微合金结构钢板轧制热处理及应用
新型VTiB微合金化调质Q690E钢板的开发
本研究 针 对 Ｑ６９０钢 板 提 … ｊ，新 的成 分 体 系 及 轧制 、后 处理工 艺 并成功 【｛Ｉ试 Ｊ 厂进 行 ｒ ６９０ＭＰａ 级 ｌ 程机 械用钢 的中试试 验 。新 成分 体系 及＿ １ 艺与 原 来 Ｑ６９０钢 板 卡ｌ】比 ，大幅 降低 Ｊ 炙金属 Ｎｉ和 Ｃｒ的 含 ｝
Ｉｈｒｏｕｇｈ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ “Ｍ ｎ—ＣＩ－一Ｍｏ—Ｂ—Ｖ—Ｔｉ”ｍｉｃｒｏａｌｈｗｅｄ （＇ｏＨｌｐ（）ｎｅｎｌｓ ｄｅｓｉｇｎ．ｒｏｌｌｉｎｇ ａｌｌ（１ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ．
ｌ、ｈｅ ｎｌｉｅｒｏｓｌｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｑ６９０Ｅ ｓｔ￣ ＰＩ ｐｌａｔｅ ｇｕｅｎｃｈｅ￣ｌ ａｔ ８８０～９ｌ０ ＋ｔｅｎｌｐｅｒｅ（１ ａｔ ５７０～６ｌＯ ℃ ｉｓ［ｅｍ１）ｅｔ·Ｐ（１ ｓｏｒｂｉｔｅ ｗｉｔｈ ｖｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎ￣ｈ ８ １ ｌ～８９ ｌ ＭＰａ．ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｓ ８５２～９３８ ＭＰａ ａｌｌ（１ —４Ｏ ℃ ｉｍｐａｔ·ｔ ｅｎｅｒｇ￣ ｌ ３２ ～ｌ ６７Ｊ．１１（＇ａｌｌ ｎｌｅｅｌ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅ— ｉｌｌｅｎｔｓ ｏｆ ＧＢ／Ｔｌ６２７０—２００９ Ｏｉｌ ｌｎｅ（·ｈａｎｉ￣－ａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆｉ）ｒ Ｑ６９０Ｅ Ｓｔ（ ｅ１． Ｆｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｔｈａｔ，ｗｈｉｌｅ ｍｅｅｔｉ ｚ１ｇ ｔｉｌｅ ｊｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｓｔｒｉｎ—
金属材料学思考题答案2
金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点？答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。
2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性？合金元素对回火转变有哪些影响？答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显著下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。
③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等？E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。
S点左移：钢中含碳量小于0.77％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。
4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。
1）淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2）回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3）奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4）韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织)5）回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。
500MPa级S500QL调质高强钢板在线直接淬火(DQ)工艺研究及应用
第42卷第3期 2021年6月特殊钢SPECIAL STEELYol. 42. No. 3June 2021 •57 •500 M P a级S500QL调质高强钢板在线直接淬火（D Q)工艺研究及应用赵国昌张海军刘生石莉林明新张萌程含文(河钢集团舞钢公司科技部，舞钢462500)摘要开发了低碳（C矣0. 12%)Nb-V微合金化S500QL高强度钢板，使用12〇18(^ + 11'+ ¥0的洁净钢冶炼工艺，采用两阶段控制轧制（第一阶段950〜1070 X：区间轧制，第二阶段开轧矣890 t、终轧专850 1C)及乳后以 7 ~20弋/s的冷速在线直接淬火（DQ),经620 ~670 T，3 •T)回火生产了 15 ~50 mm钢板。
钢板组织为细化的粒状贝氏体+少量先共析铁素体，屈强比《〇.90、延伸率A英19%，-50 下冲击功>100 J,满足市场需求。
对DQ工艺钢板进行焊接裂纹敏感性试验及焊接接头性能检验，结果显示，采用该工艺生产的钢板具有良好的焊接 性能。
关键词S500QL调质高强钢D Q塑靭性焊接性能Research and application of on Line Direct-Quenching(DQ)Process for 500 MPa S500QL High StrengthQuenching and Tempering Steel PlateZhao G u o c h a n g,Zhang haijun,Liu Sheng,Shi Li,Lin Mingxin,Zhang M e n g and Cheng H a n w e n (Science and Technology Department,Wuyang Iron and Steel Company,Hebei Iron and Steel Group,Wugang,462500) Abstract Low carbon (C^0. 12% ) Nb-V microalloying S500QL high strength steel plate has been developed. And 15 〜50 mm steel plate are produced by two-stage controlled rolling (first stage rolling at 950 〜1070 Xl ’second stage starting rolling at<890 and finishing rolling at$850 t )，on-line cooling direct-qenching(DQ) with 7 ~20 T i/s after rolling，.and tempering at 620 〜670 Tl for 3 m in/(mm •T) ’clean steel smelting process with 120 t BOF + LF + VD. The steel plate has fine granular bainite + small amount of proeutectoid ferrite with yield-tensile strength ratio ^0. 90,elongation A^19%and impact energy at - 50 Tl ^ 100 J to meet the market demand. And the welding crack sensitivity test and the welding joint property test of DQ process steel plate was carried out. The results show that the steel plate produced by this process has good welding property.Material Index High Strength Quenching and Tempering Steel S500QL, DQ, Plastic Toughness, Weldability低合金调质高强钢广泛应用于水电、工程结构、设备制造等领域。
低成本NM400钢板的热处理工艺
表 ２ 钢 板 化 学 成 分
牌号
Ｎ Ｍ ４ ０ ０
（ Ｃ ） ｗ （ Ｓ ｉ ）
≤ ０ ． ３ ≤ Ｏ ． ７
（ Ｍ ｎ ）
≤１ ． ６
（ Ｓ ）
（ Ｐ ）
（ Ｃ ｒ ） Ｗ （ Ｎ ｉ ）
≤１ ≤ ０ ． ５
（ Ｍ ｏ ） ｗ （ Ｔ ｉ ）
低成本 Ｎ Ｍ４ ０ ０钢板 的热处理 工艺
康 凯， 吴鹏 飞 ， 白永 强
包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ） （ 内蒙古包钢钢联股份有 限公 司薄板厂 ， 内蒙古 摘
要： 针 对 ＮＭ４ ０ ０耐磨钢板采用一种低成本合金成 分设计方 法， 研究 了淬 火、 回火工艺对试验 用钢 力学性 能
的基础瞳 ］ 。按照低成本 、 合金减量化 、 便于工业生产 的总体思路 ， 确保其力学性能满足标准 ， 同时维持成
１ ． ３ 试验设备 试验 设备 包括 包 钢宽 厚板 生 产线 无 氧化 辊底 式
淬火 炉 （ １ 号炉 ） 和 明火加 热 回火炉 （ ２号 炉 ） 。 力 学性 能检 验及 显微 组织 观察 在包 钢 宽厚板 检 验室进 行 。
的影响规律 ， 最终确定 了合理的热处理工艺。试验结果表 明： 采用本合金成分设计 的 ＮＭ４ ０ ０耐磨钢板 ， 生产获 得成功 ， 性 能满足 国标要 求 ， 而且可 以大大降低 生产成本 ； 回 火温度在 ２ ０ ０～３ ０ ０℃ 时， 可 以得到硬度 分布均 匀
的 ＮＭ４ ０ ０耐 磨 钢 板 ； 淬 火温 度 为 ９ １ ０ ｏ Ｃ， 回 火温 度 为 ２ ０ ０～３ ０ ０℃ 进 行 热 处理 生产 ， 是 合 理 的 热 处理 工 艺 。
能 的要求 也很 高 。 钢 的化学 成分 、 微观 组织 决定 了产 品的最终 力学 性能 ，而化学 成 分 以及 生产 工艺 又决 定 了钢 的微观 组织 。 因此 ， 化 学成 分是 产 品力学 性 能
碳素结构钢和低合金结构钢 热轧钢板和钢带
碳素结构钢和低合金结构钢是两类在现代工业和建筑领域广泛应用的材料，尤其是它们的热轧钢板和钢带产品。
这些材料因其独特的物理、化学性质和经济效益而成为工程设计和制造中不可或缺的选择。
本文将从碳素结构钢和低合金结构钢的定义、特点、应用以及它们的热轧钢板和钢带的生产工艺等方面进行详细阐述。
一、碳素结构钢定义：碳素结构钢是含碳量较低的一类钢材，其主要成分为铁和碳，碳含量一般不超过2%。
这类钢材以良好的塑性、韧性和焊接性能著称，且成本相对较低，是最常见的结构钢之一。
特点：1. 良好的机械性能：具有足够的强度和韧性，适用于承受一定载荷的结构部件。
2. 优异的加工性能：易于切割、焊接和成型，适合复杂结构的制造。
3. 成本效益：由于原料普遍且加工简便，碳素结构钢具有较高的性价比。
应用：广泛应用于建筑、桥梁、船舶、车辆、重型机械等领域，作为构件、框架和支撑结构的材料。
二、低合金结构钢定义：低合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加少量（总合金元素含量通常不超过5%）的合金元素（如锰、硅、铜、镍、铬等）制成的钢材。
这些合金元素的加入显著提升了钢材的机械性能和使用特性。
特点：1. 高强度：相比碳素结构钢，低合金结构钢具有更高的强度和耐磨性。
2. 良好的抗腐蚀性和抗氧化性：合金元素的加入提高了钢材的抗腐蚀和抗氧化能力。
3. 优异的韧性和冲击性能：即使在低温环境下也能保持良好的韧性和抗冲击性。
应用：低合金结构钢广泛应用于要求较高强度和耐腐蚀性的工程项目，如大型工业设施、高层建筑、桥梁、压力容器等。
三、热轧钢板和钢带的生产工艺热轧是指在高温下将钢坯通过轧机轧制成所需厚度的钢板或钢带的过程。
这一过程包括加热、轧制和冷却几个主要步骤。
1. 加热：首先将钢坯加热到轧制温度（通常在1100°C以上），以降低钢的硬度，提高塑性，便于轧制。
2. 轧制：加热后的钢坯在多道次轧制中逐渐被压缩到所需的厚度，这一过程中钢材的微观结构和性能会发生变化。
细化奥氏体晶粒的措施
细化奥氏体晶粒的措施奥氏体晶粒是钢材中的一种组织结构，其大小和分布对钢材的性能有着重要的影响。
因此，细化奥氏体晶粒是提高钢材性能的重要措施之一。
下面将介绍几种细化奥氏体晶粒的措施。
1. 控制钢材的冷却速率钢材的冷却速率是影响奥氏体晶粒大小的重要因素。
当钢材的冷却速率较快时，奥氏体晶粒会变小。
因此，可以通过控制钢材的冷却速率来细化奥氏体晶粒。
具体措施包括采用快速冷却的方法，如水淬、油淬等，或者采用控制冷却速率的方法，如温度控制冷却、加热后保温等。
2. 添加微合金元素微合金元素是指添加量较少的元素，如钒、钛、铌等。
这些元素可以在钢材中形成稳定的化合物，从而抑制奥氏体晶粒的长大。
此外，微合金元素还可以提高钢材的强度和韧性，改善其耐腐蚀性能。
3. 采用热处理方法热处理是指将钢材加热到一定温度，然后进行冷却的过程。
通过采用不同的热处理方法，可以实现细化奥氏体晶粒的目的。
常用的热处理方法包括正火、淬火、回火等。
其中，淬火可以快速冷却钢材，从而细化奥氏体晶粒；回火可以在保证钢材硬度的情况下，使奥氏体晶粒变得更加均匀。
4. 采用轧制方法轧制是指将钢材通过轧机进行加工，从而改变其组织结构和性能的过程。
通过采用不同的轧制方法，可以实现细化奥氏体晶粒的目的。
常用的轧制方法包括等温轧制、热轧制、冷轧制等。
其中，等温轧制可以在保证钢材硬度的情况下，使奥氏体晶粒变得更加均匀。
综上所述，细化奥氏体晶粒是提高钢材性能的重要措施之一。
通过控制钢材的冷却速率、添加微合金元素、采用热处理方法和轧制方法等措施，可以实现细化奥氏体晶粒的目的。
在实际生产中，应根据具体情况选择合适的措施，以达到最佳的效果。
金属材料学思考题答案
金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。
2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性合金元素对回火转变有哪些影响答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显着下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。
③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响这种影响意味着什么答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。
S点左移：钢中含碳量小于％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。
4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。
1）淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2）回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3）奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4）韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织)5）回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。
一种可适用于Q和P处理的热成形钢的组织与力学性能
一种可适用于Q和P处理的热成形钢的组织与力学性能摘要：本文研究了一种可适用于Q和P处理的热成形钢的组织与力学性能。
采用热处理及力学性能测试等方法，对热成形钢的微观组织进行了分析，同时对其力学性能进行了测试。
结果表明，该热成形钢在经过适当的热处理和冷却后，具有更为优异的力学性能和更为细密的组织结构，可适用于Q和P处理工艺。
关键词：热成形钢，微观组织，力学性能，热处理，Q和P处理正文：热成形钢是近年来发展较快的一种新型材料，广泛应用于机械制造、航空航天等领域。
在热成形钢的制备过程中，热处理是一个十分重要的工艺过程，可通过改变热处理温度、保温时间、冷却速率等措施来达到优化微观组织结构的效果。
本文通过对热成形钢的组织结构和力学性能进行分析，探讨了热处理和冷却速率对于热成形钢的力学性能和组织结构的影响。
采用金相显微镜对热成形钢的组织结构进行观察发现，在经过适当的热处理和冷却后，热成形钢的晶粒尺寸变得更为细密，晶界处的位错密度增加，同时出现了不同程度的析出物和孪生现象。
此外，采用实验测试了热成形钢的拉伸、冲击和扭转力学性能，结果表明，在经过Q和P处理后，热成形钢的力学性能均得到了较大程度的提升。
通过试验结果的分析，得出以下结论：合理的热处理和冷却速率可以显著影响热成形钢的微观组织结构和力学性能，在经过Q和P处理后，热成形钢的组织结构更为细密，晶界处的位错密度增加，同时在晶界处和晶内均有析出物和孪生现象的出现，从而使得其力学性能得到了提升。
在热成形钢的制备过程中，应该控制好热处理工艺和冷却速率，以达到优化其微观组织结构和力学性能的目的。
总之，本文通过对一种可适用于Q和P处理的热成形钢的组织与力学性能的研究，为其制备提供了理论依据和实验基础，也为相关领域的研究提出了新的思路和方法。
进一步论述：热成形钢因其优异的力学性能和微观组织结构，被广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车和机械制造等领域。
而针对热成形钢的制备工艺，热处理是一个至关重要的环节，在热处理过程中，热成形钢的组织结构和力学性能可通过控制处理温度、保温时间、冷却速率等参数进行调控。
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微合金结构钢板轧制热处理及应用A.Streisselberger, V.Schwinn and R.HuboAG der Dillinger Huettenwerke, 66748 Dillingen, Germany摘要：兼具优良的机械性能与焊接性能的低碳当量微合金结构钢板是在轧钢厂中进行复杂的控制轧制及热处理制造出来的。
本文根据不同的组织、性能类别，研究了这类钢板的生产过程及其用途。
1 引言21世纪初，一些高新材料开始应用于民用工程建筑方面的各种新兴领域。
作为一种重要材料，现代中厚结构钢板的发展历史及其生产和应用是本文讲述的主要内容，本文还将揭示其显微结构特征与合金元素特别是微合金元素之间的关系。
此外本文还将介绍现代钢铁企业的生产设备及提高钢板性能的措施，并举出实例加以说明。
2 结构钢板的生产制造2.1 对于钢板生产过程的要求以下是对中厚板性能的一般要求，通常包括：（1） 尺寸要求高，公差要小，表面要平整（厚度5～500mm，宽度1～5m）（2） 屈服强度和抗拉强度要达到设计要求（屈服强度235～1100MPa）（3） 韧性应达到设计要求（包括低温韧性）（4） 成形性和焊接性好，易于加工制造（5） 要有一定的抗腐蚀性，耐酸性气体腐蚀和耐大气腐蚀有时这些性能是相互矛盾的，但通过改进技术和设备投资，添加特殊的合金元素并采用特殊工艺进行处理，是可以达到上述要求的。
以下将介绍当今中厚板生产技术的发展状况。
适当尺寸的钢坯或钢锭（连铸坯厚度最大400mm，铸锭厚度最大1000mm）用作原材料，按照特定循环方式进行工艺处理即可生产出成品钢板（如图1所示）。
具体工艺过程包括板坯加热、轧制、冷却、热处理、剪切以及在线检测等步骤。
中厚板生产企业必须有高素质的员工、高性能的设备以及各生产环节的监控系统。
整套系统以最先进的自动控制和高能量（高温气体、动力系统电能等）为基础，其流程包括输入和输出两端，输入端包括原材料和能源等，输出端除了产出钢板外还应包括用于钢板质量控制与评估的有关处理数据以及用于技术性能测试的试样等。
据报道底利津钢铁厂每月用9000块钢坯或钢锭生产出25000块钢板，每块钢板均按用户要求生产。
以下将详细介绍为满足用户要求而采用的生产工艺。
图1 中厚板轧机输入/产出流程图2.2 从冶金学角度分析轧钢工艺过程在不同加工工艺中，首先必须采用特定的化学成分，利用相应的冶金学原理获得所需的机械性能。
用于钢板成形及获取目标力学性能的相关冶金工艺各阶段已用模块结构方式画入图2中。
图2 轧板厂工艺流程及相应冶金生产目标奥氏体化过程包括均匀化过程和微合金元素的固溶过程，是在板坯加热过程中完成的，加热温度可达1050～1200℃。
通过轧制温度规范控制，在轧制中发生相转变和脱溶沉淀，利于在冷却过程中析出二次相，从而细化晶粒，提高强度，二次相粒子的大小和数量取决于冷却速率。
钢板在略低一些的温度下堆垛进行扩散去氢处理，经过不同热处理阶段就形成特定的钢板组织结构。
在以下各节中将详细讨论有关的技术工艺。
2.3 轧钢厂的热轧区成形轧制底利津钢铁厂热轧区平面图的典型装置详细示于图3中。
将炼钢厂送来的钢坯轧成各种形状成品钢材的过程为：在推进式或步进式加热炉中均热，然后在双机架四辊轧机上轧制，这些设备功率强大，属世界一流水平。
图3 轧板厂热轧区平面图整个生产流程的起点是板坯贮存区，此区域直接与板坯生产的成品区相连，用于板坯均热的三座七道推进式加热炉及用于铸锭或特殊产品均热的三台步进式加热炉提供了足够的加热能力，轧前还要进行高压水除鳞。
热轧区核心部分是两台四辊轧机，由过程计算机控制，进行各种模式轧制使轧件轧长轧宽。
图4列出了钢厂硬件设备的详细情况，特别是大型的5.5米和4.8米轧机可以轧制大规格轧件。
配有三相同步电机的大功率驱动系统可使轧机道次压下量达50mm。
在轧机上还有专门的板宽、板厚自动控制系统以确保严格的宽度、厚度精度。
工作辊、支承辊弯曲装置用于控制钢板表面平整度及道次流变模型。
两机架间105米的空间距离提供了轧制工艺的灵活可变性。
要想加快冷却速度，可以用多功能间歇式喷射装置（MULPIC）进行水冷以取代空冷。
此装置长30米，可作为重要的冶金工具使用，下节将详细介绍。
在热轧区末端使用热矫直机以保证钢板平直度。
在无需对温度进行特殊控制的常规轧制工艺下，轧制仅仅是一个成形过程。
钢坯加热至很高温度后轧制成所需钢板形状，然后在空气中冷却。
轧机机架设计一号机架 二号机架特 性 5.5m1985(MDS)最大108000kN最大2×4500kNmAC最大7m/s 4.8m 1971(SECIM) 最大90000kN 最大2×3200kNm DC 最大6m/s厚度自动控制 工作辊弯曲 支承辊弯曲（二号机架） 计算机过程控制图4 轧机机架设计图5 道次压下量对成形及性能的影响在特殊情况下，特别是对厚板而言，必须充分发挥大功率轧机的潜力。
在大变形（HS ）轧制过程中，大道次压下量有利于提高成品板中心组织的性能。
用预先准备的钢坯进行相关试验的结果表明了大压下量的重要性，如图5所示。
经HS轧制的钢板中心部分变形完全，所以钢板韧性良好，而板厚方向变形也较为均匀。
2.4 控制工艺以达到交货组织性能要求以上提到的轧钢厂设备和自动控制装置使我们可以根据钢板性能的特殊要求采用不同的成形工艺。
我们将其中最重要的工艺变化进行对比，归纳于图6的时间-温度曲线中。
图6 各种轧制工艺方式下的时间-温度曲线2.5 经典轧制工艺：轧制及热处理第一组工艺方式（A – C）是基于常规轧制工艺（即轧制过程中不控温）：方式A：钢板轧制后不进行改变钢板组织状态的热处理就交货（U状态）通过对钢板进行热处理，即在特殊温度和冷却方式下进行处理，可以得到各种典型的优化性能（如方式B和C）。
方式B：常规轧制 + 热处理（奥氏体化+空冷 =常化）热处理过程是在连续式或非连续式处理炉中进行的，退火组织为多边形铁素体+珠光体。
交货状态的缩写是N。
常化钢中必须加入较多合金元素才能提高屈服强度和抗拉强度，因此用这种方法提高钢板综合性能的效果是有限的。
还有一种与上述方式等效的轧制方式即“常化轧制”，是将终轧温度控制在常化温度范围内，用这种方法生产的钢板交货状态也标明为N。
常化钢板尤其适用于制造锅炉和压力容器。
方式C：常规轧制 + 热处理（奥氏体化+水冷 =淬火）热处理过程是在箱式炉中进行的。
由于冷却速度很快，结果得到的是硬质马氏体、贝氏体组织。
淬火后进行回火（在炉中进行，温度约比Ac1点低100℃，即大约在600℃左右）可以提高韧性。
经过上述处理的钢板在硬度和强度保持较高水平的同时其韧性也得到提高。
经过淬火和回火的钢板可用于对强度和耐磨性要求很高的场合。
2.6 热机械处理工艺为满足高强度且有良好的低温韧性和焊接性的大口径管线用钢的需求，出现了“热机械轧制工艺”，各种方式的热机械轧制统称为TM或TMCP，这种新的轧制方式与传统轧制方式的实质区别在于这种轧制过程不仅仅是一个成形过程，而且还能同时实现钢板综合性能的优化。
TM轧制的目的是要形成细小的晶粒组织以提高钢板综合性能。
从时间和温度因素考虑可将TM轧制分解为如下步骤：(1) 钢坯加热：有特定的出炉温度(2) 轧制：经过特定连续道次轧制，终轧温度处在无再结晶区或两相区(3) 冷却：空冷或堆垛冷却，或者在流水线上快速冷却至特定温度(4) 进一步的热处理：通常是回火TM轧制对钢板性能的改善是以微合金化为先决条件的。
其中关键的微合金元素是Nb，其作用如下所述：(1) 延迟或抑制奥氏体再结晶（两轧制道次之间形成新晶粒）；在850℃以下进行多道次轧制后，变形效应积累而形成非常细小的晶粒；(2) 形成碳化物析出，阻碍位错运动，从而提高屈服强度和抗拉强度；(3) 当Nb处于固溶态时，可延迟γ→α固态相变。
利用Nb元素的这些作用可以减少合金元素含量而仍保持较好的韧性和焊接性能，同时不会降低（甚至还可提高）屈服强度和抗拉强度。
Nb元素的含量是根据加工途径及所需性能而确定的，如图7所示。
图7 Nb含量及轧制工艺对0.08%C-1.5%Mn钢板机械性能的影响在轧钢厂中使用合适的设备，并运用微合金元素的强化机制控制组织，可使钢板达到理想的性能。
如图6所示，几种基本的TM轧制方式之间是有区别的，TM轧制的微合金化钢板的交货状态标明为M。
方式D和E：采取多段轧制方式，各段在温度和变形程度上都有区别。
终轧温度仍处在无再结晶区（D）或γ+α两相区（E），这样可通过低温变形提高强度。
钢板轧制后均进行空冷。
方式F和G：与方式D和E有些相似，只是加快了冷却速度，因此提高强度、韧性和耐蚀性，并且在钢板厚度增加的情况下仍能达到所需性能水平。
轧制后的钢板在多功能间歇式喷射装置中按预定速率快速水冷。
这些过程可按冷却方式分类，如图8所示。
在快速冷却方式下，最理想的冷却速率如图8a所示。
在G模式下，钢板表面冷却速率最大值接近于传统淬火（C模式）。
在DQ(直接淬火)模式下，通过连续冷却，钢板芯部也冷却至马氏体形成温度以下，如图8b所示。
在QST（淬火+自回火）模式下，钢板芯部余热可产生自回火效果，如图8c所示。
图8 冷却工艺设计图图9示出了在给定成分下TM轧制并快速冷却（包括直接淬火）同常化轧制之间在强化效果上的差异，图中对低碳微合金钢经TM+ACC和DQ轧制与N状态下的屈服强度和抗拉强度进行了比较。
图10中给出了TMCP轧制工艺总的所有重要参数及过程控制技术要点。
在底利津钢铁厂热轧区平面图（见图3）中显示了TM轧制的主要工艺阶段如下：钢坯在推进式或步进式加热炉中均热；在四辊可逆式轧机上轧制；在MULPIC冷却线上进行冷却。
图9 不同工艺方式下强度性能比较图10 TMCP轧制工艺参数经过数学模型计算后，钢坯按预定方案在加热炉中加热。
在轧制成形过程中，四辊轧机的技术参数控制是一个重要环节。
轧制压力必须很大，尤其是在TM系列轧制工艺终轧温度低的情况下更是如此。
工艺周期应精确设定，须尽可能准确测量温度、厚度及轧制力并及时调整。
可以采用串联式轧制方式以降低成本。
经过终轧的钢板在辊道式冷床上或堆垛进行空冷，如有必要也可在冷却线上进行快速冷却。
在底利津钢铁厂，各种厚度（12～120mm）的钢板是在一条单独的冷却生产线上进行快速冷却和直接淬火的。
选用冷却系统时重点是选择冷却强度。
现在正式使用的MULPIC 冷却系统具有如下特点：在辊道上游很多喷嘴上下协调分布，形成水幕来冷却钢板，水流密度变化很大，每分钟70～2500l/㎡,这样冷却强度可调范围很大。
这种装置的控制曲线示于图11，此外还采用双套系统进行计算机辅助控制，一方面通过输送系统控制钢板在辊道上的运行速度，调控钢板前进或后退，另一方面通过水控系统控制水流均匀性。