值得推广应用的控制轧制和控制冷却技术

值得推广应用的控制轧制和控制冷却技术控制轧制是指在热轧过程中通过对金属加热制度、变形制度和温度制度进行合理控制，使热塑性变形与固态相变相结合，以获得细小的晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。控制冷却是通过控制轧后钢材的冷却速度以达到改善钢材组织和性能的目的。由于热轧变形的作用，促使变形奥氏体向铁素体转变的温度（Ar3）提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，缩小珠光体片层间距，阻止碳化物在高温下析出，提高析出强化效果，多采用控制冷却工艺。控制轧制和控制冷却相结合能将热轧钢材的两种强化效果相加，进一步提高钢材的强韧性，获得合理的综合力学性能。在欧洲，这种技术称为热机械处理。一般情况下，微合金钢是指合金元素总含量小于0.1%的钢。目前大量使用微合金元素铌、钒、钛等元素，其特点是能与碳、氮结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，这些化合物在高温下溶解，在低温下析出。微合金元素的作用主要是细化铁素体晶粒和强化析出，其具体作用如下：加热时阻止奥氏体晶粒长大，由于微量元素形成高度弥散的碳氮化物小颗粒，可以对奥氏体晶界起到固定作用，从而阻止奥氏体晶界迁移和奥氏体晶粒长大；通过影响动态再结晶临界变形量、再结晶数量和速度、静态再结晶临界变形量、再结晶晶粒大小，从而抑制奥氏体再结晶。铌在控制轧制时，产生显著的晶粒细化和中等的沉淀强化；钒随着含量的增加，会发生强烈的沉淀强化，但晶粒细化中等；钛会产生中等程度的沉淀强化和比较弱的晶粒细化。加热制度控制方面，常规轧制加热温度为1250℃左右，控制轧制含铌钢加热温度为1050℃～1150℃，不含铌和钛钢加热温度为1050℃以下。轧制温度控制方面，在奥氏体区轧制时，一般要求终轧温度尽可能接近奥氏体开始转变温度，起到类似于正火的作用。一般低碳结构钢控制在830℃或者更低，终轧含铌钢由于Ar3下降到720℃左右，故终轧温度可控制在750℃左右。变形程度控制方面，在奥氏体区轧制时，道次压下量必须大于临界压下量，尤其在动态再结晶区间，否则会产生混晶。采用Ⅰ型控制轧制时的原则为须连续轧制、不要间歇，尤其在γ的高温侧（动态再结晶区）；道次变形量大于临界变形量，使全部晶粒能进行再结晶。轧后冷却速度控制方面，钢材轧后冷却除采用空冷外，还可以采用吹风、喷水、穿水等冷却方式。由于冷却速度不同，钢材可以得到不同的组织和性能。常规热轧和控制轧制的根本区别在于：前者的α晶粒全部在γ晶界处形核，而后者则在晶粒内部和晶界形核，导致两者最终形成的α晶粒组织之间存在着很大的差别。