控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用

控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用

发表时间：2019-04-04T11:51:51.913Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：任晓锋[导读] 本文首先对控轧控冷技术的特点进行了概述，详细探讨了控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用，旨在促进控轧控冷技术的发展。

天津钢管集团股份有限公司天津 300301 摘要：随着我国经济的发展，控轧控冷技术得到了快速的发展。控轧控冷技术是钢材生产中十分重要的工艺技术，因此，探讨控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用具有重要的作用。本文首先对控轧控冷技术的特点进行了概述，详细探讨了控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用，旨在促进控轧控冷技术的发展。

关键词：控轧控冷技术；无缝钢管生产；应用 Abstract:With the development of China's economy, the technology of controlled rolling and controlled cooling has been rapidly developed. Controlled rolling and controlled cooling technology is an important process technology in steel production. Therefore, it is important to discuss the application of controlled rolling and controlled cooling technology in the production of seamless steel tubes. This paper firstly summarizes the characteristics of controlled rolling and controlled cooling technology, and discusses in detail the application of controlled rolling and controlled cooling technology in the production of seamless steel tubes, aiming to promote the development of controlled rolling and controlled cooling technology. Key words: controlled rolling and controlled cooling technology; seamless steel pipe production; application

随着国家产业发展战略对资源节约和可持续发展要求的提高，以及市场竞争的加剧，无缝钢管生产企业越来越需要高性能、节约能源、成本低的无缝钢管生产技术。因此，控制轧制和控制冷却（简称控轧控冷，英文缩写TMCP）技术在无缝钢管生产中越来越受重视。

1 控轧控冷技术的特点

在研究控轧控冷技术的应用之前，首先要全方位的了解该技术的特点以及其发展由来。该技术分为两个部分，第一个部分是控制轧制，第二个部分是控制冷却。在控轧控冷技术的发展历史上，首先出现的是控制轧制。由于其局限性，科研人员又在控制轧制的技术上研究出了控制冷却的方法。

1.1控制冷却

由于控制轧制在轧制过程中得保持相对的低温，所以控制轧制对钢材性能的提高效果不大。为了进一步提高钢材的韧性与强度，基于控制轧制的工艺上，控制冷却技术应运而生。控制冷却的技术特点是对奥氏体的相变过程进行精确控制，并得到更细的奥氏晶粒。在与控制轧制相结合后，再与微合金元素的一起使用，对于整个轧制过程的控制以及质量有了质的提高。

1.2控制轧制

控制轧制技术原理是使用预先设定好的控制程序来控制一些热轧过程中的可调因素，例如变形温度、变形量、变形间隙等等，在终轧后进行快速冷却，以得到所要求的钢铁形变以及韧性性能。

2 控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用 2.1在线常化工艺

在线常化工艺是一种热处理工艺，通常也被称之为在线正火技术。在线正火工艺是针对无缝钢管生产而产生的一种技术，主要以热轧技术和热处理工序为基础，从而保证节能减耗。在生产过程中，该工艺的核心是两次相变过程。一是奥氏体转化成珠光体和铁素体；二是珠光体与铁素体再一次转化成奥氏体组织。通过整个在线正火工艺，生产出来的无缝钢管组织饱满，韧性较好，强度较高，最终提升无缝钢管的综合性能。随着市场对无缝钢管的需求不断加大，该技术已经得到一定的普及。在线常化工艺相对于传统的无缝钢管生产工艺，还有一个明显的优势就是大大降低了对能源的消耗。

2.2在线淬火工艺

在线淬火工艺也是控轧控冷技术在无缝钢管中生产中的重要应用。具体可以分为两种情况，一种是奥氏体不锈钢钢管在线固溶热处理，另一种是碳钢、低合金钢钢管

在线淬火热处理。

（1）奥氏体不锈钢钢管在线固溶热处理奥氏体不锈钢是一种铬镍合金，通常可以通过添加其他金属元素完成对钢材功能的改变，从而根据市场需求生产出符合要求的产品。奥氏体不锈钢在线固溶热处理本身采用的是一种淬火工艺，通过高温加热，将碳元素固溶在奥氏体组织中，形成单一的奥氏体组织。之后进行冷却处理，通常根据实际情况可以采用水冷、油冷、喷冷以及空冷等方式。为进一步提高冷却效率，目前国内已经开始使用相关的机器设备完成相关操作。

（2）碳钢、低合金钢钢管在线淬火热处理对无缝钢管进行在线淬火热处理指的是利用轧制后的余热进行水淬，接着使用回火热处理完成整个生产过程。在线淬火工艺可以有效节约能源。就目前而言，受到生产设备和生产技术的限制，我国跟国外相比还存在较大的差距。随着市场对无缝钢管需求的增加以及能源紧缺的情况，在线淬火工艺生产无缝钢管对于整个工业发展都具有重要的意义。

2.3在线快速冷却工艺

无缝钢管在线快速冷却工艺是基于超快速冷却技术为核心的新一代控轧控冷技术在无缝钢管生产中的新生产工艺。超快速冷却技术是指在精轧机后利用轧制后余热直接进行热处理的工艺，其控制原理是对轧制后的奥氏体施以强化冷却，使金属在很短时间内迅速冷却到铁素体相变温度附近，从而抑制奥氏体晶粒长大，尽量保持奥氏体的硬化状态。该工艺在板带和钢筋生产中已成功应用。无缝钢管在线快速冷却工艺主要受到无缝钢管沿长度方向冷却均匀性和内外表面性能一致性的限制，国内某些厂家已进行了相关研究。

2.4无缝钢管控轧控冷技术应用提高

控制轧制与控制冷却

控制轧制与控制冷却 穆安水 （材料成型及控制工程12级） [摘要]：控轧与控冷工艺是一项节约合金，简化工序，节约能源的先进轧钢技术，通过对控轧与控冷工艺的具体分析提出，控轧与控冷工艺能充分挖掘钢材的潜力，大幅度提高钢材的综合性能，通过对控轧控冷工艺在中厚板及带钢生产中应用的分析，说明控轧控冷工艺能给冶金工业及社会带来的巨大的经济效益针对传统控制轧制控制冷却(TMCP)技术存在的问题,提出了以超快冷为核心的新一代的TMCP技术,并详述了作为实现新一代TMCP技术核心手段的超快冷技术的科学内涵和工业装备开发情况。指出新一代TMCP技术综合采用细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化机制,可以充分挖掘钢铁材料的潜力,节省资源和能源,优化现有的轧制过程,有利于钢铁工业的可持续发展。最后给出了以新一代TMCP为特征的创新轧制过程的案例。展示了该技术的广阔的应用前景。 [关键词]：控制轧制；控制冷却；超快冷技术 Abstract:controlled rolling and controlled cooling technology is a saving alloy, simplify the process, energy saving advanced rolling technology, based on the analysis of controlled rolling and controlled cooling technology, controlled rolling and controlled cooling technology can fully tap the potential of steel, greatly improve the comprehensive performance of steel, by means of controlled rolling process of controlled cooling in the applications of plate and strip production analysis, shows that controlled rolling process of controlled cooling can give huge economic benefits of metallurgical industry and the society in view of the traditional control rolling control problems of cooling (TMCP) technology, proposed the ultra fast cooling as the core of the new generation of TMCP technology, and described as a new generation of TMCP technology core means of scientific connotation of ultra fast cooling technology and industrial equipment development.Pointed out that a new generation of TMCP technology integrated with fine grain strengthening, precipitation strengthening, phase transformation strengthening and so on the many kinds of strengthening mechanism, can fully exert the potential of steel materials, save resources and energy, to optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry.Characterized by a new generation of TMCP shows the case of the innovation of the rolling process.Shows a broad prospect of application of the technology. Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;Super fast cooling technology 1引言 近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发

控轧控冷对普碳钢组织性能影响的研究

控轧控冷对普碳钢组织性能影响的研究 摘要：介绍了控轧控冷的基本思想和工艺原理，并对比了不同控轧控冷条件下所得到材料的力学性能和晶粒尺寸，验证了控轧控冷技术的一些基本原理，也说明了控轧控冷技术会成为生产高性能钢材的必然趋势。 关键词：控轧控冷；普碳钢；力学性能；晶粒尺寸 1.前言 控制轧制和控制冷却技术，即TMCP，被称为20世纪钢铁行业最伟大的发明。也正是由于TMCP的快速发展，才出现了各种各样高质量优良的钢材，支撑社会的发展和进步[1]。 所谓控制轧制，就是控制热轧条件,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。换言之，即为对奥氏体硬化状态的控制，通过变形在奥氏体中积累大量的能量,在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体,为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。 为了突破控制轧制的限制,同时也是为了进一步强化钢材的性能,在控制轧制的基础上,又形成了控制冷却技术。控制冷却的核心思想,是通过控制钢材的冷却速度，同样达到控制硬化奥氏体相变过程的目的,以进一步细化铁素体晶粒,以及通过相变强化得到贝氏体等强化相,进一步改善材料的性能。实现控制冷却的主要媒介是冷却水[2]。 2.实验材料及实验方法 本实验采用普碳钢做实验材料，分为4组。坯料的原始厚度是28mm。钢坯加热温度为1150℃，出炉后采用450热轧实验轧机经过5道次轧制获得2mm左右的钢板，其间运用红外线测温仪测量钢材温度从而达到控制轧制的目的，具体的压下规程（考虑轧机弹跳）和轧制温度见表1和表2. 表1.热轧变形制度（考虑轧机弹跳） 道次 1 2 3 4 5 轧后厚度/mm 15 8 4 1.5 0.8

控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用

控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用 发表时间：2019-04-04T11:51:51.913Z 来源：《防护工程》2018年第36期作者：任晓锋[导读] 本文首先对控轧控冷技术的特点进行了概述，详细探讨了控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用，旨在促进控轧控冷技术的发展。 天津钢管集团股份有限公司天津 300301 摘要：随着我国经济的发展，控轧控冷技术得到了快速的发展。控轧控冷技术是钢材生产中十分重要的工艺技术，因此，探讨控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用具有重要的作用。本文首先对控轧控冷技术的特点进行了概述，详细探讨了控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用，旨在促进控轧控冷技术的发展。 关键词：控轧控冷技术；无缝钢管生产；应用 Abstract:With the development of China's economy, the technology of controlled rolling and controlled cooling has been rapidly developed. Controlled rolling and controlled cooling technology is an important process technology in steel production. Therefore, it is important to discuss the application of controlled rolling and controlled cooling technology in the production of seamless steel tubes. This paper firstly summarizes the characteristics of controlled rolling and controlled cooling technology, and discusses in detail the application of controlled rolling and controlled cooling technology in the production of seamless steel tubes, aiming to promote the development of controlled rolling and controlled cooling technology. Key words: controlled rolling and controlled cooling technology; seamless steel pipe production; application 随着国家产业发展战略对资源节约和可持续发展要求的提高，以及市场竞争的加剧，无缝钢管生产企业越来越需要高性能、节约能源、成本低的无缝钢管生产技术。因此，控制轧制和控制冷却（简称控轧控冷，英文缩写TMCP）技术在无缝钢管生产中越来越受重视。 1 控轧控冷技术的特点 在研究控轧控冷技术的应用之前，首先要全方位的了解该技术的特点以及其发展由来。该技术分为两个部分，第一个部分是控制轧制，第二个部分是控制冷却。在控轧控冷技术的发展历史上，首先出现的是控制轧制。由于其局限性，科研人员又在控制轧制的技术上研究出了控制冷却的方法。 1.1控制冷却 由于控制轧制在轧制过程中得保持相对的低温，所以控制轧制对钢材性能的提高效果不大。为了进一步提高钢材的韧性与强度，基于控制轧制的工艺上，控制冷却技术应运而生。控制冷却的技术特点是对奥氏体的相变过程进行精确控制，并得到更细的奥氏晶粒。在与控制轧制相结合后，再与微合金元素的一起使用，对于整个轧制过程的控制以及质量有了质的提高。 1.2控制轧制 控制轧制技术原理是使用预先设定好的控制程序来控制一些热轧过程中的可调因素，例如变形温度、变形量、变形间隙等等，在终轧后进行快速冷却，以得到所要求的钢铁形变以及韧性性能。 2 控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用 2.1在线常化工艺 在线常化工艺是一种热处理工艺，通常也被称之为在线正火技术。在线正火工艺是针对无缝钢管生产而产生的一种技术，主要以热轧技术和热处理工序为基础，从而保证节能减耗。在生产过程中，该工艺的核心是两次相变过程。一是奥氏体转化成珠光体和铁素体；二是珠光体与铁素体再一次转化成奥氏体组织。通过整个在线正火工艺，生产出来的无缝钢管组织饱满，韧性较好，强度较高，最终提升无缝钢管的综合性能。随着市场对无缝钢管的需求不断加大，该技术已经得到一定的普及。在线常化工艺相对于传统的无缝钢管生产工艺，还有一个明显的优势就是大大降低了对能源的消耗。 2.2在线淬火工艺 在线淬火工艺也是控轧控冷技术在无缝钢管中生产中的重要应用。具体可以分为两种情况，一种是奥氏体不锈钢钢管在线固溶热处理，另一种是碳钢、低合金钢钢管 在线淬火热处理。 （1）奥氏体不锈钢钢管在线固溶热处理奥氏体不锈钢是一种铬镍合金，通常可以通过添加其他金属元素完成对钢材功能的改变，从而根据市场需求生产出符合要求的产品。奥氏体不锈钢在线固溶热处理本身采用的是一种淬火工艺，通过高温加热，将碳元素固溶在奥氏体组织中，形成单一的奥氏体组织。之后进行冷却处理，通常根据实际情况可以采用水冷、油冷、喷冷以及空冷等方式。为进一步提高冷却效率，目前国内已经开始使用相关的机器设备完成相关操作。 （2）碳钢、低合金钢钢管在线淬火热处理对无缝钢管进行在线淬火热处理指的是利用轧制后的余热进行水淬，接着使用回火热处理完成整个生产过程。在线淬火工艺可以有效节约能源。就目前而言，受到生产设备和生产技术的限制，我国跟国外相比还存在较大的差距。随着市场对无缝钢管需求的增加以及能源紧缺的情况，在线淬火工艺生产无缝钢管对于整个工业发展都具有重要的意义。 2.3在线快速冷却工艺 无缝钢管在线快速冷却工艺是基于超快速冷却技术为核心的新一代控轧控冷技术在无缝钢管生产中的新生产工艺。超快速冷却技术是指在精轧机后利用轧制后余热直接进行热处理的工艺，其控制原理是对轧制后的奥氏体施以强化冷却，使金属在很短时间内迅速冷却到铁素体相变温度附近，从而抑制奥氏体晶粒长大，尽量保持奥氏体的硬化状态。该工艺在板带和钢筋生产中已成功应用。无缝钢管在线快速冷却工艺主要受到无缝钢管沿长度方向冷却均匀性和内外表面性能一致性的限制，国内某些厂家已进行了相关研究。 2.4无缝钢管控轧控冷技术应用提高

控轧控冷工艺在盘螺降锰中的应用

控轧控冷工艺在盘螺降锰中的应用 发表时间：2018-05-21T16:52:35.757Z 来源：《基层建设》2018年第4期作者：宣文娟 [导读] 摘要：通过对控轧控冷工艺的应用，能够促进其组织细化和晶粒细化，进而增加盘螺的韧性和强度，保证其抗拉强度和屈服强度较高｡ 中天钢铁集团有限公司江苏常州 213011 摘要：通过对控轧控冷工艺的应用，能够促进其组织细化和晶粒细化，进而增加盘螺的韧性和强度，保证其抗拉强度和屈服强度较高?通过实际应用可以得出，在盘螺降锰中应用控轧控冷工艺，效果显著，其屈服度和强度的比例能够很好的满足抗震钢筋的需求，有效的减少了资源消耗，且合金使用成本也明显降低，进而企业的经济效益得到明显增加? 关键词：盘螺；控轧控冷；工艺改进 一、控轧控冷工艺概述 控轧控冷工艺属于一种板材生产技术，其技术核心主要就是在板材轧制的过程中，通过对冷却条件?轧制过程中?加热温度等工艺参数进行合理控制，进而改变板材的焊接?韧性以及强度性能?随着科学技术的快速发展，控轧控冷工艺已经逐渐巩固和完善。轧控冷可以简单的理解为控制轧制和冷却过程，在Ti?v?Nb等复合低碳微合金钢中得到良好的应用?控制轧制的基础是对钢材的化学成分进行调节，进而控制变形制度?轧制温度?加热温度等工艺参数，对相变产物组织形式和奥氏体状态进行合理控制，进而有效的提升钢材组织性能；控制冷却指的是对钢材轧制后的冷却条件进行控制，通过控制相变条件?奥氏体组织状态以及碳化物析出行为，来改变其性能?通过对控轧控冷工艺的使用，能够显著的提高钢材的综合性能和强韧性，并降低其中的碳元素含量和合金元素含量，通过对贵重合金元素的节约，生产钢材的成本大大降低?相较于普通生产工艺来说，在应用控轧控冷工艺之后，钢板的屈服强度和抗拉强度大约能提升60Mpa左右，在板形保持?冷却均匀性?合金元素节省?碳元素含量降低等多个方面都具有明显优势? 二、生产螺纹钢盘条的工艺流程 盘螺的生产工艺流程为：第一步热装和冷装连铸钢坯，第二步是在加热炉中进行加热，第三步是出钢机出炉，第四步是通过出炉辊道进行运输，第五步是6架粗轧机组，第六步是切头?事故碎断1群剪，第七步是4架预精轧机组，第八步是预水冷箱，第九步是切头?事故碎断2飞剪，第十步是10架精轧机组，第十一步是3组水冷箱及均温段，第十二步是夹送辊，第十二步是吐丝机，第十三步是延迟型斯太尔摩运输线，第十四步是集卷站集卷，第十五步是P/F钩式悬挂运输机，第十六步是打包，第十七步是称重，第十八步是挂标签，最后是入成品库? 三、在盘螺降锰中对控轧控冷工艺的应用 （一）常规轧制 在相关制作规范中要求，盘螺的抗拉强度需要≥540Mpa，屈服强度需要≥400Mpa，根据实验步骤的不同可以生产出成分不同的两批方坯，主要是坯料中锰成分含量不同?通过常规轧制可以得出，高猛成分盘螺的强度平均是438Mpa，平均锰含量为1.32%；低锰成分盘螺的强度平均是423Mpa，平均锰含量为1.06%? （二）轧后控冷工艺轧制 轧后控冷工艺指的是对钢材轧后的余热进行利用，给予相应的冷却速度，对其相变过程进行合理控制，其中不需要对其进行热处理，在其冷却过程进行控制的目的是为了模拟出铅浴淬火过程，进而保证线材能够具有一定的索氏体组织，该组织的综合机械性能比较好? 对于线材轧后冷却控制来说，可以将其分为空冷段相变冷却和水冷段强制冷却两个阶段?空冷区和水冷区两个部分共同构成控制冷却工艺，经过水冷控制线材达到相应温度之后，就能够进行吐丝，在风冷线上直条线材呈散圈状分布，实现风冷处理?在本次研究过程中，在常规工艺轧制之后，小批量的低锰成分盘螺通过控轧控冷工艺进行试制，通过传统高猛盘螺比较可以得出以下几个结论：（一）控制加热温度 加热炉中的加热时间和加热温度，会在很大程度上对钢坯的性能的组织产生直接影响?虽然终轧温度对钢坯组织性能所产生的影响比较大，但是加热温度的不同会对冷却过程中线材的组织机理转变形成影响?一般来说，根据盘螺性质的独特性，其加热温度需要控制在（1100±5O）℃的范围内，并将开轧温度控制在970~C左右? （二）控制轧制温度 在盘螺塑性变形过程中，精轧是最后一个环节，而对于精轧环节来说，实质上也是奥氏体形成再结晶的重要阶段，而且轧制的温度会直接影响到奥氏体再结晶形核的具体个数，随着轧制温度的升高，再结晶形核的个数就会逐渐减少，但是如果想实现盘螺最终珠光体或组织索氏体出现细化，提高其强度和韧性的话，其再结晶形核的个数则是越多越好，这也就表示应该降低轧制温度?因此，在满足工艺条件的基础上，应该尽可能的降低入精轧的温度，一般可以将其控制在830℃左右? （三）控轧控冷系统 在精轧之前，需要1组预水冷水箱，长度和恢复段长度分别为8m?12m，水箱的降温能力为100℃?在精轧之后，需要3组控冷水箱，每组长度和恢复段长度都是8m，水箱的降温能力为100℃?另外还需要佳灵?风门?保温罩?大风量风机（10台）?斯太尔摩控制冷却线等装置? （四）控制吐丝温度 控制吐丝温度是开始相变温度控制的重要方面?冷却段数量的多少会对吐丝温度的大小产生直接影响，并对奥氏体晶粒的具体尺寸产生间接影响?当轧件在经过精轧处理之后，奥氏体就会逐渐转变为其他相，但是在转变之前，奥氏体还存在着晶粒长大?再结品?恢复等过程，而在这一过程中会受到时间?温度等多种因素的影响，这也就是所谓的吐丝温度控制?在一般情况下，时间越长?温度越高，所形成的奥氏体晶粒也会之间增大?这也就表示，盘螺在出现相变之前，吐丝温度会影响着奥氏体品粒的尺寸大小?在相关调查研究结果中显示，随着逐渐增加的吐丝温度，盘螺的强度指标会增加；随着逐渐降低的吐丝温度，盘螺的塑性指标会增加，最佳的吐丝温度在810℃一850℃范围内? （五）控制冷却速度 对冷却速度进行控制，实质上就是控制辊道和冷却风机的速度，其中辊道速度会在很大程度上受到轧件速度?直径?线还间距等因素的影响，其中最关键的是需要对线还间距进行有效控制，而盘螺直径与线还间距密切相关，这也就表示最终的冷却效果实质上是由线还间距距离决定的?在生产实践中可以得出，当辊道冷却速度使不同盘螺环距离>40mm的话，在快速冷却时候的速度就是获得细珠光体的最佳速

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对高速线材生产中控轧控冷的分析 高速线材厂焦银 摘要:阐述了控冷控轧的原理，分析了高速线材轧制中的加热温度控制、轧前水冷、精轧机内水冷、精轧机组后水冷、风冷线温控等参数的确定依据。 关键词:高速线材；加热温度；控轧控冷 ANALYSIS OF CONTROLLED ROLLING AND CONTROLLED COOLING IN HIGH一SPEED W1RE PRODUCTION Abstract: The principle of controlled rolling and controlled cooling is stated. It is analyzed how to determine the parameters in high--speed wire rolling such as heating temperature control water cooling before rolling water cooling in finishing rolling mill water cooling behind finishing rolling set and temperature control on wind cooling line. Keywords: high--speed wire production heating temperature control rolling and control cooling. 1.前言 自21世纪80年代以来，高速线材的轧制速度己突破100m/s,由于轧制速度的提高，导致轧件的温升增加，使终轧温度高于1000℃，线材成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。控制轧制中水冷和轧后的散卷冷却，以便得到组织性能良好的线材;保证轧件的轧制温度，控冷控轧就显得至

控轧控冷习题答案

一、名词解释： 钢的强化方式 固溶强化、形变强化、析出（沉淀）强化与弥散强化、细晶强化、亚晶强化、相变强化、韧性概念 韧性（又名韧度）是材料塑形变形和断裂（裂纹形成和扩展）全过程中吸收能量的能力。固溶强化 采用添加溶质元素使固溶体强度升高的现象称为固溶强化 柯式气团 在过饱和的固溶体中，由于C、N原子有很好的扩散能力，可以直接在位错附近和位错中心聚集，形成柯式气团。 柯式气团作用：对运动的位错起着钉孔作用，使屈服强度、抗拉强度提高。 形变强化 随着变形程度的增加，材料的强度、硬度升高，韧性和塑性下降的现象叫做形变强化或加工硬化。形变强化决定于位错运动受阻。 沉淀强化 细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动，而产生强化作用，这就是沉淀强化。 细晶强化 通过细化晶粒而使金属材料的力学性能提高的方法。晶粒愈小，晶界愈多，晶界阻力愈大，材料的屈服强度提高。 亚晶强化 亚晶强化的原因是位错密度提高。 相变强化 通过相变而产生的强化效应称为相变强化。 10、冲击韧性 工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。材料的冲击韧性指标主要是冲击功，即缺口冲击韧性Ak（J）或ak（J）值，和韧脆转变温度Tc 11、断裂韧性 指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。断裂韧性是材料的一种性能，它取决于材料的组织结构 二、简答题： 1、奥氏体形变的真应力—真应变每个阶段的特点？ 第一阶段：当塑性变形量小时，随着变形量的增加变形抗力增加，直到达到最大值。发生了加工硬化，动态回复和动态多边形化，随着变形量的增加，位错消失速度加快，也就是软化加快，但是总的趋势，在这一阶段加工硬化还是超过动态软化。反映在真阴历—真应变曲线上随着变形量加大变形应力还是不断增大的，只是增加速度逐渐减慢，直至为零。 第二阶段：在这一阶段动态软化速度将大于加工硬化速度，并且随着位错的大量消失，动态软化速度减慢，直至软化速度与硬化速度达到平衡，反应在真应力—真应变曲线上，随着变形量加大变形应力开始下降，直至一轮再结晶全部完成并与加工硬化相平衡，变形应力不再下降为止，形成了真应力—真应变曲线第二阶段。 第三阶段：（1）一种是变形量不断增加而应力值基本不变，呈稳定变形，这种情况称为连续动态再结晶。（2）另一种是应力随变形量增加出现波浪式的变化呈非稳定态变形，这种情况

控轧控冷技术的发展现状

内蒙古科技大学本科生课程论文 题目： 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：

控轧控冷技术的发展现状 摘要 介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理及工艺阶段过程，对控轧控冷与普通轧制进行了比较并概括了近几十年我国控轧控冷技术的发展及现状. 关键词: 控制轧制; 控制冷却; 奥氏体再结晶; 相变; Abstract It is introduced that the history and theory of controlled rolling and controlled cooling technology as well as the process https://www.wendangku.net/doc/058610591.html,pared the controlled rolling and controlled cooling with the normal rolling and summarized the development and status in China in recent decades of controlled rolling and controlled cooling technology. Keywords: controlled rolling; controlled cooling; austenite recrystallization; phase transition; 1.前言 控制轧制( Controlled rolling)是在热轧过程中通过对金属加热制度、 变形制度和温度制度的合理控制, 使热塑性变形与固态相变结合, 以获得细小晶粒组织,使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。控制冷却 ( Con -trolled cooling)是控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。单纯的控制轧制或控制冷却以及将二者结合在一起的技术称为 TMCP。通过科学合理的控制扎制和控制冷却工艺, 可以使线材的强度和低温韧性有较大的改善, 同时节省能源并使生产工艺简化,可以充分发挥合金元素的作用。通过控制扎制之后的控制冷却, 可以对冷却过程的相变进行控制,实现相变强化、细晶强化及沉淀强化等多种强化机制的有效结合, 进一步提高钢材的综合使用性能。

控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用

控轧控冷技术在无缝钢管生产中的应用 摘要：从在线常化工艺、在线淬火工艺和在线快速冷却工艺等3方面介绍了控轧控冷技术在国内无缝钢管生产中的应用情况；分析了控轧控冷技术在无缝钢管生产中应用有待加强的问题。分析讨论认为：目前需加强PllO钢级油井管、高钢级管线管及高压锅炉管的在线热处理试验研究；完善检测手段和控轧控冷装置；根据机组的类型，选择适宜的控轧控冷工艺等。 关键词：无缝钢管；控轧控冷技术；在线常化工艺；在线淬火；在线快速冷却 1.TMCP技术在无缝钢管生产中的应用 是在热轧生产线上轧管工序之后，使钢管在奥氏体相区内空冷或强制冷却后，得到均匀金相组织的工艺。该工艺将热处理过程与轧制变形过程结合在轧钢连续生产环节；其工艺特点既包含相变，又包含轧制变形；因而属于现代控轧新工艺的一种。通过在线常化工艺，既可以使钢材组织均匀，晶粒细化，为进一步热处理做好准备在线常化工艺中金属经过两个相变过程：①荒管从1100oC冷却到550oC以下，钢中奥氏体转变为铁素体+珠光体；②冷却后的无缝钢管经再加热，钢中的铁素体+珠光体组织又转变为奥氏体组织。这两个相变过程有以下作用：①大大细化了奥氏体晶粒，而细化的奥氏体组织在冷却后转变为细小的铁素体+珠光体组织；②改变了最终铁素体+珠光体组织的分布形态，消除了网状铁索体组织。国内企业在生产API标准规定的N80钢级1类油井管时，已采用在线常化工艺路线，来满足对组织结构和力学性能的要求，并进行了大量的试验研究3]。目前国内应用在线常化工艺的较多，所生产的品种、规格和规模也在不断增加。与离线热处理生产N80钢级油井管相比，采用在线常化工艺可节约能源，减少中间运输环节，降低生产成本。另一种在线正火处理工艺是在钢管终轧温度满足正火温度要求的情况下，使部分钢种的无缝钢管进入冷床冷却达到正火热处理的要求。例如部分高压锅炉管和管线管的热处理。 奥氏体不锈钢钢管在线固溶热处理奥氏体不锈钢是一种铬镍合

控轧控冷

关于对控轧控冷与正火的认识 1、TMCP技术 TMCP(Thermo Mechanical Controlled Processing: 热机械控制工艺)技术是以控制轧制和控制冷却技术相结合的特点，也就是低温轧制和在线热处理的综合处理手段，在控制形变组织的基础上，又控制随后的冷却速度，获得理想的相变组织。 其要点是将连铸坯低温加热到1000℃左右，在具有较小晶粒的奥氏体区开始轧制，在适当的Ar3温度附近的亚稳态奥氏体区或γ+α两相区变形。随后控制冷却，使加工后未再结晶组织进行恒温转变，通过晶粒内变形带上形成的大量晶核，实现细晶铁素体的转变。在同样的变形量下，恒温转变温度越低，铁素体的形核率越高，组织晶粒越细。 TMCP技术的实质就是传统的形变热处理工艺在轧制生产中在线完成，从而得到高强度化及高韧性化。各种轧制程序的模式图，如图1—1所示： （1）控制轧制的类型[3] 控制轧制(Controlled Rolling)是通过严格控制热轧工艺参数，充分发挥微合金元素的作用，以达到细化晶粒、改善钢的组织结构和机械性能的目的，从而可直接轧制成材和取消一些热处理工序，取得节能降耗的效果。 最初的控制轧制是在奥氏体低温区进行大的压下量，它是指在比常规轧制温

度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却措施来提高热轧钢材的强度和韧性等综合性能的一种轧制方法。现在人们对控制轧制广义地解释为是通过微合金化处理，从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程实行最佳控制的全新工艺，以控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，达到改变钢板的综合机械性能的目的。 控制轧制技术多用于结构钢生产中，因为对结构钢的要求是高强度、高韧性和良好的焊接性能。而为使结构钢获得最佳综合性能，最好的方法是使钢的晶粒细化，主要是细化铁素体晶粒，它可以通过两种途径来完成:一种是细化奥氏体晶粒，然后通过相变得到细化的铁素体晶粒;另一种是直接细化铁素体晶粒。这两种方法的机理是不同的，细化奥氏体的机理首先要细化原始奥氏体晶粒，即从加热温度、加热时间和加入微量合金元素这三方面入手，然后采用形变再结晶的方法。而直接细化铁素体晶粒主要是在(γ十α)两相区轧制。为此将控轧形式分为三种，即奥氏体再结晶，奥氏体未再结晶区和(奥氏体+铁素体)两相区控制轧制。 在奥氏体高温区(即再结晶区)进行控轧(I型控轧)，通常是在950℃以上温度范围进行大量变形，当奥氏体变形达到临界动态再结晶变形量时，变形奥氏体晶粒在轧制道次之间进行再结晶，即、奥氏体晶粒通过轧制—再结晶—轧制—再结晶的反复进行而逐渐得到细化，随着变形量的加大，得到的奥氏体晶粒越细小均匀。但在奥氏体再结晶区终轧后所得到的铁素体晶粒尺寸最小只能达到8一9级。 在奥氏体低温区(即未再结晶区)进行控制轧制(II型控轧)，轧制温度范围一 般为950℃~Ar3。由于再结晶需要一个临界温度T 再，在T 再 以下温度轧制时，变 形量再大也不能产生再结晶现象。一般将T 再 至相变点Ar3这一区域内称为奥氏体未再结晶区。在此区域内轧制时，变形奥氏体晶粒不发生再结晶，而是沿轧制方向伸长，在奥氏体晶粒内产生形变带和大量位错，晶粒内部的变形带等价于晶界，且意味着一个奥氏体晶粒可以被形变带分割成几个小部分，显著增加了有效晶界（Sv=奥氏体晶界+形变带)。而增加奥氏体有效晶界面积又是细化相变后的铁素体晶粒的极重要的措施。当未再结晶区的压下率为20%时，Sv仅增加1.7%;而当压下率达到80%时，Sv则增大一倍多，（图1—2）为压下率与形变带密度、晶界有效面积Sv的关系图，由图可见增加未再结晶区累积压下量对细化晶粒可以起促进作用，因为此时不仅由于奥氏体晶界的增加而提高了α的形核密度，而

国内H型钢控轧控冷现状与发展

国内H型钢控轧控冷现状与发展 摘要：简要介绍了国内H型钢生产工艺特点及其控轧控冷的现状，分析了对H型钢生产实行控轧控冷的可行性。关健词：H型钢，控轧，控冷 1 前言 H型钢作为一种经济断面钢材问世已有几十年，现已广泛应用于高层建筑、桥梁、车辆、码头、电力、制造业等领域。与世界发展水平相比，我国H型钢生产起步较晚，从1998年马鞍山钢铁公司引进德国工艺技术与设备的大H型钢生产线投产以来，经过十多年时间的发展，已先后培育出马钢，莱钢、津西、日照、长治等H型钢主流生产企业，加快了我国H型钢生产的发展，为推动我国钢铁工业结构调整和钢材品种优化做出了重要贡献。 随着H型的广泛应用，对H型钢的力学性能要求也越来越高，从而引发了对H型钢控制轧制、控制冷却技术的研究。国外已有了相关的研究成果，并运用于生产，但技术仍未成熟①。而我国尽管近几年H型钢生产水平不断提高，为研究控轧控冷技术提供了平台，但认识较晚，正处于起步阶段，运用控轧控冷技术改善H型钢强度、韧性和焊接等性能的工艺还比较少。本文结合热轧工艺特点，分析了控轧控冷中需要注意的几个关键因素。 2 国内H型钢生产工艺特点 我国热轧H型钢工艺布置与产品规格相关，可以统分为大型和中小型。大型生产线比较常见是1－3－1串列式轧机布置和1－3串列式轧机布置，以马钢和莱钢为代表，生产工艺为连铸坯→加热炉→高压水除鳞→开坯机可逆轧制→热锯切头/尾→万能轧机可逆轧制→热锯切头尾及倍尺分段→冷床→矫直机→成排台架→冷锯切定尺→码垛机收集→打捆机包装→成品入库。 图1 莱钢热轧H型钢大型生产线工艺布置简图

1－步进式加热炉；2－高压水除磷装置；3－二辊可逆式开坯机；4－热锯(一)；5－万能精轧机；6－热锯(二)；7－冷床；8－矫直机；9－成排台架；10－冷锯；11－堆垛台架；12－改尺锯；13－打捆机；14－成品台架 中小型生产线则采用粗轧可逆开坯+精轧连轧布置，以津西中小型为代表，生产工艺为连铸坯→加热炉→高压水除鳞→开坯机可逆轧制→飞剪切头/尾→多列万能轧机连续轧制→冷床→矫直机→成排台架→冷锯切定尺→检查台架→码垛机收集→打捆机包装→成品入库。 图2 津西中小型H型钢生产线工艺布置简图（单线） 1－步进梁式加热炉；2－高压水除磷装置；3－开坯轧机；4－飞剪；5－精轧机组（10架）；6－步进齿条式冷床；7－十辊辊式矫直机；8－成排收集台架；9－倍尺固定锯；10－移动锯；11－定尺固定锯；12－检查台架；13－短尺收集台架；14－堆垛台架(12m×2)；15－堆垛台架(18m×1)；16－打捆机；17－成品收集台架。 3 对控轧可行性分析 控制轧制（TMCP）技术的核心是晶粒细化和细晶强化，用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制原理是应用了奥氏体再结晶和未再结晶两方面理论，控制奥氏体再结晶的过程，利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理，使内部晶粒达到最大细化改变低温韧性，增加强度，提高焊接性能，是将相变与形变结合起来一种综合强化工艺。根据奥氏体发生塑性变形的条件控制轧制可分为三种类型。（1）再结晶型的控制轧制（2）未再结晶型控制轧制（3）两相区控制轧制。 H型钢控制轧制即对轧件温度和变形量进行控制，可以参考中板的低温控轧技术，但由于H型钢断面复杂，二者存在差异。 3.1控温轧制 按目前H型钢生产技术水平，控温轧制有两种。一种是利用连轧机轧件温降很小或升温的特点，降低开轧温度，使终轧温度与开轧温度相差不大，主要目的是节能，即低温轧制；另一种卢森堡阿尔贝德Differdange厂开发的TM-SC 工艺（控轧-局部冷却工艺），不仅降低开轧温度，并且将终轧温度降至再结晶

国内H型钢控轧控冷现状与发展

国内H型钢控轧控冷现 状与发展 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

国内H型钢控轧控冷现状与发展 摘要：简要介绍了国内H型钢生产工艺特点及其控轧控冷的现状，分析了对H型钢生产实行控轧控冷的可行性。 关健词：H型钢，控轧，控冷 1 前言 H型钢作为一种经济断面钢材问世已有几十年，现已广泛应用于高层建筑、桥梁、车辆、码头、电力、制造业等领域。与世界发展水平相比，我国H型钢生产起步较晚，从1998年马鞍山钢铁公司引进德国工艺技术与设备的大H型钢生产线投产以来，经过十多年时间的发展，已先后培育出马钢，莱钢、津西、日照、长治等H型钢主流生产企业，加快了我国H型钢生产的发展，为推动我国钢铁工业结构调整和钢材品种优化做出了重要贡献。 随着H型的广泛应用，对H型钢的力学性能要求也越来越高，从而引发了对H型钢控制轧制、控制冷却技术的研究。国外已有了相关的研究成果，并运用于生产，但技术仍未成熟①。而我国尽管近几年H型钢生产水平不断提高，为研究控轧控冷技术提供了平台，但认识较晚，正处于起步阶段，运用控轧控冷技术改善H型钢强度、韧性和焊接等性能的工艺还比较少。本文结合热轧工艺特点，分析了控轧控冷中需要注意的几个关键因素。 2 国内H型钢生产工艺特点 我国热轧H型钢工艺布置与产品规格相关，可以统分为大型和中小型。大型生产线比较常见是1－3－1串列式轧机布置和1－3串列式轧机布置，以马钢和莱钢为代表，生产工艺为连铸坯→加热炉→高压水除鳞→开坯机可逆轧制→热锯切头/尾→万能轧机可逆轧制→热锯切头尾及倍尺分段→冷床→矫直机→成排台架→冷锯切定尺→码垛机收集→打捆机包装→成品入库。 图1 莱钢热轧H型钢大型生产线工艺布置简图

控轧与控冷期末重点

控轧与控冷 一：名词解释 控制轧制：是指在热轧过程中通过对加热制度，变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形和固态相变结合，以获得细小的晶粒组织，使钢材具有优异综合力学性能的轧制新工艺。 控制冷却：是指控制轧后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。 金属强化：通过合金化，塑性变形和热处理等手段提高强度的方法。 微合金钢：合金元素总含量小于0.1%的钢。 变形抗力：在一定条件下，塑性变形时单位面积上抵抗变形的力。 韧性：材料在塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力。 IF钢：又称无间隙原子钢，由于C,N含量低，在加入一定量TI,Nb使钢被固定成碳化物，氮化物或者碳氮化物，从而使钢无间隙存在。 不锈钢：在大气和酸、碱、盐等腐蚀性介质中呈现钝态，耐蚀而不生锈的高铬合金钢。 双相钢：以铁素体相为基，由分散岛状马氏体或贝氏体为强化相的低碳钢。 在线常化：在热轧无缝钢生产中，在轧管延伸工序后，将钢管按常化处理要求冷却到某一温度后，再进行加热炉生产，然后进行减径轧制，按照一定冷却速度冷却至常温。 非调质钢：就是将调质钢的化学成分进行调整，并对轧制工艺过程进行控制，不进行调质，而其性能达到调质钢的水平，以省略调质工序。 铁素体轧制：轧件进入精轧前，必需完成奥氏体向铁素体的转变，使精轧过程完全在铁素体温度范围内进行。

1·控制冷却的工艺特点 答：1、节约能耗，简化工艺，降低生产成本。 2、可以降低奥氏体的相变温度，细化室温组织。 3、可以降低碳当量，从而改善材料的焊接性能、低温韧性、冷成型性能 4、道次间控冷，可以减少待温时间，提高产量。 2.影响金属强度（韧度）的因素，提高强度（韧度）的措施？ 答：影响钢材强韧性的因素：1、化学成分 2、气体和夹杂物 3、晶粒细化4、沉淀析出 5、形变 6、相变组织 提高措施：1、细化晶粒 2、冶炼：采用真空搅拌，减少有害成分 3、控轧：使形变强化，提高材料强韧性 4、热处理：阻止晶粒长大，使晶粒细化，提高强韧性 3·控制冷却分为几个阶段，其目的是什么？ 答：一般分为一次冷却，二次冷却，三次冷却（空冷） 一：目的就是控制相变前奥氏体的组织状态，为相变做组织上的准备 二：目的就是通过控制冷却速度和冷却终止温度来控制相变过程，以保证快冷后得到钢材所要求的金相组织 三：目的阻止碳化物析出，保持其碳化物固溶状态，以达到固溶强化的目的4·微量合金元素的作用 答：加热时阻止奥氏体晶粒长大；抑制奥氏体再结晶；细化铁素体晶粒；影响钢的强韧性能。 5、中高C钢控制轧制的特点。

控轧控冷技术应用

控轧控冷技术在螺纹钢生产中的应用 摘要：采用控轧控冷的方法用20Mnsi生产400 MPa级的Ⅲ级钢筋,可以降低成本。用热模拟试验机测定了20MnSi钢的动态CCT曲线,确定了开发20MnSiⅢ级钢筋的生产试验方案,所生产的螺纹钢筋的性能指标达到了Ⅲ级钢筋的标准要求。 关键词：20MnSi；螺纹钢筋；控轧控冷； 钢筋是重要的建筑用钢材,其应用非常广泛,用量也很大。随着建筑行业的迅猛发展,对热轧螺纹钢筋的性能要求越来越高。工业发达国家,如德国、美国等国家的建筑用钢已淘汰了低强度的Ⅱ级钢筋这一等级,并以400 MPa级的Ⅲ级钢筋来替代。Ⅲ级钢筋具有强度高,综合性能好的优点,采用Ⅲ级以上钢筋代替Ⅱ级钢筋可节约钢材约10%~15%,而我国建筑用钢筋的80%为20MnSiⅡ级钢筋,为此我国正在大力推广应用400 MPa级的Ⅲ级钢筋,研制和开发高强度钢筋已是势在必行。 400 MPa级的Ⅲ级钢筋的生产工艺目前主要有两种,一是在20MnSi中加入微量合金元素钒(或铌、钛),二是采用控轧控冷的方法,而前者的成本较高。钢筋的控轧控冷是通过控制钢材在轧制过程中的温度变化和轧后冷却过程的工艺参数,以得到细小均匀的相变组织,从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品。采用控轧控冷方法可节约合金元素,降低成本;同时可简化工序,降低能耗,具有显著的经济效益和社会效益。笔者采用控轧控冷的方法进行了Ⅲ级钢筋的试验开发工作。 1试验材料及方法 为了准确地确定合理的控轧控冷工艺参数,在Gleeble-2000热模拟机上测定了动态CCT 曲线。试验用钢20MnSi的化学成分(质量分数,%)为:0.21 C,1.44 Mn,0.47 Si,0.028 S,0.023 P。CCT曲线的测定:采用 10 mm×12 mm的圆棒试样,在Gleeble-2000热模拟试验机上将试样加热到1 150℃,保温5 min后以10℃·s-1的冷却速度分别冷却到900℃和1 050℃,保温20 s 后分别进行50%的单道次变形,然后分别以1、2、10、15、50℃·s-1的冷却速度冷却到室温,测得热膨胀曲线,结合金相法绘制出两个变形温度下的动态CCT曲线。在显微镜下观察显微组织,测定组织的体积分数。 试验结果与分析 20MnSi钢在900℃和1050℃的变形温度下得到的动态CCT曲线可以看出，当钢在相变区内以小于15℃/s的速度冷却时组织为先共析铁素体和珠光体，没有马氏组织；当以50℃/s的速度冷却时全部为马氏体组织。两相变区的范围为冷速1-15℃/s ,随着冷却速度的增加，珠光体的含量增加。 变形温度高者与变形温度低者相比,前者发生相变所需的时间长,并且发生相变的温度略高,这样在相变前奥氏体晶粒较粗大,从而相变后的铁素体晶粒较粗大,从而使塑性下降。 2试验结果与分析 20MnSi钢在900℃和1 050℃的变形温度下得到的动态CCT曲线可以看出,当钢在相变区内以小于15℃/s的速度冷却时组织为先共析铁素体和珠光 体,没有马氏体组织;当以50℃/s的速度冷却时全部为马氏体组织,微组织的形貌如图2所示。两相区的范围为冷速1~15℃/s,随着冷却速度的增加,珠光体的含量增加。 此外,热轧以后钢材的冷却速度对组织也有重要影响。冷却速度过慢,先共析铁素体就会长得粗大,珠光体也为粗片状,造成强度和韧性降低。尤其是当钢的加热温度过高又缓慢冷却 时,先共析铁素体优先在奥氏体晶界上析出,然后沿晶界长大,形成网状铁素体。但冷速过快,又会出现少量贝氏体、马氏体等组织,所以冷却速度应控制在15℃/s以内。