冶金行业中厚板生产.ppt

2.6 中厚钢板组织性能控制,2.6.1组织与性能的关系 结论：材料的性能是由材料的组织决定的。 金属材料的性能有:物理性能，化学性能，力学性能，工艺性能等,对于任何钢材最基本的性能要求是强度。,钢的组织状态是获得所需要的力学性能与工艺性能的关键。钢的成分、冶金、加工工艺因素、组织、性能的关系如图： 影响轧材力学与工艺性能的因素关系图,2.6.2控制轧制,(1)概念：通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数，控制奥氏体的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。,(2)控制轧制工艺的类型,奥氏体再结晶区的控制轧制（又称型控制轧制) 特点：轧制全部在奥氏体再结晶区内进行（950以上）。 控制机理：它是通过奥氏体晶粒的形变、再结晶的反复进行使奥氏体再结晶晶粒细化，相变后能得到均匀的较细小的铁素体珠光体组织。,奥氏体未再结晶区的控制轧制（又称型控轧) 控制机理：轧后的奥氏体晶粒不发生再结晶，变形使晶粒沿轧制方向拉长，晶粒内产生大量滑移带和位错，增大了有效晶界面积。相变时，铁素体晶核不仅在奥氏体晶粒边界上、而且也在晶内变形带上形成(这是型控制轧制最重要的特点)，从而获得更细小的铁素体晶粒，使热轧钢板的综合机械性能、尤其是低温冲击韧性有明显的提高。,两相区的控制轧制(也称型控制轧制) 控制机理：轧材在两相区中,变形时形成了拉长的未再结晶奥氏体晶粒和加工硬化的铁素体晶粒，相变后就形成了由未再结晶奥氏体晶粒转变生成的软的多边形铁素体晶粒和经变形的硬的铁素体晶粒的混合组织，从而使材料的性能发生变化。,控制轧制分类示意图 a型-高温控制轧制；b型-低温控制轧制；c型-(+)两相区控制轧制,各种轧制中厚钢板工艺示意图,A-普通热轧工艺 B-三阶段控制轧制（ I型+II型+（A+F）两相区）和控制冷却工艺 C-两阶段控制轧制（ I型+II型）和控制冷却工艺 D-高温再结晶型（ I型）控制轧制工艺和控制冷却工艺。,2.6.3轧制工艺参数的控制,(1)坯料的加热制度,坯料的最高加热温度的选择应考虑对原始奥氏体晶粒大小、晶粒均匀程度、碳化物的溶解程度以及开轧温度和终轧温度的要求。,对一般轧制，加热的最高温度不能超过奥氏体晶粒急剧长大的温度，如轧制低碳中厚板一般不超过1250。但对控轧型或型都应降低加热温度(型控轧比一般轧制低100300)，尤其要避免高温保温时间过长，不使变形前晶粒过分长大，为轧制前提供尽可能小的原始晶粒，以便最终得到细小晶粒和防止出现魏氏组织。,(2)中间待温时板坯厚度的控制,采用两阶段控制轧制时，第一阶段是在 完全再结晶区轧制，之后，进行待温或快冷，以防止在部分再结晶区轧制，这一温度范围随钢的成分不同，波动在1000870。待温后，在未再结晶区进行第二阶段的控制轧制。在第二阶段，即待温后到成品厚度的总变形率应大于40%50%以上。总压下率越大(一般不大于65%)，则铁素体晶粒越细小，弹性极限和强度就越高，脆性转变温度越低，所以，中间待温后的钢板厚度(即中间厚度)是很重要的一个参数。,(3)道次变形量和终轧温度的控制,在完全再结晶区，每道次的变形量必须大于再结晶临界变形量的上限，以确保发生完全再结晶。 在未再结晶区轧制时，加大总变形量，以增多奥氏体晶粒中滑移带和位错密度、增大有效晶界面积，为铁素体相变形核创造有利条件。 在(+)两相区控制轧制时，在压下量较小阶段增大变形量，钢的强度提高很快。当变形量大于30%时，再加大压下量则强度提高比较平缓，而韧性得到明显改善。,2.6.4控制轧制的优点,（1）使钢材的强度和低温韧性提高； （2）节省能源，使生产工艺简化； （3）充分发挥微量合金元素的作用。,会增大轧机的负荷，影响轧机的产量。,缺点,2.6.5控制冷却,控制冷却是利用轧后的余热，以一定的控制手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的方法。,机理：细化相变前的奥氏体组织，阻止或延迟碳化物在冷却过程中过早析出，使其在铁素体中弥散析出，提高强度。同时减小珠光体团的尺寸，细化珠光体片层间距，改善钢材包括塑性、韧性等在内的综合力学性能。,1. 概 念,2. 机 理,(1) 钢材轧后的控制冷却过程,分 为 三 个 阶 段,一次冷却,二次冷却,三次冷却,一次冷却 一次冷却是指从终轧开始到变形奥氏体向铁素体或渗碳体开始转变的温度范围内的控制。 方法：一般采用快速冷却。 一次冷却的目的：控制变形奥氏体的组织状态，阻止晶粒长大或碳化物过早析出形成网状碳化物，固定由于变形引起的位错，增加变形奥氏体相变时的过冷度，为变形奥氏体向铁素体或渗碳体和珠光体的转变做组织上的准备。,二次冷却 由奥氏体向铁素体或渗碳体析出的相变阶段的控制。 二次冷却的目的：控制钢材相变时的冷却温度和冷却速度以及停止控冷的温度，以保证获得要求的相变组织和性能。 二次冷却根据钢种和组织性能要求不同，冷却速度可以在很大范围内变化，各种冷却速度可以通过等温相变、炉冷、缓冷、风冷、水冷和空冷等不同的冷却方式得到，二次冷却的终冷温度一般是控制到相变结束。,2.6.6控轧控冷工艺对中厚板生产的要求,确保坯料快速和均匀加热的多段式加热炉； 轧机的强度和刚度大； 具有使轧件进行冷却待温的功能；（轧机前后工作辊道要长，待温设备及中间快冷装置） 有足够长度的轧后输出辊道和轧后快速冷却装置； 具备必要的测温、测压、测厚、测宽、测长等测量仪表及显示装置。,1: 四辊轧机；2: 热金属检测器；3: 气封；4: 高密度管层流集管； 5:下喷嘴；6: 气封；7: 红外温度计；8: 矫直机,由高密度层流冷却装置，循环水系统及自动控制系统组成。,技能操作,1：换辊及轧机的调整 换辊操作 方法：利用牵引台车将旧辊拉出，整个台架横向移动一个必要的距离，使预先吊放在台架上的一对新工作辊移向并对准牌坊窗口，再用电动齿轮齿条台车将新工作辊推入预定位置，换辊时间10分钟左右。,2.轧机调整,（1）二辊轧机轧辊调整 下辊水平度调整：用水平仪检查下辊水平度。用垫片垫于轴承座下，以调整下辊水平度。 上辊水平度调整：在下辊基础上，用内卡尺在辊身据距辊端100mm处测量两端辊缝，若超过0.5mm则要单侧进行调整。,（2）四辊轧机调整 调整顺序及方法： 下支持辊水平度调整: