控轧控冷-4.ppt

第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 第四章 微合金元素在控制轧制中的作用 作 业（一） 控制轧制的定义、类型及效果？ 有哪些经常用于材料的强化机制?它们对材料的强度和韧性有何影响? 什么是材料的韧性?如何表示材料的韧性? 奥氏体热加工的真应力-真应变曲线与材料结构变化过程？ 作 业（二） 变形参数对奥氏体向铁素体转变温度AR3有何影响？ 铌、钒、钛在钢中的溶解度和哪些参数有关？ 铌、碳量对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度有何影响？ 什么是珠光体钢的最佳片层？ 控制冷却各阶段的冷却目的和冷却方式的选择 画出斯太尔摩冷却线示意图，其控冷效果如何？ 4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出 4.1.1 轧前加热过程中的溶解 4.1.2 控制轧制过程中微量元素碳氮化合物的析出 4.2 微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用 4.2.1 加热时阻止奥氏体晶粒长大 4.2.2 抑制奥氏体再结晶 4.2.3 细化铁素体晶粒 4.2.4 影响钢的强韧性能 抑制奥氏体再结晶 微量元素对奥氏体再结晶的作用是影响奥氏体再结晶的临界变形量、再结晶温度、再结晶速度以及再结晶的晶粒大小。 微量元素对动态再结晶临界变形量的影响 微量元素对再结晶数量的影响 微量元素对再结晶速度的影响 微量元素对静态再结晶临界变形量的影响 微量合金元素对再结晶晶粒大小的影响 微量元素对动态再结晶临界变形量的影响 比较成分不同的三种钢在1000℃的（ε=3×10s-1）真应力-真应变曲线。在形变速率和形变温度相同的条件下，三种钢的峰应变以Q235钢最小，为0.18，铌钢为0.35，NbV钢的应变最大，达到0.48。 在普碳钢中加入微合金元素Nb及Nb-V后，由于微合金元素原子的固溶阻塞及拖曳作用以及微合金元素碳氮化合物的动态析出，显著阻滞形变奥氏体的动态再结晶。 微量元素对动态再结晶临界变形量的影响 如果按t=εp/ 确定动态再结晶开始时间，式中εp为动态再结晶临界变形量， 为变形速率，则可算出图中3条曲线所对应的动态再结晶开始时间，分别为60s(Q235钢)、110s(Nb钢)和160s(Nb—v钢)。由此可见合金元素对形变奥氏体动态再结晶的阻滞作用是显著的。 微量元素对再结晶数量的影响 随着铌析出量的增加奥氏体再结晶数量降低，而且随着阻止再结晶的作用不断加大，再结晶数量急剧降低. 微量元素对再结晶速度的影响 当温度降低到925℃以下时，随含铌量增加使再结晶量达到70％的时间增加，当含铌量达到0.06％时，阻止再结晶作用达到饱和状态；再继续增加含铌量对延长再结晶时间的作用不明显。此时发生再结晶比较困难，达到70％再结晶的时间在100～1000s。 当在1000℃以上时，随着含铌量的增加对再结晶速度的影响不显著，只使达到70％再结晶所需时间稍有增加。 含铌钢与硅锰钢相比，再结晶动力学曲线不同，含铌钢再结晶开始时间和完成时间都比不含铌钢推迟。不同温度下碳锰钢和含铌钢的再结晶速度如图4-13所示。 微量元素对静态再结晶临界变形量的影响 铌和钛加入硅锰钢中后对再结晶开始和终了时间的影响如图4-14所示。 曲线所包围的区为部分再结晶区，曲线表示轧制温度与临界变形量的关系。不同成分、不同原始晶粒度则有不同的临界变形量。 钛扩大了部分再结晶区，并推迟了再结晶的进行。铌加大了再结晶开始和终了的临界变形量。 微量元素对静态再结晶临界变形量的影响 含铌量不同对再结晶临界变形量的影响也不同 微量元素对再结晶晶粒大小的影响 含铌钢与碳钢相比，当轧制温度和变形量相同时，含铌钢再结晶后的奥氏体晶粒较小。 质点的析出量对奥氏体晶粒大小也有影响。 以含0.055％C，1.17％Mn，0.19％Si，0.042％Nb，0.026％Al的钢为例。 加热温度为1200℃，保温1小时，加热后连续轧制4道次，累计变形量为43％，终轧温度为1050℃。发现奥氏体晶粒的再结晶先于Nb(C、N)的沉淀析出。若在此终轧后缓冷(冷却速度≤0.5℃／s)，则再结晶的奥氏体晶粒明显长大。 如再多轧一道，共轧5道次，累计变形量为53％，终轧温度为1025℃，则Nb(C、N)的析出开始转为优先于奥氏体再结晶的开始。之后在1000～900℃保温过程中，随着Nb(C、N)析出体积分量的增加，奥氏体晶粒开始长大时间推迟。 微量元素对再结晶晶粒大小的影响 抑制奥氏体再结晶 上面