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3.5 形变热处理 单纯的热处理强化必须依靠相变，而且相变时间长，成本高。 钢材热锻轧后还有较高的温度，而普通热处理还要再次加热，如果实现成型加工与热处理相结合，那么可省去热处理的加热，显著节约能源。并且经过形变的组织，相变转变快，晶粒得到细化，强度和韧性都获得提高。 因此，形变热处理是目前钢材生产技术的主要发展方向。 例如，控轧控冷技术(TMCP)是目前钢材生产的主流生产方式。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 形变热处理是将压力加工与热处理操作相结合，对金属材料施行形变强化和相变强化的一种综合强化工艺。 采用形变热处理不仅可获得由单一的强化方法难以达到良好的强韧化效果，而且还可大大简化工艺流程，使生产连续化，从而带来较大的经济效益。因此，多年来已在冶金和机械制造等工业中得到广泛应用，并也由此而推动了形变热处理理论研究的深入和发展。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.5.1 热机械控制处理（TMCP） 热机械控制处理（TMCP）工艺，也称控轧控冷工艺，在日本被译为加工热处理，是将“控轧”（CR，轧制温度比普通轧制低）技术与随后的“加速冷却”（ACC，快于空冷）结合起来, 在尽量减少合金元素添加的情况下, 依靠细化晶粒能得到正火或淬火+回火等热处理不可能得到的强度和低温韧性, 实现了非调质高强钢的开发。 足立吉隆概括了实现细化晶粒的几个关键点①相变驱动力的增加；②晶界迁移度的抑制；③形核核心的增加。TMCP工艺巧妙地结合了上述3点。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 钢的轧制工艺可分为： 奥氏体再结晶区轧制(一般热轧）； 奥氏体非再结晶区轧制（奥氏体的加工硬化对α晶粒的微细化最为有效）； 两相区轧制。 控轧的目的是细化晶粒，即通过①降低加热温度使轧前奥氏体晶粒减小；②经奥氏体区的加工, 利用反复再结晶细化奥氏体晶粒；③更主要是通过增大奥氏体未再结晶区（加工硬化区）的累积压下量, 以增加奥氏体每单位体积内的晶界面积和变形带面积来提高形核率。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 20世纪70年代，人们经反复实验发现，仅仅靠传统的控轧使相变组织微细化还远远不够, 还需要通过冷却来控制相变本身。 控制冷却是从Ar3以上的温度开始水冷, 在相变终了温度附近(550~500℃)结束, 然后进行空冷。 控制冷却将过去普通空冷工艺生成的珠光体变成微细分散的贝氏体, 这样控轧后进行控冷的组织是细晶铁素体+微细弥散型贝氏体的混合组织, 铁素体晶粒的细化与贝氏体比率的增加可在提高强度的同时改善延伸性。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 控冷能获得细化效果的具体原因在于控轧后引入加速冷却控制, 可降低奥氏体的γ→α相变温度, 过冷度增大, 增大了γ→α相变驱动力, 使α从更多的形核点生成(进一步提高有效形核率), 同时抑制α晶粒的长大。 由于冷却速度增加, 阻止或延迟了碳、氮化物在冷却过程中的过早析出, 因而易于生成更加弥散的析出物； 进一步提高微合金化钢冷却速度, 可形成贝氏体或针状铁素体, 进一步改善钢的强韧性。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 简言之, TMCP首先调整奥氏体状态(获得细小的加工硬化奥氏体, 其内含有不均匀的变形带)，再对其相变进行控制。 通常粒径在10~100μm, 目前晶粒细化所能达到的奥氏体晶粒为40μm,相变后得到的铁素体晶