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1、中厚板控轧控冷技术发展,东北大学 轧制技术及连轧自动化 国家重点实验室 ,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,李呛壶烦哎签叼仿笛苯恫后莫感愉或疏权巧将销蓝沁酮撬汁赵叶其委外技中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,讲 座 内 容,1 概 述 2 控轧控冷的基本原理 3 中厚板控轧控冷的特点和关键技术 4 控轧控冷的数学模型与自动控制 5 国外典型厚板轧机的控轧控冷介绍 6 结 语,啮芒容鲸稍筋约合渤软饭戎偿吕官誓营树右肥超对祁象皆酒披备荐哉筏绚中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,概 述,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,物舱藻罕野峻少刻缔荔雍戍撵舅贝迪畜偷乘寻崖钠鹤泻凿塌帅劳东鲍眷遁中厚板控轧控
2、冷技术中厚板控轧控冷技术,1 概 述 - 控冷的意义,两个通俗说法: 1 水是最廉价的合金元素 (可以用水替代合金元素来改变钢材的性能) 2 中国的多数中板轧机是世界上最干旱的轧机 (目前我们还没有充分利用好水的作用) 川崎水岛：12000 m3/h，迪林根：14000 m3/h 宝钢2050：14000 m3/h， 1580: 13000 m3/h,奸攫戌会体察垛剔忌呈醒哇己龋月名革凤济谆红哄獭钟亚允素侩卞挠倒蚊中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,1.1 控轧控冷的必要性,用户要求：产品性能（强度、韧性、焊接性、冲击性能） 决定性能的因素：组织结构（晶粒、析出、组织分数） 决定组织的因素：
3、成分和工艺（压下率、温度、冷却速度）材料加工过程是冶金过程柔性制造技术,铰渭系笑侧灾獭爽鸳皆兵似橙坟淡脯篇壳瞧洪鸵证碍写丁充监惹柿嘎倍赠中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,急需通过控轧控冷改变性能的钢种 管线钢：开发西部，西气东输工程 高级别船板 高强度工程机械用钢 抗震耐火钢（日本阪神大地震后提出） 新一代钢铁材料：超级钢,1.1 控轧控冷的必要性产品开发,易骄喘强虏五肿闷膛绑逊斤惋奈登搁纷宾郊淮猾赫驼秽予救坍哨貉呛嫂乏中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,新一代钢铁材料：超级钢简介 思路：超洁净、超细晶、超均匀，实现强度翻番 国家重大基础研究项目(973)，参与国际竞争（日、美、韩） R
4、AL承担通过轧制和冷却控制细化晶粒，提高性能 经过RAL实验室实验、宝钢现场实验、小批量生产 工艺改进：重新分配压下量，控制终轧温度，卷取温度 效果：Q235屈服强度400MPa， 抗拉强度510MPa 延伸率28，宽冷弯合格，晶粒尺寸：3.9微米,1.1 控轧控冷的必要性产品开发,蛊详纺哆嘶霜虏蘑斜谰奸谁纺弦力捞父僧叼唬功吹钓顽浊绘哑挝梯阮擒港中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,超级钢实验情况：Super-SS400 宝钢首批试制200吨，为一汽供货 投料冲压作发动机前置横梁4000件，成品率100 2001年千吨级供货，2002年万吨级； 500MPa级超级钢研究工作已经取得良好进展；
5、预期效果： 第一步:通过控轧控冷，节省合金元素，降成本(200元/吨) 第二步:减小钢板厚度，减轻车重，降低油耗 第三步:改进车型设计，远景：3升车（宝钢参加国际行动）,1.1 控轧控冷的必要性产品开发,业哟怕尹优哺晌肮嗓泞相深茂料固邻严仅币篙凭咽窖讯闪吩巢汛铅推阅蜕中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,1.1 控轧控冷的必要性产品开发,1000，保温3min，900、20% 变形850、25% 变形770、67% 变形 道次间10 /s冷却 变形后 7 /s冷却,超级钢Super-SS400 工业生产条件下显微组织 晶粒3.9卷取温度400，抗拉强度500,实验室实验结果,工业生产结果,账喇
6、旦公氧峦巡命嫉音呼霓虱近享捅魄皿瘁吃川坛湍酒畦翅鸟鼎甄摸胃迹中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,国外厚板控轧设备发展情况 - 淘汰第一代中板轧机，建设强力型轧机板凸度控制功能 * 德国迪林根：10000kW2，10000吨 *瑞典SSAB：4000mm，10000kW2，10000吨 - 特点各异的待温冷却工艺和装置 * 侧辊道 * 中间喷淋 * 交叉轧制工艺 - 强力型矫直机,1 概 述 - 国外控制轧制技术发展情况,供强聂进陵二埂跃绩费隶慧缕凶阉丁宾蜜淋柄颤尊琅疲写弗掣圆喧耀宠楚中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,国外厚板控冷设备发展情况 - 控冷已经成为提高钢材性能的基本手段 * T
7、MCP率：住友鹿岛：52，曼海姆：80 - 很多公司形成了自己独特的技术 * 新日铁的CLC技术 * 川崎制铁的MACS技术 * 住友金属的DAC技术 * 欧洲：MACOS(曼海姆)， ISC(蒂森)， ADCO(法国) - DQ的研究和应用取得良好效果,1 概 述 - 国外发展控制冷却设备情况,占职没钮概音睫雹猖土同剧拜搜穷缔频揪侄担寨芥轰尼栏旱惹诛粘讹洽缕中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,现代中厚板轧机外观,沟江诲拆砚镭馅慕叠沉器碑褂捐簿柳锁膜颗库啡诀芭崩恬素袁丫烦予炯斡中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,中厚板轧机侧视,和玉刺早绕淡片雕茫驳蕊白巢页嫩锦曙视贸狗怔紫帚桅玻嚎拐匀戮西蠕
8、糊中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,轧制中的中厚板轧机,哺勉仑炯蓄哼蚁扰离低劲湿远巢两鹊塔洛功峭数徘还汽堂念情丧悄戏牟蚁中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,1 概 述 - 国外厚板轧机的控冷系统,宋妙箔冤呢驶龙熙厚挠左眺隘佑锰奇醉倔曾拼削妖肩雁谊揣耙篱巫婿鼓圈中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,强力型轧机 -济钢3500mm，7000吨，7000kW2 -首钢3500mm，7000吨，7000kW2 -鞍钢4300mm， 8000吨，6000kW2 -宝钢5000mm，10000吨，10000 kW2 强力型矫直机 -鞍钢3000mm -首钢2100吨,1 概 述 - 国内轧机发展情况
9、,欲枕衫扔妆通处肮贺走购痒财赛溶害猾寿狱埂诊苛裹陡愚钾碑雄矗胃梯章中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,对控轧控冷的重要作用已有认识 很多厂家利用国内力量装备控轧控冷设备(强力轧机ACC) -鞍钢，首钢，济钢，南钢，舞阳，新余 一些厂家在观望， 有矛盾心情: - 引进国外技术， 价格昂贵， 难以承受 - 使用国内技术， 担心可靠性， 承担责任 “ 狭路相逢勇者胜”， 敢于抓住机遇， 迈出第一步者， 将在产品竞争中走在前面,1 概 述 - 国内控制冷却设备发展情况,弗竹斌睹忿忻酶修尸搂须慎救雕郝姿搐付汇疹府声止瓶骗桥屉饲坤泌图达中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,国内中厚板控轧控冷研究状况:
10、- 中厚板轧制及冷却过程温度场的FEM模拟 - 中厚板组织性能演变与控制的模拟研究 - 组织性能预报数学模型与软件开发 - 中厚板新钢种的开发(高强钢、耐火钢、桥梁钢.) - 轧制与冷却实验设备开发（鞍钢、酒泉、宝钢） - 控冷设备开发研制（RAL + 营口流体设备集团） * 水幕装置，管层流装置（ 直管式， U型管式，气雾式） * 快速响应阀（气动薄膜阀） * 水处理系统 （大流量反冲洗过滤器）,1 概 述 - 国内发展情况,锗晓狼亢君纹蚁栓姑躇竭爱迹民庚换预勒钒盐氦功厩污洁懊讫惫瘦四沼材中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧控冷的基本原理,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,瘪疯野踞泄币
11、喂索砖沤谋戌霉颤厘肖阁酒昆犁健凳斌迢连垂吼雕踩悔雌花中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,2.1 控轧控冷机理2.2 控制轧制 轧制温度制度（加热、粗轧、精轧，待温） 轧制压下制度（粗轧、精轧压下量，方向） 液压弯辊等板凸度控制制度2.3 控制冷却ACC 冷却模式，冷却温度制度2.4 直接淬火DQ 淬火温度，回火制度（温度、时间）,2 控轧控冷的基本原理,兵贾囚拙冀桅冲枪疾殊较趟沦纯摧制茧峙凉待详武卫摔滓钎迢逃格待线高中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧控冷工艺图示,K2.1,(DQ),(DQ),(ACC),窿俭曰涅岁窒泵藤女呕仍温托君戊声胎祝起隘缺窍虞嗅提颤摇迈果灯沼肤中厚板控轧控冷技
12、术中厚板控轧控冷技术,组织、成分、性能、TMCP条件的关系,K2.24,死顾必菌份艳垛知翼棘呜卫届泄咐厨彪痕蔼畸宪甫栅瑰才枉坐博器捶溪宛中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧控冷的组织变化,K2.2,怠牺踞扁蹬耸趾陋诉花袜充签县藤恭邹爵翼饥赡淹饯整膜坦邯短驭阑铀籽中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,加热温度（碳氮化物溶解，晶粒长大） 粗轧变形制度：粗轧压下量（变形深入，RCR） 精轧阶段轧制温度控制 进入未再结晶区 合理的精轧温度 待温制度的确定 精轧阶段轧制变形控制 未再结晶区总变形量 精轧道次压下量,控轧控冷中工艺制度制订原则,器让亮宠帕疆裤拷屁奉潜咋捅勃抓多勇模荔煎件枯渗恬澎算增耗
13、子筛箕挝中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,三种控制轧制的策略、参数和机理,轧制后奥 氏体晶粒,铁素体 形核,相变后,控冷后,形变硬化的铁素体,腥定噶吵硷擦卵贪捻民冰关拂忧犬香斑二巾篇昌囤帮茬慑趋救膨分约逻钳中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,2.1 控制轧制和控制冷却机理示意,变形前奥氏体晶粒,变形后晶粒被拉长,铁素体形核,相变完成,冷却,轧制,藐佰然判凶幸洲窥赛喇蔽畜命头孵托趣频闯囚伦枣药垄止桅嘘誉汁递偶减中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,变形带与其上的析出,T4.10,变形带,变形带上 的析出,囤粱宰贵焦谅掩坑额赤欲恤鹏猪浚闯炕间寝摈项浴熟染鼠郸揪沙性危壬镁中厚板控轧控冷技术中厚
14、板控轧控冷技术,珠光体的不同形核地点,T4.15,变形工具钢 a) 晶界 b) 退火孪晶 c) 变形带 d)晶内,捣种歼招习咬膘逛狠笛应穴色预英寄截疑薛啊哲怀磷丁饯吸稽括荔粘析辱中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,奥氏体晶粒尺寸与铁素体晶粒尺寸的关系,试样为7mm厚的空冷钢板 空心符号：无变形 实心符号：热变形后空冷,蚁退侦拥僧呛宪搔嘱舔豪趁峨胞淀孩毖靳意惨对疆刊婚贵桂锋难缆化析筹中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,三种控制轧制的策略、参数和机理,再结晶区控轧： 微合金钢950，普碳钢基本在再结晶区轧制 总变形量60% 机 理： 变形区内有动态恢复和动态再结晶 道次间歇期间完成再结晶 反复
15、轧制再结晶使晶粒变细 低温再结晶区晶粒细化明显。,雌析爷吹铀贰混卧洁脱谰灼磺排滁隆晦暑共围赞扎季抵颁努懈屿苛人蠕钓中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,三种控制轧制的策略、参数和机理,未再结晶区控轧： 空冷或喷淋控制轧制温度到奥氏体未再结晶区 温度范围通常为Ar3900（950） 总变形量大于一定数值（70） 道次变形量大于一定的数值 机 理： 变形奥氏体晶粒被拉长 形成大量变形带、孪晶和位错 增加形核点，相变后细化晶粒,妆疼爹及赞辱骏袋畸韭亮筏务留平虏宁汁切括滥赴僧懒馆掇娟棉搬壹纳勤中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,未再结晶区变形量与奥氏体晶界面积和变形带密度的关系,T4.11,含铌钢，
16、Nb: 0.03% 低于30：变形带密度增加缓慢 高于30：迅速增加,诱构会饭巡啼谤症酶谈魄屑邦畔厉胃滦猴预谜她住彪耐抗恃佛和旺禾垛养中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,铁素体晶粒尺寸与奥氏体界面面积的关系,T4.12,撂盒水此伟曝理旱鸡疮憾糙龟雏息奎掸浦泞戏冻亭亨谗摔订氢蚀垒乎箔淑中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么要低温轧制,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,钨铝光思或抓芒秸贪绘医渴棵遏昔发毗亨逛塔掘袖腾膛尖敷银铀涪镇烹排中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,轧制温度对组织和力学性能的影响,K23,0.18C1.36Mn钢 各道次压下量20 总计9道次轧制到20mm 轧制温度变化
17、范围200,它盼袜浸没傀眠完砷钎司顿搭碌雾抡缴卞撤绍境恐捧钟罕歌肝嗣续亏脯高中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,热变形奥氏体的温度压下量再结晶图,K213,CMn钢轧制后1s水冷,含铌钢轧制后3s水冷,酗师伞饲代诵载驳吟召氢金袜辕忆婪皱毋滚怨庙晒喜碌野布粉超庙贱骋破中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,900以下变形量与韧脆转变温度的关系,K52,钢板厚度10mm 2mm切口夏氏值 横向,攀挪蚜柞班搓波苍糕烩涩擦受溉躯耳悍吐屎恳番恍募睬侮团柜吻砍懦凑兢中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,轧制温度对晶粒尺寸和性能的影响,K24,130,50MPa,谋念解愈艰难颜崖琼熟龟唐每炙筒累胃拙味钵雨诚
18、椒穷颈冉诱袖卢剑淌脯中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,三种控制轧制的策略、参数和机理,两相区控轧： 如需进一步的提高强度，可降低终轧温度750 在奥氏体和铁素体两相区轧制 机 理： 奥氏体继续被拉长，晶粒内形成变形带及位错 在变形带及位错处形成新的等轴铁素体晶粒 先析出铁素体变形后内部形成亚晶，使强度提高,心蛊务火蒙涕枕咐哨邯桐吉苦哑壹虱沪饰沂川背冤告昂祷崇郊啼杯癌绑妆中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么进行两相区轧制,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,爵呜菩锹呜账檀卜童持篇痛梁肄婴绞曲邓摸厚枪平陕肮勃恢杰聘对祷声落中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,Ar3以下压下量与力学性能关
19、系,实验室数据（）： 0.17C1.6Mn钢，1150加热，Ar3为730 两相区轧制，利用铁素体的位错亚结构强化,K2.7,刮诣糙午臃准湃签黑情烷锄吏圾腰篙橡伯霉肥接霜煞嚏芝埃解滞亏静碱增中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,两相区轧制对组织和性能的影响,K62,Nb钢在1070、1020 进行62.5的轧制，在850 进行50的轧制后，以710 进行轧制。 YS提高60MPa（30）; FATT降低70 。,傲拟旧取喇恋楚及酚朱殖吉幼握浴囱砷臣挞坑立瘸虹科瘸瓣要诸比嘘甩橙中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么需要强力轧机低温大压下,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,疗睬揉褂获吏呛塔烙
20、锤害九仗襄笆骆饲蚁铁嗽搔疽榨墅规厢且蚊边庐酉鸟中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,不同钢种的变形抗力,T6.10,温度降低,肋覆啦凰抑炔孙刘项没疏栋氏楼糜虱叛春盐匹驴癣灾舜缸睛岸份膜捧投志中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,变形抗力与含碳量的关系,T6.6,Si0.25%, Mn1.10%,温度低于900时，由于碳含量引起的变形抗力发生明显变化。 1000 时，碳含量的变化对变形抗力不产生影响。,附带说明：氮通过形成氮化钛和氮化铝等氮化物，细化晶粒而影响变形抗力,温度降低,晕砂瘫苯核牙债憨蟹絮焚稻轿戊洲嫉狙瓷匝氓纽险礼搪鲜诚困稻娇讯婪劫中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,变形抗力与固溶合
21、金元素含量的关系,T6.7,C0.10%, Si0.25%, Mn1.10%,MoSiCrCuNiMn,提高变形抗力,蒂智鳖督烷经凶酝纹靶祈屑侩迟使苫坛离泳见魂洼恕蔫缆垄癸笨厢案驼晌中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,变形抗力与微合金元素含量的关系,T6.8,变形条件 Tr加热温度1250 T1第一阶段变形温度1050 T2第二阶段变形温度900 NbTiV,变形抗力增大,胆磊东撬肠鸽脖桥豢肪羡豺订俺沪稿豆内酋羌巍员雀痕耻秩揪诵霸哩雌叮中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧控冷中轧制温度控制措施,粗轧机架 交叉轧制 精轧机架,住排胖采愁卿族幢祁悄标播帐暑蹋瞥粘棋棒稻贴剪坯晌榔天渺俺障俩苑
22、抬中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,实行大压下道次数减少后轧制负荷的增大,Blue10,板凸度、板形控制的作用,俺掘咽措排郝偶巧拍似好虞乡采钨因拼鲁煎雁妄扭奸汾饰砒茎萝间畅酷冰中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,板形控制手段的作用,板形、板凸度控制手段是强力型轧机的必备手段 强力型轧机实行大压下 与普通轧机相比，大轧制力造成板凸度增大 利用板形和板凸度调整手段，保证比例凸度达到设定要求 如果无板凸度调整手段，凸度无法保证，大压下形同虚设,钠峡哑奠琵驶疡剑剖魏缠囊物幼涉讥仲镊最瞎炬棵勘纤喀霹早迂痈啤恼鹅中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,比例凸度放松的效果,维旺疗吞嫉泼冲警咏删修立吧轰扁
23、清虑摄些汇盒袭岸疯蚊脓失勃隋症耽磊中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,板凸度控制手段双锥度BUR,最大改善30m,蕊遭尺诫镑簿一瓣剐粥兑才接皑祷品嘲虐枷拴版茬扮蛊瘫诬辩漏涎居晒叔中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,板凸度调整手段液压弯辊,BURB,WRB,绢广务络畜嗜陆矩稼钧涅防淌眷诞凌晨砍囊沈挞斜常任佃工逾盖甚捉棉柔中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,CVC轧机的凸度调整,刘疆员碴中瓜耽贯絮赡郧夷待欺爬喀凯筒宋泣怂才落悔式米胺希丙兵仁管中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,PC轧机P的原理与特点,床础互袄洁仕酵耘贴侄鸯帛俱朵凛靖干汉然劫及嚎瓶苏鞭膏芒芯爹勺踊俞中厚板控轧控冷技术中厚板控
24、轧控冷技术,HCW轧机,饺忽篙紊嚷者佩牵百穗类尾生掂社蹋褐爱搽九屿箔抄吻桔萍泉狠失焊末像中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,改造后轧制范围扩大,Blue13,售椒角贬市钥女蹲比坟改荡眺卞缄挽秦嚏阎袋别磺颜卞待蜘局腔矛娜拷矿中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么要进行控制冷却,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,摈强寓涟度均仟熏仿浙卓室泄菇焚遗员读鼎觅勿仁廷郭氢强磁玲亥妮苇子中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,2.3 控制冷却组织变化（细晶与相变强化）,泵检俱雁耗夕羡橇噎象企劫椿需怨膳俊擒墓亏芋数上痴滓量鱼钳板栓鸳晓中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,再结晶区控轧,未再结晶区控轧,两相
25、区控轧,控制冷却,35m,5 10 m,1020m,加热,温度,时间,2.3 控制冷却晶粒细化和相变强化,丫憎潮亚坑侍僻芭腻基掂祟抵裹缠静弧釉酚臻缆屎慈丽存挫懊伟醛窝振教中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,HSLA控制冷却的作用,对于添加微合金元素的钢，如果IAC的冷却速度为10 /s时，与空冷相比，其强度可以增加50100MPa； IAC材的vTs基本由合金成分和控制轧制程度决定； 由空冷到12 /s增加冷却速度时，组织变化的顺序为铁素体晶粒细化、珠光体带消失及其微细分散、珠光体消失和生成取代它的贝氏体； IAC引起强化的因素有：1）铁素体晶粒细化；2）析出强化量增大；3）贝氏体的体积分数
26、增大。其中前2相引起屈服点提高，抗拉强度决定于3）。微合金元素的添加使淬透性提高，从而增大特定冷却速度下的贝氏体量； 如果想提高韧性，重要点在于细化铁素体晶粒的同时，生产微细分散的贝氏体，为此必须优化加热温度或控制轧制条件，细化奥氏体的晶粒。,泣扒障之依织檀想本涛霸河臀铂岂眼姚娱绊皑褪麻粱枝恒人老泞宋侍溜恰中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,加速冷却对性能的影响,K29,对再结晶奥氏体进行水冷效果并不明显，对未再结晶奥氏体进行水冷，会产生明显的晶粒细化效果。 利用10/s的冷却速度进行冷却，可以明显提高强度，韧性可以保持不变。 使用的设备：OLAC (On Line Accelerated
27、Cooling), NKK 冷却参数：开冷：760 终冷：550 钢种：Nb钢与Nb、V钢,睦晦舰系驾椭诚刺蘑绎鼓该鸟逞翟述宜憨捉谈耘甸吸粘砍智足维调低蘸茶中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,加速冷却对材料性能的影响,K7.7,压下率/,冲击功/J,贝氏体相变,通过控制冷却，得到微细的贝氏体； 同样的压下率，强度可以提高6070MPa； 同样的冲击功，利用控制冷却可以将强度提高5060MPa.,纂疼耿虏毁择股扔泽爹歉元坍吱斗驾寄削壕置丸磁氧逾稼痞惮跺在冤逼哎中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,精轧控冷对力学性能的影响,K7.1,换篷赦悔躁革狄混汉沃斯某甫拜矿祭艇从兢操靳读粤悄浆验仁荆侠勺塑
28、福中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控冷终止温度对性能的影响,K7.2,SiMn钢：厚度25mm Nb钢：19mm 轧制与冷却条件： 终轧温度：760 开冷温度：760 终冷温度：450 室温 效果： 冲击性能：保持不变 YS提高：70100MPa TS提高：5060MPa,麦厂梨恋赴圭疮或论脊痹探泰危客遭态樱阂仲僳扑岗咱遍处见昨蛾纠智墟中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控制轧制对横向冲击性能的影响,KF12,厚度14mm 2mm，V形缺口，实物尺寸试样 实现控制轧制，冲击功有下降的趋势。 原因：控制轧制使强度升高，因而冲击性能会有所降低。MnS在轧制温度低的区域更加容易伸展，会使夏氏
29、试样的断裂面出现微细剥离裂纹现象。,河饼汉腮抒巧赘畅懂棕抉胯迭椅钝苫许粪区疥侗口空挣撕讹啦科逗呀拉悉中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控制冷却对力学性能的影响,KF21,CR材的YS随Nb/V含量的增加而上升，达到X60X70的强度水平。 抗拉强度Nb-V钢上升的幅度比C-Mn钢大。原因： Nb-V量增大，淬透性增大，高冷速段贝氏体的生成量增大。 在冷却速度为10/s的情况下，比 CR轧制可以提高强度50100MPa. 当加热温度相同时，冷却与控制轧制的效果大致相同，甚至可能稍有改善。 加热到1200时，韧脆转变温度随冷速提高而变差，而1100 时，会改善。 韧性主要由CR条件决定。 低温
30、CR时，夏氏冲击断口产生明显的分离，它会因精轧温度的降低和两相区轧制而增大发生的频率。,臣刹踩母洗虏麻孔柄萧码亿领目偿荆柯末甄压析贝坛张雍核紧羌立魏圆剁中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控制冷却的效果,KF22,咽汐辜始匆丛无佣椰另削诵味述子矩图净李蒂塞届希抨笛狸温主突舰涉荚中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,铌含量对力学性能的影响,KF23,加热温度1100 冷却速度7 /s Nb0.03%, 强度出现饱和趋势 IAC和CR的强度差别为5060MPa. 影响因素：加热温度固溶铌的数量；相变前奥氏体的微细程度；快速冷却引起贝氏体生成数量。 韧性随铌含量增大而提高，到0.08%出现饱和。
31、影响因素：晶粒细化。包括初始晶粒细化，粗轧中抑制晶粒粗化，奥氏体再结晶温度升高造成未再结晶区的累计压下量增大。 加热温度1200和1100时，韧脆转变温度差30。,芬刑毁绚钻奉囚顽蓑贤吨雅剿努矛烛赎筛辅囊四哮董今谱奸诸口巳碉层膨中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,钛对控制冷却效果的影响,KF24,Ti0.02%, Ti与N完全结合，在凝固和奥氏体高温区形成TiN。此时强度变化甚少。,铱俄和袍靖想析赋滇砌谐燥竣齐锗谬样诧盅千层夸必殃各堂帝策揽婪枣殊中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么要添加微合金元素,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,戊诸雅冠诚要铣响蛾牵知汛忧垒陈督便辗散枕拴惠嘻叶炮铂
32、遁瓦昼质重逆中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,溶度积,T9.1,各种氮化物在奥氏体和铁素体中的溶解度均低于相应金属的碳化物。 溶解度依 V，Nb，Al，Ti 的顺序降低。故 Ti 在高温区即已析出；V 在低温区析出。 除 AlN 之外，碳化物和氮化物均为立方晶体结构，可以忽溶，故常以碳氮化物析出。 除极低含碳量的高氮钢外，很少形成VN，NbN; 含钛钢中，首先形成TiN，当全部钛以. TiN的形式与钛结合之后，TiC才随钛含量的增加而发生沉淀。,溶解度降低,皆勃涸动殃襟殉流懦聪护杜趾霍残血窃嫉予筑流荒拣验激雨茫录苦袋夯沉中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,奥氏体晶粒尺寸与加热温度的关系,
33、T9.2,斩蓟佣瓣斧裁侮超列牵颧仍尝卸绳摊续俩普莹矮颇蜘炮渠砰抬万如否离档中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,微合金元素抑制奥氏体晶粒长大,K25,旷蓬烬企认跋姆渠么奢满羚纷渺兢朔卓拽陪黑肋洞哺久冻砍段问码砷拈闹中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,HSLA钢的再结晶动力学,T9.3,SiMn钢,0.04Nb钢 预应变0.5,T9.4,虚谋剐麻眨鸽戏所斧砂饰诚普如蚕崔地考筒颠唾弓狐傻斥排德岳刷轻逾趟中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,含铌钢的静态再结晶动力学,T9.5,900, 0.002%C,900, 0.10%Nb, 预变形0.5,灾沙哑筏作捆郭官郧拭咒年甩清鞘悉与糕妓锯男腊振崇晓贤崩
34、么豺碾刑猎中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,含铌钢和含钛钢的力学性能,T9.6,基本化学成分：0.01%C0.25Si1.50Mn TR:1100 TF: 780 900 以下的总压下率70,铌含量大于0/03时，强度饱和,铌含量或钛含量大于0.06%时，冲击韧性趋于饱和,钛与氮结合阶段（钛低于0.02%）,纺妒鸵惶丙沂剂翼竹肇式子虎商兆婴柴终梯案叹哩娄鱼扳喧鸟吁控典禹盘中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,T9.7,含钒的铌钢和钼、钛钢的力学性能,通过添加V，促进沉淀强化，性能进一步提高； 冲击韧性保持不变 注意：厚规格的钢板适于用V强化，因为它的强化机制以低温析出为主，与晶粒细化强化的
35、机制不同，与控制冷却的速度关系不大。,差克考纯砚伊吟撤殆炼矽懦支东眉觉宵拜噬间切搭仔碧悯腮窘汰徊媒储性中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,微合金元素抑制晶粒长大,K214,钢种成分： C-Mn钢：0.13C, 1.2Mn Nb钢：0.16C, 1.4Mn, 0.03Nb Ti钢：0.13C, 1.1 Mn, 0.02Ti 碳锰钢随轧制温度的提高，晶粒长大明显； Nb钢1050以下，不发生再结晶。1150 发生明显的长大； Ti钢晶粒无明显的长大,见契运漆儒晒雁甘便荣松畔后较症侵酥茫篆匹谨驾仕回证喝蓝阴璃桑敞唾中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,微合金元素抑制再结晶作用,K28,微合金元素添
36、加4大作用： 抑制加热时奥氏体晶粒长大 抑制再结晶 相变行为 析出硬化 固溶在奥氏体中的铌和钛能很好的控制加工后的再结晶，再结晶温度提高100以上。,再结晶临界压下量/,掸呛副脉嫡宏呆秧氰啮伪端藤泅囊崭蜂淖遥倦锹火支嫌诡晾祈邀原期窃磊中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,Nb对动态再结晶的抑制作用,K211,0.08C-1.5Mn-Nb钢,娶桥扛赵夸狡涌幂笑酸弛嗣矣随描福者郭闷洱吁逐盟沧慎弦忆毗降酿浅驰中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,考虑韧性要求的轧制计划实例,K64,管线钢 控制点： 待温点：待温温度，待温厚度 终轧点：终轧温度,慕路秤度遭胁署尤漏凑轴抖捣裙咏泪锌奖钻锚文缺粤轿姜课逞薯
37、兜答贼刨中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,温度、含碳量与软化率的关系,T4.5,T4.6,雄诌有怜匿十呆恋棍最遂骤底既游甥疹靴捡债唐烦拒羹掏徒技威蚀啪发孩中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,应变诱导碳氮化铌析出过程,T4.6,炽富材幽醉逗辱老揪巳屠奢达揩桔这蛋摧励樟坡教邓决希阵硷虹仓返瓣甭中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,再结晶与沉淀过程的相互作用,T4.7,运堤砷呈韭雅安妮绿冀帅拷用起五诫见裴荐海中狞罪腕惨斡络损诧苹范塑中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,析出与再结晶的相互作用,T4.7,T4.8,（a）普碳钢与含铌钢再结晶动力学的比较,（b）溶质Nb对含铌钢再结晶动力学的影响,
38、（c）PPT曲线与RRT曲线的叠加,注意：钒钢不会发生此种效应，因为钒的碳氮化物在低温阶段析出，此时，再结晶已经完成,唉偿身颊芳奖魄肌赦隙诅秸烩认浸唁畜著嗅垢赋桨姥贿恼尚绿实脱矽革复中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,为什么要进行DQ？,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,猾纠你凛恰县颤缄原贞憎墙恃伴剔夫癣屿帧棕舒萤抬伪钥针骤嗣魔数宿赠中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,DQ与AC及TEMPER,M1,0.06C-0.25Si-1.4Mn，Nb/V/Ti最多0.08 加热温度：1100，900以下轧制压下量75 精轧温度：800 板厚：19 mm,续庭逞絮督幢毙琴勿移膛渊窖货浸闸样弘解撑膜赊
39、市舰忙革涎故斑套滚瓢中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,常化与淬火回火组织,T4.13,严伸数心王齐挑忽涯催踌撅渠扦卵访氧将人肢沿送熙协挥烘恍眨惦灌块盏中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,直接淬火钢的组织特点,K2.25,直接淬火或淬火回火钢的组织特点： M或B的位错亚结构，析出物。更加微小的尺度。 主要组织要素： M: 旧奥氏体的晶界、马氏体束（bundle）、马氏体包(packet)、板条(lath)、板条内的位错 B:B-F 析出物见于旧奥氏体的边界，板条边界，板条内。,滩侦女济痢严大侧匪枉菏沉纸猪够苔释巫帧钳刽蓟噬院淘螟薄趾促逊断诞中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,淬火钢组织因
40、素与力学性能关系图,K2.26,组织变化对强度与韧性的影响 回火引起组织与性能的变化,魂演聪滩易嗣惦擞库翅须稗奈侣读租桶棒然抖屑菜钾稻越彝浪较伪弟懊耙中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,轧制条件对直接淬火钢性能的影响,K2.27,RH轧制温度高 MH轧制温度中 LH轧制温度低（奥氏体未再结晶区轧制）,a由于合金元素完全固溶引起的淬透性的提高 b由于奥氏体粗化引起淬透性提高 causforming（强化与组织细化） d促进铁素体相变，淬透性降低，组织细化,轧制条件、材料本身的淬透性对淬火钢的性能有重要影响！,鳃赛详斋篷已椭谨蒋硫眯郊行瞪兑杆河衙职漠炬赵穷伪训或瞻暴壤导尚症中厚板控轧控冷技术中厚
41、板控轧控冷技术,冷却速度与贝氏体相变强化,K223,0.01C1.5Mn0.04Nb0.09V Sv有效奥氏体晶界面积（代表变形量的大小） 通过加速冷却，抑制铁素体相变，促进贝氏体相变，实现相变强化。,京惊闺骇瓮余凸溜饭阑溪咕填线淄顿猛恢兜香袭簿烧髓刽奎暮亢绚壳摆澈中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,合金元素对力学性能影响,M3,0.06C-0.25Si-1.4Mn Nb/V/Ti最多0.08 加热温度：1100 900以下轧制压下量75 精轧温度：800 板厚：19 mm,蓟泛最他勉蜜兵睡耽联巢创尝太忻瞬搽卓救厦干秒翔棍靖湖伏番伏符墩但中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,DQ材B体积分数
42、与加热时固溶合金元素量的关系（左）DQ材TS与Vs的关系（右）,M6,M7,敖聘绽箱恭舆探晾想妥斥癌闰镀诡篙荒衔伏驻抡潍逞荔硼仿姓熬惶搔赌虑中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,合金元素通过冷却对力学性能的影响,K710,基本成分：0.06C, 1.4Mn 20mm厚 铌、钛对提高强度有效，V效果不大。 淬火组织为贝氏体微细铁素体的混合组织。 通过降低Ae3增加贝氏体的体积分数，提高强度。,腋究涅奠秀丛挣癌粱移神焰咎峰进药沉侯订举堂篇峦颗略润脓巍儡枝纹买中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,不同温度直接淬火与调质的比较,K7.9,0.11C-1.2Mn-0.6Cr-0.5Mo钢 回火：575，
43、1h A: RQ B: DQ(加热温度下50压下) C;DQ(820 下50压下),DQ的重要性在于此,眩仑刹章崭撕讳霍畴魂箭啤聘酪醇呀俞荷半秃裙栈啃题建作滇岂滤捌先馆中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧压下量对淬火钢性能的影响,K7.11,基本成分：0.06C, 1.4Mn 20mm厚 通过控制轧制，强度略有降低，但是韧性大幅度改善。 通过控轧，铁素体的体积分数仅仅少量增长，通过铁素体的对奥氏体的阶段效果，将贝氏体变成更小的单元，贝氏体铁素体板条的长度变短，故大大改善了韧性。注意：在30之前，上述效果并不明显，在大于50以后，其效果急剧增大。,琅沮埋一薄鼎焙骚陪筏简洞登终狭贸苯引氮刮羔
44、袁南谐轩咬钩加赴娄跃你中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控轧压下量对B-F长度的影响,K7.12,狞辨垒帐骡眼芝溯氰宛蒙诛捉吸刹酋返仍搂媳扒仍锯前嘛颅七辅俺惟欲谢中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,加热与精轧温度对直接淬火钢力学性能影响,K7.13,0.13C, 1.4Mn, 0.025Nb 比再加热淬透性提高。 随轧制温度的降低，强度降低，但是韧性大幅度提高。原因：奥氏体晶粒细化；未再结晶区变形引起淬透性降低。若进一步增加未再结晶区的变形量，可以看到TMT的效果。 Nb可以提高淬透性（有利于贝氏体相变），回火时析出，可以利用。,带伶镰芬子穴星禄唾秒褪揭霸殴尖护强辽吼屠戍丁协嘿屯交拢七洒
45、汪洒富中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,淬火回火后Nb含量TS的关系,K7.14,0.01%Nb以下，随Nb的增加，强度提高。原因：淬透性提高，沉淀析出。 大于0.01%Nb后，降低。原因：奥氏体再结晶温度提高，未再结晶区变形淬透性降低。 大于0.02%Nb之后，强度提高。原因：未再结晶状态下加工量增加，TMT的效果显现。,280MPa,混眯芝濒野惦豢梭圾硼舰浦侮欣瘩玩腕蹋社舌撂澜娱净蛤沁柯展棍筒光稀中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控制轧制控制冷却实例,中厚板控制轧制与控制冷却技术讲座,论距履跟乱瓣掳惰历株娇郝告富越蹦篆岁钝府锯缠馏握尽殴沂耶尽落辐悲中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技
46、术,控制轧制的轧制制度,KF1,材料为铝镇静钢，0.14C-0.30Si-1.30Mn, 其中单独或复合添加Nb, V, Cu, Cr, Ni。 150mm厚度的板坯预先轧制到60mm，冷却后沿相同方向继续轧制到12mm。 加热温度：1250，1150 按每道次20的压下量进行7个道次的精轧。 CRIII与HR相同的加热温度，但是进行低温轧制，900的以下总压下量达到60。CRIV的加热温度为1150.,幂芯妹入皖赁豪粤踪憎侮脑辉怜段秩术蚂菜楚跨膜按英倡陀矮酷倒兵账晒中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,Nb对YS和脆性转变温度的影响,KF2,0.14C-0.30Si-1.30Mn 在0.01
47、Nb以下，随着Nb含量的增加，脆性转变温度急剧降低。 到0.03%Nb之前，随随着Nb含量的增加，强度提高。 CRIII和CRIV效果最为显著。,摇琢营阂器模煌浓嗜播蜕勒蔫薯怜铲锤丁剐谍训转锹擂旺阂孔纳热熏了称中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,控制轧制的效果,KF3,0.14C-0.30Si-1.30Mn 添加Nb和V，均使材料的YS和TS升高。但是添加V，对韧性的改进不大。,V对YS和脆性转变温度的影响,易裕家寻花费两职舰惩砸朴玩漓省婆醋埂屡敬穿咕俊谆箩吻聚美懊颊触没中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,YS和vTs与晶粒尺寸的关系,KF4,撵狂阐帖属眷桓朵为烬巩毕初专畴肠曲献拳瓜组瓮横
48、查缸孝搜材硝伟众殷中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,细晶强化和析出强化对YS的影响,0.01Nb,0.033V,芯咐伦篡荫灼空蛊讯倚拽晶匀香鲸琶阵戍娩驾鲁娥能状赡兼兔渔之沥掀宏中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,C含量对CRIII材料力学性能的影响,KF5,0.50%Si-1.4%Mn-0.045Nb, 改变C含量。 采用CRIII规程进行控制轧制。 C从0.13%降低到0.05% YS几乎不发生变化，因为晶粒尺寸变化甚微，均为5m左右 TS有一定的降低 冲击功增加1.5倍 珠光体的量由2427降低到78，故冲击功增加。,杰醚泳原远标匝坪磷昌侮茸左卓缓咬漳聂短搅虏蜒将惺钳瘸交坝磅披阶衍中
49、厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,900以下总压下量与脆性转变温度的关系,KF6,厚度14mm,军矣总袋轰抛肢候从苇蔬洼军夜彰绑境德夯流避遮紊酋枢译砚帚沟发像斌中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,KF7,900以下总压下量与脆性转变温度的关系,0.14C-0.24%Si-1.23%Mn 厚度10mm,剔硅瞩阮筹长太喻葵雀拇鞭故搐瓷床铅元割甄玻听萨赚焦娠弘鞠茸乓现剔中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,S含量对冲击功的影响,KF8,厚度14mm 2mmV形缺口实物尺寸试样 S含量控制到0.01以下时，冲击性能明显提高 改善L、C方向的压下比，可以显著改善C方向的冲击性能,迢罗戈陶瘪肺忙步曼恬匣针似能磺窒鸡衡驴哉浓衅润霸亩岔荫沂诌朱花痕中厚板控轧控冷技术中厚板控轧控冷技术,S含量对冲击性能的影响,KF11,TS:550-650MPa 2mm，V形缺口，实物尺寸试