钢材的控制轧制和控制冷却

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钢材的控制轧制和控制冷却(2)

钢材的控制轧制和控制冷却(2)
原始晶粒越大,临界曲线向增大压下率方向 移动; Nb、V、Ti等强碳化物形成元素抑制再结晶, 临界曲线向增大压下率方向移动;

热变形后在静态再结晶区所得到的再结晶 晶粒尺寸随变形量的增大而细化,而受变 形温度的影响较小;在动态再结晶区所得 到的再结晶晶粒尺寸主要受温度影响,受 变形量的影响较小。
§2.2 热变形间隙时间内A再结晶行为
§2.3 动态再结晶的控制
一、动态再结晶发生的条件
用Z因子(温度补偿变形速率因子)来讨论动态 . 再结晶的条件:Z=εexp(Q/RT)=Aσn Z一定时,ε↑,材料组织发生动态回复→部分动态 再结晶→完全动态再结晶; ε一定时,Z ↑,材料组织发生完全动态再结晶→ 部分动态再结晶→动态回复; 临界值Zc:ε一定时,Z值大于该值时得不到动态 再结晶组织,Zc随着ε而变化,ε越大,则Zc值越 大。
热加工的静态再结晶是在变形后发生的,是利 用热加工的余热进行的,它与冷加工再结晶的 区别是不需要重新加热。
一、静态再结晶的形核机
再结晶晶核由亚晶成长机构和已有晶界的局部 变形诱发迁移凸出形核产生; 形核部位优先在三叉晶界,其次是晶界; 再结晶的驱动力是储存能,以缺陷伴生的能量 方式存在 .

动态再结晶能否发生,由Z和ε决定。
§2.3 动态再结晶的控制
§2.3 动态再结晶的控制


Z参数越小(即 T越高),越容 易发生动态再结 晶,再结晶的临 界变形量越小; Z一定时,初始 晶粒尺寸D0越 小,越能在较低 的ε下发生动态 再结晶。
§2.3 动态再结晶的控制
二、动态再结晶的组织特点
平均晶粒尺寸D只由加工条件 . Z (T,ε)来决定

第一阶段:当塑性变形较小时,随着变形 量的增加,变形抗力增加,直到最大值。

钢筋的控制轧制和控制冷却学习笔记

钢筋的控制轧制和控制冷却学习笔记

钢筋的控制轧制和控制冷却钢筋的控制冷却又称为钢筋轧后余热处理或轧后余热淬火。

该工艺是利用钢筋轧后在奥氏体状态下直接进行表层淬火,随后由其心部传出余热进行自身回火,以提高塑性,改善韧性,使钢筋得到良好的综合性能。

钢筋的综合性能,如屈服强度、反弯、焊接性能、疲劳强度、冲击韧性等,决定于钢的化学成分、变性条件、终轧温度、钢筋直径、冷却条件、冷却速度和自回火温度等因素。

其整炉与整支钢筋的组织性能与均质性同生产工艺参数的控制、钢筋长度、冷却设备型式、水质、水温及其控制有密切关系。

1 钢筋轧后控制冷却的特点及其基本原理1.1 可以在轧制作业线上,通过控制冷却工艺,强化钢筋,代替重新加热进行淬火、回火的调质钢筋。

利用控制冷却强化钢筋与一般热处理强化钢筋比较,不仅由于利用轧制余热,不需要重新加热,节约了燃料及热量消耗,缩短生产周期,提高生产率,降低了生产高强度钢筋的成本,而且还具有更高的综合力学性能。

其原因在于:在利用轧制余热淬火之前已发生奥氏体再结晶,使晶粒细化,奥氏体晶界的位置已经改变,新晶界的形成时间又很短,杂质原子还来不及向晶界偏聚,因而改善了低温力学性能。

1.2 选用碳素钢(Q235)和低合金钢(20MnSi),采用轧后控制冷却工艺,可生产不同强度等级的钢筋,从而可能改变用热轧按钢种分等级的传统生产方法,节约合金元素,降低成本。

1.3 设备简单,对于现有轧机不用改动轧制设备,只需在精轧机后安装一套水冷设备。

1.4 在奥氏体未再结晶区终轧后快冷的轧制余热强化钢筋在使用性能上存在(应力腐蚀开裂倾向较大)。

但是,在奥氏体再结晶区终轧的轧制余热强化钢筋,由于再结晶过程消除了晶内位错,而不出现应力腐蚀开裂倾向的缺点。

对于钢筋来说,轧后控制冷却工艺大体包括以下三个过程:第一阶段:表面淬火阶段(急冷段),钢筋离开精轧机在终轧温度下,尽快地进入高效冷却装置,进行快速冷却。

其冷却速度必须大于使表面层达到一定深度淬火马氏体的临界速度。

钢材控轧控冷工艺的原理

钢材控轧控冷工艺的原理

钢材控轧控冷工艺的原理钢材的控轧控冷工艺是一种重要的热处理工艺,它通过对钢材的热轧与冷处理过程进行精细控制,以实现对钢材组织和性能的调控。

钢材的控轧控冷工艺包括控轧与控冷两个方面。

控轧是指通过控制轧制温度、轧制速度、轧制负荷、轧制压力等工艺参数,来改变钢材的变形程度、变形速度和变形温度,在轧制过程中对钢材进行组织和性能的调控。

控轧工艺的原理主要包括以下几个方面:1.塑性变形原理:钢材在热轧过程中通过塑性变形来改变其晶粒结构和形态。

通过适当的控制轧制压力、轧制温度和变形程度,可以使钢材的晶粒细化,形成高强钢材的组织。

2.回火效应:控轧工艺中的控制冷却速率可以影响钢材的相变行为和形成的组织结构。

适当选择冷却速率可以实现奥氏体转变为铁素体,从而改善钢材的韧性,并且减少钢材的残余应力。

3.相变控制:控轧工艺可以通过控制变形温度和轧制速度来控制钢材的相变行为,例如马氏体相变。

通过选择合适的变形温度和轧制速度,可以实现马氏体的形成和相变产生的显微组织调控,从而获得高强度、高韧性的材料。

4.微量元素控制:在控轧工艺中,添加适量的微量合金元素可以改变钢材的组织和性能。

例如添加微量的硼元素可以细化晶粒,改善钢材的塑性和韧性。

控冷工艺是控制钢材在冷却过程中的温度和冷却速度,以实现对钢材组织和性能的调控。

控冷工艺的原理主要包括以下几个方面:1.相变控制:钢材的冷却速率会影响其相变行为和相变产物的组织结构。

通过控制冷却速率,可以实现奥氏体向铁素体的转变,形成细小的铁素体晶粒和均匀的组织结构。

2.马氏体相变控制:通过控制冷却速率,可以控制钢材从奥氏体向马氏体的相变行为。

适当调节冷却速度、冷却温度和冷却介质,可以实现马氏体的形成和马氏体组织的调控,从而获得高强度、高硬度的材料。

3.淬火与回火控制:控冷工艺还可以通过控制钢材的淬火和回火工艺参数,来调控钢材的组织和性能。

适当的淬火工艺可以实现钢材的高强度、高硬度,而回火工艺可以降低钢材的脆性和残余应力。

钢材控制轧制和控制冷却技术

钢材控制轧制和控制冷却技术
④、总变形量和道次变形量要大。 总变形量和道次变形量要大。 1)总变形量应 ) ,可得F体晶粒 ( ~ 级 >45%,可得 体晶粒 < 5µm 12~13级)
2)一道次压下率越大,越易产生变形带,越易获得均匀组织。 )一道次压下率越大,越易产生变形带,越易获得均匀组织。 体晶粒尺寸( ) ⑤、未再结晶区材料强度由固溶强化( σ sh)和F体晶粒尺寸(d) 未再结晶区材料强度由固溶强化( 体晶粒尺寸 等决定。 等决定。
§2控轧控冷理论
3、变形条件对A 变形条件对A
→ P转变的影响
r1的影响
变形使P体转变加速,从而使钢的淬透性变坏。 (1)、变形使P体转变加速,从而使钢的淬透性变坏。 (2)、变形对A 变形对A
§2控轧控冷理论
4、铁素体的变形与再结晶 (1)F体热加工中的组织变化 ①、F体热加工应力—应变曲线 体热加工应力 应变曲线 ②、F体热加工软化方式 ③、亚晶尺寸d 亚晶尺寸d (2)F体在变形间隙时的组织变化 ①、F体发生静态回复和再结晶软化 1)静态再结晶有条件的: > ε s 静态再结晶有条件的: ε 为临界值) (ε s为临界值) 2)影响静态再结晶的因素 ②、F体再结晶晶粒大小
§2控轧控冷理论
(2)位错强化 加工硬化是位错强化的外部表现 (3)沉淀强化 低合金钢中加入微量Nb、 低合金钢中加入微量Nb、V、Ti等元素,可形成碳化物、氮化物或碳氮化 Nb Ti等元素,可形成碳化物、 等元素 物,在轧制时或轧后冷却时,它仍析出 在轧制时或轧后冷却时,它仍析出——第二相沉淀强化 第二相沉淀强化 (4)晶界强化 晶粒越细小,晶界相对越多,晶界对为错的运动的阻力越大。 晶粒越细小,晶界相对越多,晶界对为错的运动的阻力越大。 1 霍尔—佩奇公式: 霍尔 佩奇公式: σ s = σi + Ki D 佩奇公式

控轧控冷工艺基本原理

控轧控冷工艺基本原理

控轧控冷工艺基本原理控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却条件来调控钢材的组织和性能的加工工艺。

其基本原理是通过控制轧制温度、变形程度和冷却速度等参数,实现对钢材组织和性能的调控。

1. 控轧工艺原理控轧是指在钢材的轧制过程中,通过调整轧制温度和变形程度等参数,控制其组织和性能的加工工艺。

控轧工艺的基本原理是通过控制轧制温度和变形程度,调整钢材的晶粒度、相组成和形貌等因素,从而实现对钢材性能的调控。

在控轧过程中,调整轧制温度可以影响钢材的晶粒度和相组成。

通过控制轧制温度的高低,可以实现晶粒细化或粗化,进而影响钢材的力学性能和韧性。

同时,调整轧制温度还可以改变钢材中的相组成,如奥氏体、铁素体和贝氏体等的含量和分布,从而调节钢材的强度、硬度和耐腐蚀性能。

控轧过程中的变形程度也对钢材的组织和性能产生重要影响。

通过控制变形程度,可以实现钢材的晶粒细化、相变和组织调控。

在轧制过程中,钢材受到外力的变形,晶粒会发生形变和细化,从而提高钢材的强度和韧性。

同时,变形程度还可以引起钢材中的相变,如奥氏体向铁素体的相变,进一步改善钢材的性能。

2. 控冷工艺原理控冷是指在钢材的冷却过程中,通过调整冷却速度和冷却方式等参数,控制其组织和性能的加工工艺。

控冷工艺的基本原理是通过控制冷却速度,调整钢材的组织和性能。

在控冷过程中,调整冷却速度可以影响钢材的相组成和组织形貌。

通过控制冷却速度的快慢,可以实现钢材中相的相变和组织的调控。

当冷却速度较快时,钢材中的相变会受到限制,从而形成细小的相和均匀的组织。

相反,当冷却速度较慢时,钢材中的相变会较为充分,形成较大的相和不均匀的组织。

不同的冷却速度会影响钢材的强度、硬度和韧性等性能。

控冷过程中的冷却方式也会对钢材的组织和性能产生影响。

不同的冷却方式,如空冷、水冷、油冷等,具有不同的冷却速度和冷却效果。

通过选择合适的冷却方式,可以实现钢材组织的定向调控,从而达到钢材性能的要求。

3. 控轧控冷工艺的应用控轧控冷工艺广泛应用于钢材的生产和加工过程中。

控轧控冷1

控轧控冷1
LK L0 100%
L0
拉伸性能
❖ 断面收缩率ψ: ❖ 断面收缩率ψ是评定材料塑性的主要指标。
AK A0 100%
A0
低碳钢的工程应力一工程应变曲线
true strain-stress line
2.0
Stress / MPa
1.5
Pm
Pb
1.0
0.5
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
载荷P压入被测材料表面,保持一定时间后卸除载荷,测出压 痕直径d,求出压痕面积F计算出平均应力值,以此为布氏硬度 值的计量指标,并用符号HB表示。
标注:D/P/T如120HB/10/3000/10,即表示此硬度值120 在D=10mm,P=3000kgf,T=10秒的条件下得到的。
简单标注:200~230HB
布氏硬度测定主要适用于各种未经淬火的钢、退火、
正火状态的钢;结构钢调质件;铸铁、有色金属、质地 轻软的轴承合金等原材料。
布氏硬度试验只可用来测定小于450HB的金属材料,
②洛氏硬度(HR)
基本原理—洛氏硬度属压入法洛氏硬度测定时需 要先后施加二次载荷(予载荷P1和主载荷P2)预 加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保 证测量结果准确。洛氏硬度就是以主载荷引起的
对微量塑性变形的抗力
E /e
拉伸性能
❖ 抗拉强度b: ❖ 定义为试件断裂前所能承受的最大工程应力,
以前称为强度极限。取拉伸图上的最大载荷,即 对应于b点的载荷除以试件的原始截面积,即得抗 拉强度之值,记σ为b=b Pmax/A0
拉伸性能
延伸率: 材料的塑性常用延伸率表示。测定方法如下:拉伸
试验前测定试件的标距L0,拉伸断裂后测得标距为Lk, 然而按下式算出延伸率

控制轧制和控制冷却工艺讲义

控制轧制和控制冷却工艺讲义

控制轧制和控制冷却工艺讲义控制轧制和冷却工艺讲义一、轧制工艺控制1. 轧制温度控制a. 在热轧过程中,轧机和钢坯之间的接触摩擦会产生高温,因此需要控制轧机温度,避免过热。

b. 实时监测轧机温度,根据温度变化调整轧制速度和冷却水量,确保温度适中。

c. 使用专用液体和冷却器进行在线冷却,防止轧机过热引起事故。

2. 轧制力控制a. 测量轧机产生的轧制力,确保轧机施加的压力适中。

b. 监控轧制力的变化,根据钢坯的变形情况调整轧制力,使钢坯的形状和尺寸满足要求。

c. 根据轧制力的大小调整轧制速度,保持稳定的轧制负荷。

3. 轧制速度控制a. 根据不同钢材的特性和规格,调整轧制速度,确保成品钢材的质量和尺寸满足要求。

b. 控制轧制速度的稳定性,避免过快或过慢的轧制速度导致钢材质量不达标。

4. 轧辊调整控制a. 定期检查和调整轧辊的位置和间距,确保钢坯能够顺利通过轧机,避免产生不均匀的轧制力和过度变形。

b. 根据车间实际情况和轧制工艺要求,调整轧辊的工作方式和参数,使轧制过程更加稳定和高效。

二、冷却工艺控制1. 冷却水量控制a. 根据钢材的材质和规格,调整冷却水的流量和压力,确保钢材迅速冷却到所需温度。

b. 监测冷却水流量和温度,根据实时数据调整冷却水量,确保冷却效果和成品钢材的质量。

2. 冷却速度控制a. 根据不同的冷却工艺要求,调整冷却速度,使钢材的组织和性能满足要求。

b. 监控冷却速度的变化,根据实时数据调整冷却速度,确保成品钢材的质量和性能稳定。

3. 冷却方法控制a. 根据钢材的特性和要求,选择合适的冷却方法,如水冷、风冷等。

b. 根据不同冷却方法的特点和效果,调整冷却工艺参数,使冷却效果和成品钢材的质量最优化。

4. 冷却设备维护a. 定期检查和维护冷却设备,确保设备的正常运行和效果良好。

b. 清洗和更换冷却设备中的阻塞、损坏部件,保证冷却水的流量和质量。

以上是对控制轧制和控制冷却工艺的讲义,通过合理的工艺控制和设备维护,能够提高轧制和冷却过程的效率和质量,满足钢材的要求。

控制轧制与控制冷却

控制轧制与控制冷却

奥氏体晶粒的大小对钢材的力学性能有显著的 影响。一般用晶粒度表示晶粒的大小。因此, 影响。一般用晶粒度表示晶粒的大小。因此,测定奥 氏体的晶粒度通常作为鉴定钢材质量的指标之一。 氏体的晶粒度通常作为鉴定钢材质量的指标之一。
铁 碳 平 衡 相 图
二、钢的控制轧制
控制轧制是以钢的化学成分调整或添加微合 金元素Nb Nb、 Ti为基础 为基础, 金元素Nb、V、Ti为基础,在热轧过程中对钢 坯加热温度、 开轧温度、 变形量、 坯加热温度 、 开轧温度 、 变形量 、 终轧温度 等工艺参数实行合理控制, 等工艺参数实行合理控制 , 以细化奥氏体和 铁素体晶粒, 并通过沉淀强化、 铁素体晶粒 , 并通过沉淀强化 、 位错亚结构 强化充分发掘钢材内部潜力, 强化充分发掘钢材内部潜力 , 提高钢材力学 性能和使用性能。 性能和使用性能。
控轧控冷的物理冶金基础
轧后冷却速率对γ 轧后冷却速率对γ→α相变及其细化晶粒的 影响: 影响: 研究表明,提高轧后冷却速度能明显降低Ar 研究表明,提高轧后冷却速度能明显降低Ar3, 可抵消奥氏体晶粒细化及相变前形变给晶 粒细化带来的不利影响, 粒细化带来的不利影响,有力地增加了相 变细化晶粒作用。 变细化晶粒作用。这要求在控轧实践中对 冷却制度进行控制。 冷却制度进行控制。
控轧控冷的物理冶金基础
钢中溶质原子及第二相粒子: 钢中溶质原子及第二相粒子:在钢中适当添加 Nb、Ti等微合金元素 细化奥氏体晶粒. 等微合金元素, Nb、Ti等微合金元素,细化奥氏体晶粒. 这种利用高温形变再结晶与微合金元素溶解这种利用高温形变再结晶与微合金元素溶解析出的相互作用使晶粒充分细化的机制便是 控轧中控制奥氏体晶粒尺寸的主要的物理冶 金基础. 金基础.
控轧控冷的物理冶金基础
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钢材的控制轧制和控制冷却一、名词解释:1、控制轧制:在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制,使热塑性变形与固态相变结合,以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能。

2、控制冷却:控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度,可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。

3、形变诱导相变:由于热轧变形的作用,使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升,促进了奥氏体向铁索体的转变。

在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加,从而影响Ar3温度。

4、形变诱导析出:在变形过程中,由于产生大量位错和畸变能增加,使微量元素析出速度增大。

两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒,还有被变形的细长的铁素体晶粒。

同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。

5、再结晶临界变形量: 在一定的变形速率和变形温度下,发生动态再结晶所必需的最低变形量。

6、二次冷却:相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。

二、填空:1、再结晶的驱动力是储存能,影响其因素可以分为:一类是工艺条件,主要有变形量、变形温度、变形速度。

另一类是材料的内在因素,主要是材料的化学成分和冶金状态。

2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的(冷却温度)、(冷却速度)等工艺条件,达到改善钢材组织和性能的目的。

3、固溶体的类型有(间隙式固溶)和(置换式固溶),形成(间隙式)固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。

4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同,将控制轧制划分为三个阶段,即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。

5、以珠光体为主的中高碳钢,为达到珠光体团直径减小,则要细化奥氏体晶粒,必须采用(奥氏体再结晶)型控制轧制。

6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的(加热制度)、(变形制度)、(温度制度)的合理控制,使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。

7、钢的强化机制主要包括(固溶强化)、(位错强化)、(沉淀强化)、(细晶强化)、(亚晶强化)、(相变强化)等,其中(绕过)机制既能使钢强化又使钢的韧性得到提高。

8、一般可把轧后控制冷却过程分为三个阶段,称为(一次冷却)、(二次冷却)和(三次冷却)。

9、对于中高碳钢,如果要同时提高强度和韧性,不仅须进行控制轧制,同时要进行轧后(控冷),使珠光体在低温下产生,得到(细片层状态)的珠光体。

三、选择:1、控制冷却的关键点在于控制(A )。

(A)奥氏体发生的组织转变(B)奥氏体的再结晶(C)变形奥氏体(D)奥氏体的形核和长大2、对于动态再结晶发生的条件,动态再结晶能否发生,主要由温度补偿因子Z和(A)来决定。

(A)变形程度(B)待温厚度(C)设备能力(D)晶粒尺寸3、在(B )进行变形后的奥氏体中由于有变形带的存在,铁素体不仅在晶界上成核而且在变形带上成核。

(A)再结晶奥氏体区(B)未再结晶奥氏体区(C)部分再结晶奥氏体(D)奥氏体和铁素体的两相区4、Nb(C、N)析出质点固定亚晶界而阻止奥氏体晶粒再结晶阶段是在:(C )(A)出炉前(B)出炉后冷却到轧制前(C)变形奥氏体中(D)变形奥氏体向铁素体转变过程中5、抑制奥氏体再结晶作用最强的微合金元素是:(A)。

(A)Nb (B)V (C)Ti (D)B6、控制轧制的关键点在于控制(C)。

(A)奥氏体的形核与长大(B)铁素体的形核与长大(C)变形奥氏体的状态(D)奥氏体发生的组织转变7、在以下不同区域进行轧制,铁素体细化程度最大的是:(D )。

(A)再结晶奥氏体粗晶粒区(IA型)(B)再结晶奥氏体细晶粒区(IB型)(C)部分再结晶奥氏体(过渡型)(D)未再结晶奥氏体区(Ⅱ型)四、简答:1、简述钢材强化的几种主要机制,并说明对钢材韧性的影响。

钢的强化机制:固溶强化、位错强化、晶界强化、沉淀强化、亚晶强化、相变强化等1、固溶强化:溶质原子溶入基体金属使材料强度增加的现象。

机理:运动的位错与溶质原子之间的交互作用的结果。

效果:提高强度、降低塑属性。

间隙式固溶强化使强度↑,但塑性↓、韧性↓;置换式固溶强化强化效果小,但对塑性、韧性影响不大。

2、位错强化:在塑性变形中,随变形程度↑,基体强度↑的现象。

机理:变形量ε↑,位错密度ρ↑,位错的移动阻力↑,强化↑。

效果:提高强度、降低塑韧性。

3、沉淀强化:第二相微粒从过饱和固溶体中沉淀析出使材料强度↑的现象。

机理:位错和第二相颗粒相互作用。

(1) 对提高强度有积极作用的绕过过程; (2) 对提高强度作用较小的切割/ 剪切过程。

它们都会增加运动阻力,可以提高材料的强度。

4、细晶强化:随晶粒细化,屈服应力变高,基体强度上升的现象。

晶界强化本质:晶界对位错运动的阻碍作用。

晶界强化能同时提高材料的强度和韧性。

5、亚晶强化:位错密度增高,阻止位错运动。

6、相变强化:主要是指马氏体强化。

马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。

碳原子固溶强化是马氏体最基本的强化机制。

2、请画出奥氏体热加工时的真应力—真应变曲线示意图,并说明曲线共分为几个阶段。

1、第一阶段(加工硬化):当塑性变形小时,随着变形量增加变形抗力增加,直到达到最大值。

另一方面,由于材料在高温下变形,变形中产生的位错能够在热加工过程中通过交滑移和攀移等方式运动,使部分位错消失,部分重新排列,造成奥氏体的回复。

加工硬化超过动态软化。

2、第二阶段(动态再结晶):在第一阶段动态软化抵消不了加工硬化,随着变形量的增加金属内部畸变能不断升高,畸变能达到一定程度后在奥氏体中将发生另一种转变,即动态再结晶。

动态再结晶的发生与发展使更多的位错消失,材料的变形应力很快下降。

随着变形的继续进行,在热加工过程中不断形成再结晶核心并继续成长直到完成一轮再结晶,变形应力降到最低值。

从动态再结晶开始,变形应力开始下降,直到一轮再结晶全部完成并与加工硬化相平衡,变形应力不再下降为止,形成了真应力一真应变曲线的第二阶段。

动态软化速度大于加工硬化速度。

3、第三阶段(稳态非稳态):当第一轮动态再结晶完成以后,在真应力一真应变曲线上将出现两种情况:一种情况是应力达到稳定值,变形量虽不断增加而应力基本不变,呈稳态变形。

这种情况称为连续动态再结晶;另一种情况是应力出现波浪式变化,呈非稳态变形。

这种情况称为间断动态再结晶。

εc从开始到发生再结晶的变形量,εr从开始发生再结晶到最后一个晶粒发生再结晶的变形量。

当εc<εr时发生连续动态再结晶。

当εc>εr时发生间断动态再结晶。

连续动态再结晶:应力达到稳定值,变形量虽不断增加而应力基本不变,呈稳态变形。

间断动态再结晶:应力出现波浪式变化,呈非稳态变形。

当εc<εr时发生连续动态再结晶。

当εc>εr时发生间断动态再结晶。

3、简述控制轧制过程各个阶段Nb(C、N)的析出状态。

1、出炉前的Nb(C、N)质点状态:当含铌的硅锰钢加热到1200 ℃ 均热2 2 小时后,钢中铌量有 90 % 以上都固溶到奥氏体基体中了。

有极少数Nb(C、N)没有固溶到奥氏体中。

经电镜观察,这些粗大粒子直径大约在100nm左右。

这些未溶解的大颗粒的 Nb(C、N)不会对轧后奥氏体晶粒的再结晶有什么作用。

如果将钢加热到1260 ℃,保温 30 min;则 Nb (C、N) 全部溶解。

2、出炉后冷却到轧制前Nb(C、N)的析出状态:当铌钢加热到1200 ℃ 以后,分别冷却到1050 ℃ 、930 ℃ 和820 ℃ 时钢中析出的 Nb (C 、N N) ) 数量与1200 ℃时的未固溶的 Nb (C 、N N) ) 数量没有多大差别,也就是说在轧制前这一阶段的时间中,并没有从固溶体中析出多少 Nb(C、N) 。

这是因为碳氮化物相从固溶体中析出的动力学决定于晶核的形成条件、合金元素的扩散速度、过冷度和内应力(畸变能)3、变形奥氏体中Nb(C、N)的析出状态:在变形中析出 Nb(C、N) 的过程是动态析出过程。

只有当变形速度很低的情况下才能产生这种析出相。

另外在变形过程中析出的碳化物也难以和变形后快速冷却下析出的碳化物区分开。

即使在变形过程中,由于产生大量位错和畸变能增加,引起“ 形变诱导析出” ,使铌析出速度增大,如果变形时间短,实际析出量并不大。

高温轧制后(再结晶区轧制,如1050 ℃ ),由于变形产生的位错和畸变能由于回复和再结晶而消失, Nb(C、N) 颗粒的析出部位是沿奥氏体晶界析出,而在晶内析出很少,颗粒直径在 20 nm 左右。

低温轧制后(未再结晶区轧制,如900~ ~ 800 ℃ ),由于奥氏体未发生再结晶,具有较高畸变能,位错密度高,因而加速了碳和铌的扩散速度, Nb(C、N) 颗粒的析出部位既有在晶界上也在晶内和亚晶界上,故颗粒细小,直径在 5 5~ ~ 10 nm 。

此冷却过程中 Nb (C 、 ) N) 的析出量约占其总量的25 %~ ~ 30 % 左右,控制轧制就是应用这种微细的Nb(C、N) 析出质点固定亚晶界而阻止奥氏体晶粒再结晶,达到细化晶粒的目的4、在奥氏体向铁素体转变过程中和在铁素体内Nb(C、N)的析出状态:由于各种碳氮化物在奥氏体中的溶解度都远远大于在铁素体中的溶解度,因此当A→F 相变发生后,微量元素立即达到高度过饱和,产生快速析出。

而位错、界面和其它晶体缺陷处则是析出最有利的位置。

相间析出—随A→F 转变, A/F 之间的界逐渐向 A A 推进,而析出总是紧贴在相界面上成列状沉淀析出,相界面不断推进,列状沉淀析出就形成一排排有规则的新析出相。

一般析出—无规则的在位错线上和基体上沉淀析出。

一般沉淀析出是主要的、常见的,而列状的相间析出很少见。

相变后剩余在F F 中的固溶 Nb 将在F F 中继续析出。

质点长大速度缓慢,质点细小,一般小于 5 5 nm 。

其质点大小决定于冷却速度4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同,将控制轧制划分为哪三个阶段,各有什么特点。

1、奥氏体再结晶型控制轧制:是在奥氏体变形过程中和变形后自发产生奥氏体再结晶的温度区域中进行轧制。

2、奥氏体未再结晶型控制轧制3、在 A+F 两相区控制轧制:钢板和带钢控轧工艺。

在奥氏体向铁素体相变的A+F两相区的上限温度进行一定道次的轧制,使尚未相变的奥氏体晶粒继续变形、拉长,晶粒内形成新的滑移带,并在这些部位形成新的铁素体晶核。

再结晶奥氏体相变:奥氏体再结晶型控制轧制(Ⅰ阶段)ⅠA型:如果热轧后奥氏体发生再结晶,并且在转变前粗化成小于或等于ASTM№5级的奥氏体晶粒,那么转变时容易形成魏氏组织铁素体和珠光体。

形成魏氏组织的倾向在含铌钢中最强烈,其次是非合金钢,含钒钢最弱。

ⅠB型:如果热轧后奥氏体发生再结晶,转变前奥氏体晶粒是ASTM № 6级或者更细,则转变就按IB型进行。

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