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中厚板金属轧制变形分析与性能控制

摘要：结合板材轧制的特点，板材轧制的组织结构变化过程及其对性能的影响，

结合目前较先进的控制轧制和冷却工艺，如何通过控制板材结构来控制板材结构

对板材的性能进行了简要的分析和讨论，为控制板材轧制性能提供了一种有效途

径。

关键词：金属加工；中厚板轧制；纵裂

利用金属在塑性变形作用下的外力作用，以获得特定形状，尺寸和机械性能

的原材料，坯料或零件的制造过程，称为金属印刷加工。近年来，我国钢材轧制

行业发展迅速，钢材年产量已达到9700多万吨，已成为世界钢铁产量最高的国

家之一。

中厚板金属轧制概述1.

中厚板一般采用往复可逆轧制，工艺复杂、品种繁多、用途广泛。由于中厚

板往复可逆轧制道次间隔时间长、连铸坯厚度大、材料沿厚度方形量和温度分布

梯度大、轧制过程中板形状况会影响道次压下率，因此中厚板的生产工艺易波动

在某厂生产中有时出现钢板强韧性，尤其是低温韧性不合格。经分析发现。性能

不合钢板的晶粒组织粗大、不均匀，尤其是钢板芯部由于变形量不够，晶粒组织

粗大。一般分为四种：锻造、轧制、拉拔、挤压。

锻1.1造工艺

锻造可分为自由锻造和模锻。自由锻造是在空气锤或液压压力机上将空白锻

造成形状和尺寸。轧制是一种成形方法，其中金属坯料通过两个旋转辊之间的特

定孔图案以形成特定的横截面轧制。轧制可分为垂直轧制，横向轧制和斜向轧制。

拉伸是一种处理方法，对金属坯料的前端施加一定量的拉力并将其通过锥形腔体

以改变形状和尺寸。拉丝是生产棒材，线材和管材的主要方法，其生产效率高。

挤压是为大断面坯料创造一种塑料流动冲头。强大的压力迫使金属离开模腔以获

得具有一定形状和小截面尺寸的工件。

中厚板轧制变形原2.因与措施分析

在轧制板时，板的不均匀变形将影响板在轧制过程中的扩展和边缘的形状，

这将影响产品质量和金属的成品率。机理研究掌握边缘变形规律，采取相应措施

解决边缘变形不均匀问题，指导中厚板生产，提高产品质量和成品率。

钢板2.1边部剪切纵裂原因分析

轧制过程中轧制机会变平，当边缘翻转时，轧制机的角落逐渐转移到板材表

面。加宽和轧制时轧制钢的不均匀变形使得钢板的角度偏移量小于大面积，假定

板的角度相对于钢板的边缘移动大约700mm，则当具有剪切力的钢板切削边缘时，

上板表面的拉应力会使钢板的顶板表面沿原板角的弱表面撕裂并产生纵向裂缝，

边缘变形的不均匀性在轧制理论分析假定通过改变双辊轧机的轧辊布置，采用相

同的轧辊直径或轧辊，减小轧制方法的大小，优化加热系统顶部之间的温差以及

板坯底部，能有效地解决轧制过程中轧制件的不均匀变形，解决中厚板纵向开裂

的问题，产品质量和金属成品率。

具体解决措施2.2

解决中厚板轧制过程的边部不均匀变形问题应从以下几个方面入手：

）减小1钢板横轧展宽量。在有条件情况下，尽可能加大板坯宽度，用宽板坯

生产大宽度钢板。这样可有效减少钢板轧制时的展宽轧制量，从而减轻宽钢板轧

制时的边部不均匀变形程度，避免钢板切边时出现切边纵裂。因此，在轧制大宽

度钢板时应尽可能采用板坯。

）降低炉板顶部和底部之间的温差。优化板坯加热工艺，尽可能提高加热炉2

下的加热温度，降低炉底板上下温差，有效降低上下变形阻力滚动阻力差，从而

减小轧件上下变形程度的差异，减少轧件边缘不均匀轧制变形。

）提高变形量和渗透率。当轧制轧制时，由于轧制不足变形主要集中在轧件3

表面，导致轧件的轧制不均匀。适当增加轧制过程中的轧制压下量可以有效地提

高轧制变形区的渗透程度，减少轧制过程中的不均匀变形轧制过程。

为了确保上述办法的实施，还必须加强对中板生产现状研究，以确定边部不

均匀变形影响因素、不均匀变形程度及与切边纵裂的关系；改变配辊方法消除不

均匀变形；优化加热制度，降低不均匀变形程度。

中厚板轧制过程中的性能控制3.

中厚板的热轧过程可分为三个阶段：加热变形冷却。钢板的显微组织经历珠

光体-奥氏体-珠光体的往复转变过程。任何一个阶段的组织结构变化都会导致钢

板的最终组织结构发生不同程度的变化，从而影响钢板的最终性能。控制轧制和

控制冷却过程是基于合理的控制金属加热系统，变形系统，温度系统和后轧制冷

却系统，使热塑性变形与固态相变相结合，可获得细晶粒结构，使钢具有良好的

综合性能。

加热3.1阶段的控制

加热过程中奥氏体在钢中的转变过程和条件