控轧控冷-5.ppt

第五章 中高碳钢控制轧制特点 5.1 中高碳钢奥氏体的再结晶行为 一、铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响 二、铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响 * * 5.1 中高碳钢奥氏体的再结晶行为 5.1.1 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响 5.1.2 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响 5.2 中高碳钢控制轧制钢材的组织状态 5.2.1 常温组织以铁素体为主的钢材（Mn 0.1） 5.2.2 常温组织以珠光体为主的钢材 5.2.3 共析钢 5.3 中高碳钢的组织与力学性能的关系 5.3.1 中高碳钢组织对力学性能的影响 5.3.2 控制轧制中组织性能的变化 引言 控制轧制工艺在热轧钢板生产中，尤其是在低碳微合金化钢中，对提高强韧性有明显的效果，因此得到飞速发展。但对于中高碳钢为主的圆钢及线材等产品情况就不完全相同了。 中高碳钢由于碳含量较高，冷却后所生成的组织为铁素体和珠光体，并以珠光体为主。随着含碳量的增加珠光体比例也随之增加直至达到全部为珠光体组织，继而出现珠光体和渗碳体组织。这些组织中铁素体和珠光体的比例、铁素体晶粒的大小、珠光体片层粗细和球团大小以及渗碳体的形貌等决定了钢材的性能，而这些组织又取决于加工条件及冷却条件。 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶 临界变形量的影响 图中表明加入铌后再结晶开始线和完成线随变形量的增加都比不含铌钢的温度高50~70℃ 。这表明在中碳钢中也存在添加铌可以延迟奥氏体再结晶的情况，这结果是与低碳钢一样的。 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶 临界变形量的影响 不含铌钢碳含量在0.20％～0.80％的范围内变化时，临界压下率基本无差别。但加入铌后，随着含碳量的减少，发生再结晶的温度和临界压下率升高。说明含碳量本身对再结晶的影响不大，但加入铌后，对低碳钢的影响大。这是因为含铌钢中碳量的多少决定了铌的固溶量。 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶 临界变形量的影响 碳量增加则铌的固溶量减少(根据公式 lg[Nb](C]=(-6770/T)+2.26)因而轧制时析出量减少，阻止再结晶作用小。 如提高加热温度，则铌的固溶量增加。这是由于固溶量增加使阻止奥氏体再结晶作用加强。 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶 晶粒度的影响 1. 含铌钢在小压下率和低温时进入完全未再结晶区，因而没有数据； 2. 压下率愈大、轧制温度愈低所得到的再结晶奥氏体晶粒愈细； 3. 轧制温度对奥氏体晶粒尺寸的影响较小，而压下率的影响较大； 4. 在同一工艺条件下，加入铌的中碳钢比不加铌的中碳钢的再结晶晶粒细。 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶 晶粒度的影响 对加铌钢和不加铌含碳量为0.2％～0.8％范围内的钢在再结晶区域内实施一道次轧制，所得到的奥氏体再结晶晶粒度与压下率的关系如图5-7所示。 结果表明，再结晶奥氏体晶粒度几乎不受碳含量的影响，其尺寸大小由压下率和是否添加铌所决定。 5.2 中高碳钢控制轧制钢材的组织状态 碳钢轧材在常温时的组织随着含碳量的不同分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。它们的过冷奥氏体转变机理、动力学、转变产物的组织性能主要决定于发生转变的温度，即过冷度，同时与变形奥氏体的成分和组织形态有关。 由于铁素体和珠光体组织比例不同、形态不同，对钢材性能有很太差异。下面按其不同的组织情况分别予以讨论。 一、常温组织以铁素体为主的钢材（Mn 0.1） 二、常温组织以珠光体为主的钢材 三、共析钢 常温组织以铁素体为主的钢材（Mn 1.0%） 实验结果表明：0.42%C，0.55％Mn、0.032％Ni钢，采用普通轧制 (1200℃加热，第一阶段压下率为50%，第二阶段压下率为35％，终轧温度为再结晶区下限1050～1000℃)时，所得常温组织为铁素体和珠光体，所占面积各为50％，铁素体晶粒为8级。 同一钢种采用控制轧制工艺，即加热温度为1200℃，再结晶区轧制压下率为50%，这一区域内最后一道温度靠近再结晶区下限即1050～1100℃，然后进行第二阶段轧制，未再结晶区或部分再结晶区轧制，终轧温度为870℃，这一区域内压下率分别为35%，50％，75%，所得的轧后常温组织分别为： 常温组织以铁素体为主的钢材（Mn 0.1） (1)当压下率为35%时，铁素体晶粒比普通轧制时的铁素体晶粒细小，而珠光体变得粗大。这是由于在奥氏体未再结晶区压下率小，相变时在变形奥氏体中形核地点少，所以珠光体沿变形拉长的奥氏体形成，变得粗大； (2)当压下率为50%时，为部分再结晶区轧制，铁素体和珠光体基本上都得到均匀细化。这是由于在未再结晶奥氏体中形成了一定数量的变形带而引起的结果。 (3)当压下率为75%时