控轧控冷综述.docVIP

1、国内外研究现状 现代工业的发展,要求钢板在强度级别不断提高的同时,还要具有良好的韧性、可焊性以及优良的成形性能等。在奥氏体低温区通过形变诱导铁素体相变(Deformation Induced Ferrite Transformation, DIFT)和动态再结晶来细化晶粒,是开发超细晶粒钢有效的手段之一[ 1- 3]。不过这种强烈塑性变形的应变值较大,晶粒细化有一定限度,并且单纯依靠晶粒细化会给材料带来加工硬化能力下降、屈强比升高等问题,在实际应用中受到限制。所以引入微合金化和贝氏体相变强化等方式,在获得高强度的同时有较低的屈强比[4]。为了获得综合性能良好的钢材,应通过TMCP ( Thermo-Mechanical Control Process)对基体的组织组成、形貌及体积分数进行控制。 1.1控轧控冷的定义? ? 控制轧制：控制轧制是在调整钢的化学成分的基础上，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。? ? 控制冷却：控制冷却是通过控制热轧钢材轧后的冷却条件来控制奥氏体组织状态控制相变条件、控制碳化物析出行为、控制相变后钢的组织和性能。? TMCP：控制轧制和控制冷却技术结合起来，能够进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量和碳含量，节约贵重的合金元素，降低生产成本。 新一代TMCP：以超快冷技术为核心的控制轧制和控制冷却技术。 1.2 国外研究历史及现状 轧控冷技术是适应高强度低合金钢的发展而产生和发展的。用于桥梁造船、高压容器、管线及车辆等方面的高强度低合金结构钢,不仅要求具有较高的强度,还要求有较好的韧性、成型性及焊接性能。早期的高强度低合金钢的化学成份是按强度设计的,而对焊接性能、成型性及抗脆性断裂性能没有给予重视。自从第二次世界大战中全焊接结构船发生脆断事故以来,战后对造船用钢及其他结构用钢,通常采取提高Mn/C比,用铝脱氧及进行常化处理等措施来获得较高的断口韧性。但一些国家如比利时、瑞典等的钢铁厂当时没有热处理设备,故在工业生产上首次采用控制轧制来代替常化处理,解决了钢的脆断问题,这就确立了控轧控冷技术的原始基础。 随着HSLA的发展,于1958年确立了添加微量铌对提高热轧状态钢的强度是有效的。60年代采用控制轧制解决了含Nb钢VTs偏高的问题。1969年美国在热带轧机上采用控轧控冷生产出X65管线板。70年代以来,控轧控冷技术越来越受到重视,并在生产中得到广泛应用,例如法国生产的中厚钢板控轧板约占60%[5]。近年来国外新建的中厚板轧机和热带轧机大都按控轧要求设计,允许承载能力大,刚性好,设有控冷装置和配置有完善的测试仪表及控制系统, 能精确地控制各工艺参数,满足各种控轧控冷工艺要求,生产出性能优良的各种板材。与此同时,有关控轧控冷应用基础研究日益深入,发表了许多水平较高的学术论文,进一步指导和推动了控轧控冷技术的发展和应用。 80年代以来,控轧控冷技术又有新的进展,开发了一些新的控轧方法,如多坯交叉轧制法；HST法,即住友公司高韧性生产法,其特点是双加热—双轧制,粗轧后水冷至Ar1,再加热至常化温度轧制；NIC法,即新日铁公司超低温加热临界控制法,其特点是板坯加热温度低,在1000℃以下,能生产出焊接性能良好的低温用超低碳贝氏体钢、α一M,起步较晚。始于70年代初,先后列为国家“六五”、“七五”、“八五”科技攻关项目,有关大专院校、科研院所及生产厂, 结合常用钢种和国内轧机条件, 在控轧控冷技术的基础理论研究与实际应用方面做了许多卓有成效的工作, 如测定了钢种的基础数据对Nb、V、Ti,形变奥氏体再结晶,控轧控冷工艺与组织性能的关系,微合金元素碳氮化物固溶析出,钢的变形抗力等进行了广泛深入研究。在这一期间，建立了控制轧制模拟实验室、棒材和板材控制冷却实验室、计算机控制工艺参数模拟实验室等，为开展控制轧制控制冷却基础理论工作研究和开发新工艺打下了坚实的基础，为研制新品种创作了有力的条件，同时某些生产厂应用控轧控冷取得了提高产品质量和性能合格率的好效果。另外还在重钢五厂建成了国内第一条独具特点的控轧控冷生产试验线。这些工作为我国进一步发展和应用这项具有明显经济效益的轧钢新技术奠定了可靠的基础。目前控制轧制技术已成为国内外钢材生产的主导工艺；随着超细晶粒钢等的研究开发，新一代控制轧制工艺技术已经出现[6]。 2、研究主要新进展 NG-TMCP技术，目的也是得到硬化的奥氏体。因此， 即使在较高的温度下，也可以通过连续大变形和应变积累，在轧后通过高冷却速度得到硬化的、充满“缺陷”的奥氏体。换言之，在现代的NG-TMCP 热轧生产线上，即使不用“低温大压下”，也可以实现奥氏体的硬化[7]。在这种情况下，就