材料加工組織性能控制(第三章)新-展示頁(yè)
2025-01-14 05:24本頁(yè)面
【正文】 圖 34 軋制溫度對(duì)鐵素體晶粒直徑、屈服點(diǎn)及斷口轉(zhuǎn)變溫度的影響( ) 加熱溫度 終軋溫度 (1)使鋼材的強(qiáng)度和低溫韌性有較大幅度的改善 。 原因： (3) 控制變形程度 (1)盡可能降低加熱溫度， 目的： (2)在中間溫度區(qū)通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶使奧氏體晶粒 微細(xì)化。 原因： (?+?) 兩相區(qū)軋制：壓下率的增加會(huì)使位錯(cuò)密度增大，亞晶發(fā)達(dá)和產(chǎn)生織構(gòu)等，使鋼材的強(qiáng)度升高，低溫韌性得到改善。軋制含Nb鋼：控制在 750?C左右 。 (2)控制軋制溫度 奧氏體區(qū)軋制：要求最后幾道次的軋制溫度要低。 缺點(diǎn)：（ 1）要減小板坯的厚度。 低溫加熱優(yōu)點(diǎn)： （ 1）避免奧氏體晶粒變粗大。 影響： 強(qiáng)度升高 ?， 脆性轉(zhuǎn)變溫度 ?（ 亞晶的出現(xiàn) ） 。 目的： 1） 未相變 ?晶粒更加伸長(zhǎng) ， 在晶內(nèi)形成形變帶 ， 相 變形成微細(xì)的多邊形晶粒； 2） 已相變后的 ?晶粒變形 ， 于晶粒內(nèi)形成亞結(jié)構(gòu) ， 因回復(fù)變成內(nèi)部含有亞晶粒的 ?晶粒 。 晶界面積 ?， ?的形核密度 ? ， 進(jìn)一步促 進(jìn)了 ?晶粒的細(xì)化 。 （ 2） 奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控制軋制 (又稱(chēng)為 Ⅱ 型控 制軋制 ) 條件： 950?C～ Ar3之間進(jìn)行變形 。 主要目的： 對(duì)加熱時(shí)粗化的初始 ?晶粒軋制 ?再結(jié)晶 ??細(xì)化 ? 相變后細(xì)小的 ?晶粒。 冷卻速度對(duì)鐵素體晶粒尺寸的影響 （ 1）細(xì)化相變前的奧氏體晶粒；（ 2）在細(xì)化奧氏體晶粒的前提下，進(jìn)一步使奧氏體處于加工硬化狀態(tài)；（ 3）在相變溫度區(qū)間加速冷卻。 鐵素體晶粒尺寸的控制 鐵素體晶粒尺寸的計(jì)算式 奧氏體相變過(guò)程示意圖 31)32(gSF SND ?313161)()2( AsF DGID ??? ?奧氏體晶粒直徑 鐵素體晶核按拋物線(xiàn)規(guī)律長(zhǎng)大的速度常數(shù) 鐵素體晶粒的形核速率 變形奧氏體對(duì)鐵素體晶粒的細(xì)化作用 結(jié)論： 由加工硬化（變形）奧氏體相變得到的鐵素體晶粒比相同尺寸的未變形奧氏體或再結(jié)晶奧氏體相變后得到的鐵素體晶粒要細(xì)得多。 控制軋制基本知識(shí) 控制軋制概念 (低碳、低合金鋼 ) 控制軋制 (Controlled rolling)： 熱軋過(guò)程中通過(guò) 對(duì)金屬加熱制度 、 變形制度和溫度制度的合理控 制 ， 使熱塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合 ， 獲得細(xì)小晶 粒組織 ， 使鋼材具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能的軋制 新工藝 。 TMCP(Thermo Momechanical Controlled Processing)： 圖 3l 各種軋制程序的模式圖 CR— 控制軋制； AcC一控制冷卻 低溫軋制的優(yōu)點(diǎn)：細(xì)化鐵素體晶粒。 原因： （ 1）變形使奧氏體的晶界上形成了許多臺(tái)階 （ 2）變形奧氏體除了在晶界上生成鐵素體晶核以外，原來(lái) 奧氏體中的退火孿晶邊界以及由于變形而形成的變形帶，也 是鐵素體的形核基地。 合金元素的作用（微合金元素作用時(shí)再講） 控制軋制的類(lèi)型 控制軋制方式示意圖 (a) 奧氏體再結(jié)晶區(qū)控軋； (b) 奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控軋； (c) (?+?)兩相區(qū)控軋 （ 1） 奧氏體再結(jié)晶區(qū)控制軋制 (又稱(chēng) I型控制軋制 ) 條件： 950℃ 以上 ?再結(jié)晶區(qū)域變形。相變前的 ?晶粒越 細(xì)，相變后的 ?晶粒也變得越細(xì)。 目的： ?晶粒沿軋制方向伸長(zhǎng) ， ?晶粒內(nèi)部產(chǎn)生形 變帶 。 (3) (?+?)兩相區(qū)軋制 條件： Ar3點(diǎn)以下軋制 。 組織： 大傾角晶粒和亞晶粒的混合組織 。 控制軋制三階段示意圖和各階段的組織變化 再結(jié)晶與未再結(jié)晶型控軋示意圖 控制軋制工藝特點(diǎn) (1)控制加熱溫度： 加熱溫度決定軋制前奧氏體晶粒的大小 ，溫度越低晶粒越細(xì) 。（ 2）縮短延遲冷卻時(shí)間，粗軋和精軋幾乎可連續(xù)進(jìn)行。（ 2）含鈮鋼中鈮未固溶，達(dá)不到預(yù)期的析出強(qiáng)化效果。 原因： 一般低碳結(jié)構(gòu)鋼終軋溫度： 830? C或者更低些。 I型控制軋制原則： 1)連續(xù)軋制，不要間歇，尤其在 ?的高溫 側(cè) (動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū) ) ， 原因： 2)道次變形量應(yīng)大于臨界變形量，使全部晶粒能進(jìn)行再結(jié) 晶，避免混晶產(chǎn)生。 II 型控制軋制：要有足夠的總變形量，可以不過(guò)分強(qiáng)調(diào)道次變形量。 (3)加大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的累積壓下量，增加 奧氏體每單位體積的晶粒界面積和變形帶面積。 原理：細(xì)化晶粒 。 (2)可節(jié)省能源和使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化。 (3)可以充分發(fā)揮微量合金元素的作用（后面講）。 特點(diǎn)： O O A B C 第二階段：發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。 2）間斷動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 條件： ?c?r 圖 33 Q235鋼變形條件對(duì)真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線(xiàn)的影響 (a)變形溫度的影響，變形速度 ； (b)變形速度的影響，變形溫度 T=1000?C ?? s?? 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的控制 （ 1）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生條件 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶難發(fā)生的原因： 發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的條件： ??c 影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界變形量的因素： 1） 變形溫度和變形速度； 2） 鋼的化學(xué)成分，如奧氏體型 FeNiCr合金的 ?c 比純的 ? Fe大得多； 3） 材料的初始晶粒尺寸的影響。變 形溫度低、變形速率大，則 愈小。 熱變形間隙時(shí)間內(nèi)鋼的奧氏體再結(jié)晶行為 靜態(tài)再結(jié)晶：形變停止后發(fā)生的再結(jié)晶過(guò)程。 圖 2 靜態(tài)再結(jié)晶率各應(yīng)力值的確定 圖 38 原始晶粒直徑和軋制溫度對(duì)再結(jié)晶所必需的臨界壓下率的影響 Si— Mn鋼臨界變形量小，原始晶粒度和變形量的影響也小。 與 Si— Mn鋼比， Nb鋼的再結(jié)晶臨界變形量明顯增大。 圖 39 1050?C加熱，在不同溫度下軋制，軋后停留時(shí)間不同對(duì)奧氏體再結(jié)晶臨界變形量的影響 1再結(jié)晶開(kāi)始曲線(xiàn)，軋后停留 2s； 2再結(jié)晶開(kāi)始曲線(xiàn)，軋后停留 20s； 3再結(jié)晶終了曲線(xiàn)，軋后停留 2s； 4再結(jié)晶終了曲線(xiàn)，軋后停留 20s (2) 靜態(tài)再結(jié)晶速度 1）熱加工工藝的影響：變形量 ? 、變形速度 ? 、變形后的停留溫度 ? ?回復(fù)和再結(jié)晶速度 ?； 2）微量元素將強(qiáng)烈地阻止再結(jié)晶的發(fā)生。 微合金元素對(duì) 靜態(tài)再結(jié)晶數(shù)量的影響： 1)抑制奧氏體再結(jié)晶 。 (4) 再結(jié)晶區(qū)域圖 作用： 劃分：三個(gè)區(qū) 域 ， 即 再結(jié)晶區(qū) 、 部分再結(jié) 晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū) 。
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