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控轧控冷技术的研究现状及发展

摘要：本文介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷

工艺，叙述了近些年来国内外发展与应用以及今后的展望。

关键词：控扎控冷；TMCP;超快冷技术；热轧

一、概述

控扎控冷是一项具有丰富理论内容和较大实用价值的轧钢新技

术，其特点是把利用塑性变形得到钢材外部几何形状的热加工成形过

程与控制改善钢材的组织状态，提高钢材性能的物理冶金过程有机结

合起来，简单地说就是把将钢的热变形与相变有机的结合起来。其突

出的优点是：可大幅度提高低碳钢、低合金钢钢材的强韧性；提高热

轧钢材性能合格率；同时可简化工序，节省能耗，节约合金，具有显

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著地经济效益和社会效益。

控制轧制(C-R)和控制冷却(C-C)技术的研究始于1890年

至二次世界大战期间的德国,当时科研人员对钢铁制品的热加工条

件、材质及显微金相组织之间的关系进行了非系统的零散研究,只是

定性地揭示了热加工条件和材质间的关系。到了20世纪60年代初期,

在美国科研人员定性地解释了热轧后的钢材继续发生奥氏体再结晶

的动力学变化后,这才从理论上某种程度地解释了控制轧制技术。到

了20世纪60年代末期,科研人员通过试验发现,添加微量元素铌

(Nb)对提高单纯轧制钢。材的强度有效。随后进一步的研究表明,造

成铌系钢材高强度的原因,是由于微细铌碳氮化合物的铁素体析出相

强化造成的。同期英国钢铁研究机构对轧制钢材的显微结构和机械性

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能的定量关系、铌、钒(V)的强化机理,控制轧制原理等进行研究,证

实了依靠物理冶金基础,进行合理的合金成分的设计和轧制条件的

设定,便能达到所期望的钢材目标性能值和显微组织。到了20世纪

70年代，对钢材强度、低温韧性、焊接性能要求更高了,而此时仅仅

依靠传统的控制轧制技术远远不够。于是在奥氏体控制轧制的基础上,

还需要控制冷却速度来控制相变本身,于是开始了真正意义的控轧

控冷技术的应用

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。

二、控扎控冷的原理

控轧控冷技术的基本原理就是控制热轧条件经过相变过程在奥

氏体γ的基体上形成高密度的铁素体α晶核从而在相变后达

到细化钢材的组织结构。经过研究发现铁素体的形核位置通常是在

奥氏体的相界面、由热变形和变形带造成的退火孪晶的内界面。传统

意义上的热轧产品铁素体相晶核大量在奥氏体晶界上产生而控轧控

冷轧制后产品的铁素体相晶核既可以在晶粒内部成核也可以在晶界

上成核这就导致了两者在铁素体晶粒最后结构上的不同。可分为控

制轧制和控制冷却两个过程。

控扎技术

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。控制轧制技术的关键有二：

一是控制轧制温度，尤其是终轧阶段温度；二是控制变形程度。按照

变形温度和再结晶程度控制轧制通常划分为三个阶段

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：

在奥氏体再结晶区（温度：＞未再结晶温度）结束终轧

的一阶段轧制；

在奥氏体末再结晶区温度：＜＜结束终轧的两阶段

控制轧制；

在奥氏体铁素体两相区（温度：～