材料加工组织性能控制(第五、六章)2006.9分析.ppt

5. 微合金元素在控制轧制中的作用 HSLA钢中常用合金元素及夹杂元素分类： 1)微合金化元素：铌(Nb)、钒(V)、 钛(Ti)、铝(Al)和硼(B)。 2)置换元素：硅(Si)、锰(Mn)、 钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)和铬(Cr)。 3)夹杂及硫化物形状控制的添加元素：磷(P)、 硫(S)、钙(Ca)、稀土金属(REM)及锆(Zr)。 控制钢 的塑性 微合金化元素: 特点：与碳、氮结合成碳化物、氮化物和 碳氮化物，高温下溶解，低温下析出。 作用：(1)加热：阻碍原始奥氏体晶粒长 大； (2)轧制：抑制再结晶及再结晶后的晶粒长 大；(3)低温：析出强化作用。 5.1 溶度积(溶解度乘积) 5.2 控制轧制过程中微量元素碳氮化合物 的析出 5.2.1 各阶段中Nb(C、N)的析出状态 (1)出炉前： 加热到1200?C，均热2h：90%以上铌都 固溶到奥氏体基体中，有极少数粗大 Nb(C、N)没有固溶到奥氏体中。 1260?C ：保温30min，Nb(C、N)全部溶 解。 (2)出炉后到轧制前： (3)在变形奥氏体中： 变形温度对含铌低合金钢析出的影响： 850?880?C：变形加剧?固溶体的分解，析 出粗大 的碳氮化物? ?固溶体中含铌量?， 析出的碳氮化物没有参加弥散强化。 800?700?C变形：扩散速度? ，粗大质点碳 化物析出困难，冷却过程中析出大量细小 质点。 各阶段Nb(C、N)平均析出速度： 不同析出温度的影响： 终轧温度的影响： 高温轧制后冷却到相变温度:铌的平均析出速度 不大、析出颗粒较大（ 200 ?左右）。原因: 低温轧制：加大了冷却过程中铌的析出速度,析 出颗粒细小（ 50?100? ）。原因: (4) 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 1)碳氮化物在?和?中的溶解度不同?相变后，产 生快速析出。 相间析出（相间沉淀）： 冷却速度大、析出温度低?相间沉淀排间距小? 析出质点也小。 析出时间长?质点长大。 2）相变后?内剩余的固溶铌继续析出，质点大小 决定于冷却速度。 3）冷却到室温，10?15％左右的铌未从铁素体中 析出。 5.2.2 影响Nb(C、N)析出的因素 (1)变形量和析出时间 (2)变形温度 (3)钢的成分变化 5.3 ?再结晶的延迟 （1）微量元素对动态再结晶临界变形量的影响 （2） 微量元素对再结晶数量的影响 （3） 微量元素对再结晶速度的影响 5.3.4 微量元素对静态再结晶 临界变形量的影响 5.3.5 微量合金元素对再结晶晶粒大小的影响 总结： 铌在奥氏体中存在形式：1)加热时尚未溶到奥氏 体中的Nb(C、N)；2)固溶到奥氏中的铌；3)加热 时溶解、轧制过程中又由奥氏体中重新析出的 Nb(C、N)。轧制的不同阶段，其阻止奥氏体再结 晶是不同的。 5.4 晶粒细化和沉淀硬化 基本化学成分:0.10%C—0.25%Si—1.50％Mn，加热温度及 终轧温度分别为1100℃和780℃，900℃以下的总压下率 为70％。 6 冷轧带钢的组织性能 6.1 冷轧带钢 特点： (1)生产薄的产品； (2)非常好的表面； (3)屈服强度范围很宽的材料品种范围； (4)比热轧带钢好的多的成型性能。 6.1.1 多辊轧机连轧机组中的变形 变形及伴随变形的两个重要过程：润滑和 冷却。 6.1.2 冷轧带钢的材料性能和表面特性 (1)强度及韧性 (3)对第二相的影响 冷轧过程中，基体组织及基体组织中 的第二相也通过延伸得以改变。 作用： （4）很大的摩擦力和很大的剪切应力使带钢表 面产生特别强烈的变形，并导致钢质点的撕裂。 （5）带钢表面具有一定的粗糙度 目的： 6.2 冷轧带钢的退火 目的： 工艺： 退火方式：罩式退火、连续退火 (1)罩式退火 定义： 时间:持续几天（原因：）。 特点： （1）氢气、氮气和其它气体混合作为保护气体；（2）依靠强制对流传热的设备，钢卷的升温加热主要取决于保护气体的对流传热和钢卷本身的传导传热。 全氢罩式炉 特点： （1）采用强对流循环的大功率电机； （2）采用100％H2作保护气氛，生产效率大大提 高；（3）采用金属封闭炉台、气／水组合冷却 罩及优化设计的扩散器和对流板改善了钢板表面 质量。 松卷退火：各圈带卷之间有一定的距离 退火气氛自由地与板带表面接触，钢 和气体间也可以进行化学反应。 优点： 应用：带钢表面洁净度要求很高；需要 把化学反应与热处理联系起来。 紧卷退火： （2）连