3-2钢材组织细化应用.ppt

5.3.2超微细晶粒钢板制造新工艺和设备技术（1）超微细晶粒钢板制造新工艺 超微细晶粒钢板，是在6架精轧机的后3架上，连续采用大于40％的压下量，并在轧后采用强制冷却的条件下制造的。 （2）超细晶粒热轧钢板制造采用的必威体育精装版设备技术◆小辊异径非对称轧制在精轧的后阶段，为了降低轧制压力和轧制力矩，实现大压下量，F4-F6采用了小辊异径非对称轧制。 ◇可以形成剪切变形区◇与传统的轧制方式相比，轧制压力降低30％，轧制力矩降低20％。◇采用小辊异径非对称轧制，对于减小板凸度，减轻瓢曲是有利的。 小辊径非对称轧制 ◆机架间采用水幕冷却◇冷却装置具有15000kJ/m2h℃以上的冷却能力。◇在精轧的后阶段，可以抑制因大压下量而产生的热效应◇具有每机架30℃以上的冷却能力。 ◆精度控制措施 （CVC）连续可变凸度技术 小辊径非对称轧制 采用高响应低惯性液压活套 在大压下量条件下，保证板厚精度 减小板凸度 开发出了摩擦力较小的静压轴承液压缸，应用在后面的活套上。由此可以实现在大变形、强制冷却条件下，吸收各种干扰，提高控制精度。 ◆热轧润滑（固体润滑）采用大压下量轧制时，由于轧辊磨损、表面质量降低，轧辊所承受的载荷增加，必须采用热轧润滑保护轧辊。 作为润滑剂，可以采用在黄油中添加固体润滑剂的方式。这种润滑剂:◆可以维持一定的摩擦系数；◆也可以起到防止轧辊磨损的效果。 采用热轧润滑，可以在大压下量条件下，实现稳定的轧制过程，可以使轧辊磨损降低1/2。 ◆高刚度轧辊 所有的粗轧、精轧机的支撑辊的轴承均采用滚柱轴承。与传统的油膜轴承相比，由于不需要油膜补偿，因此，可以提高厚板的板厚精度。 轧机刚度为6400kN/mm，具有较高的刚度，并且机架滞后比较小，有利于提高板厚的精度。 沿轧制方向的板厚的变化：对于板厚为1.6mm的板材，厚度偏差为±15μm，由此可以看出，厚度控制精度非常高。 沿轧制方向的板厚的变化：对于板厚为16mm时，厚度偏差为±30μm。由此可以看出，厚度控制精度非常高。 ◆支撑辊的轴承采用油气进行润滑，与以往的润滑装置相比，省去了大型的润滑装置。 ◆精轧后段采用大功率电机精轧机的电机功率各机架均为6000kW，合计为36000kW，可以适应大压下量的需求。 5.3.3超微细晶粒热轧钢板（NFG）的特征 NFG500与传统的400MPa级钢的化学成分相同，NFG600与传统的490MPa级钢的化学成分相同。 平均晶粒尺寸：3μm 平均晶粒尺寸：15μm 传统的热轧钢板 微细晶粒热轧钢板 图 微细晶粒热轧钢板的组织 （1）强度与塑性 晶粒尺寸在10μm以上时，符合Hall-petch关系。与传统材料相比，强度提高100-150MPa。 （2）疲劳特性 平面疲劳试验结果：NFG600的疲劳极限比（疲劳极限/抗拉强度）为0.52。比传统钢材高。即NFG材料不仅静强度得到提高，而且疲劳极限也得到提高。 （3）韧性在－60℃温度下，冲击功也可以达到100J。脆性转折温度降低。在实用温度－40℃条件下，具有良好的韧性。 6、展望（1）组织细化提高强韧性： ◆室温、高温的适应性问题（降低强度、抑制表面裂纹） ◆ 现场的可操作性（简单改造、提高产品质量） ◆ 高端产品技术储备（高性能螺栓用线材） （2）理论研究◆ 理论突破的意义◆严谨性：掌握发展方向，学术研究◆近似规律：便于指导实际生产。在有限的范围内的适应性，系统性试验研究是必要的。◆试验数据的可重复性。 （3）温度解析◆ 控制相变◆组织控制，性能优化◆温度的精确控制（4）变形热效应（5）企业数据库的建立与应用 * 4、亚稳态奥氏体变形（1）原理 温度（℃） 水淬 T0 时间（秒） T1 ε1 ε1 （2）奥氏体未再结晶区单道次变形 △变形程度对组织的影响 △变形温度对Q235钢组织的影响 （3）累积变形 累积变形获得的Q235钢铁素体晶粒尺寸 与单道次变形的大体相同 解出变形功  单位体积变形功 式中：μ为摩尔质量； ρ为材料的密度。 单道次变形量80%时的单位体积变形功累积变形：80%+80%时的单位体积变形功 （4）道次间隙停留时间的影响●间隙时间为0.5S；●间隙时间为6S 原始状态 0.5s 4s 6s 间歇停留时间对铁素体晶粒尺寸的影响 （5）薄板轧制 工业Q235连铸坯，经热轧后制成 2.5mm的轧制坯料。轧制