到變形奧氏體向鉄素體或滲碳體開始轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)控制其開始快冷溫度、冷卻速度和控冷（快冷）終止溫度。在這段溫度中采用快速冷卻的目的是控制變形奧氏體的組織狀態(tài)，阻止晶粒長(zhǎng)大或碳化物過早析出形成網(wǎng)狀碳化物，固定由于變形引起的位錯(cuò)，增加相變過冷度，為變形奧氏體向鐵素體或滲碳體或珠光體的轉(zhuǎn)變做組織上的準(zhǔn)備。相變前的組織狀態(tài)直接影響相變機(jī)制、相變產(chǎn)物的形態(tài)、粗細(xì)大小和鋼材性能。經(jīng)驗(yàn)表明，一次冷卻的開始快冷溫度越接近終軋溫度，細(xì)化變形奧氏體的效果越好。 二次冷卻—軋后控制冷卻的第二階段熱軋鋼材進(jìn)行一次快冷之后，立即進(jìn)入冷卻的第二階段，即所謂的二次冷卻。二次冷卻的目的是控制鋼材相變時(shí)的冷卻溫度和冷卻速度以及停止控冷的溫度，以保證獲得要求的相變組織和性能。 二次冷卻根據(jù)鋼種和組織性能要求不同，冷卻可以在很大范圍內(nèi)變化，各種冷卻速度可以通過等溫相變、爐冷、緩冷、風(fēng)冷、水冷和空冷等不同冷卻方式 。 二次冷卻的終冷溫度一般是控制軋制到相變結(jié)束。SiMn鋼和含鈮低合金鋼二次冷卻終了溫度一般控制在600℃左右。軋后一次冷卻和二次冷卻對(duì)一些鋼種可以連續(xù)進(jìn)行。對(duì)低碳鋼、低合金鋼、微合金化低合金鋼軋后快速冷卻，終了溫度可以達(dá)到珠光體相變結(jié)束，然后空冷。所得晶相組織為鐵素體和細(xì)珠光體及彌散的碳化物。對(duì)高碳鋼和高碳合金鋼軋后快冷的第一階段可以冷至珠光體相變溫度，從而阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大和碳化物由奧氏體中析出形成粗大的網(wǎng)狀碳化物，達(dá)到降低網(wǎng)狀碳化物級(jí)別和細(xì)化珠光體球團(tuán)尺寸的效果。同時(shí)，二次冷卻可減小珠光體片層間距并改變其形貌。如果對(duì)高碳工具鋼和軸承鋼采用等溫轉(zhuǎn)變可以得到變態(tài)珠光體或變態(tài)貝氏體，碳化物形成半球化甚至球化狀態(tài)。這將大大縮短后部球化退火時(shí)間。 控冷—軋后控制冷卻的第三階段經(jīng)過一次冷卻和二次冷卻后，相變?nèi)拷Y(jié)束，可以采用控冷進(jìn)行冷卻。由于冷固溶在鐵素體中的碳化物來不及析出，在空冷過程中隨著溫度的降低，不斷地在鐵素體中彌散析出。結(jié)語 控制軋制和控制冷卻技術(shù)是一種先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的、可以是活運(yùn)用的軋鋼新技術(shù)。在只有單機(jī)架軋機(jī)，又沒有熱處理設(shè)備的中厚板生產(chǎn)廠家，如果能夠運(yùn)用得當(dāng)，更能發(fā)揮其獨(dú)特的作用。三種類型的控制軋制方式，既可以單獨(dú)使用，也可以配合使用，這主要看對(duì)鋼材最終性能要求如何。應(yīng)用控制軋制和控制冷卻技術(shù)．可以部分替代熱處理工藝，生產(chǎn)出經(jīng)熱處理后才能達(dá)到性能要求的鋼板，還可以節(jié)約能源、簡(jiǎn)北工序 降低生產(chǎn)成本。
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