钢板的热机械轧制.docx

钢板的热机械轧制莫德敏王怀宇(舞阳钢铁有限责任公司科技部)Therm om echan ica l Ro ll in g of P la teM o D em in an d W an g H u a iyu(Sc ience and T ech no lo gy D ep a r tm en t o f W uyang Iro n and S tee l Co. L td)1前言在轧制过程中有更多的时间析出。 在相对低的终轧温度下奥氏体中的残余应力增加所引起的强度 增加能够抵消微合金析出量的增加, N b (C , N ) 通常出现在奥氏体中。轧后的冷却制度、化学成分和奥氏体状态决 定着最终的机械性能—这是通过控制奥氏体转变 产物、位错密度、析出特性和组织来实现的。 对于组织和性能而言, 冷却速度和冷却终止温度是重要的工艺参数。与空冷相比, 快速冷却可以使更多 的铁素体晶粒成核并存在从而降低了晶粒大小和 显微组织的带状结构。 较高的冷却速度有助于等 轴铁素体和珠光体而增加显微组织中贝氏体的数 量—这是通过在珠光体形成之前将未转变的奥氏 体温度降低到其B s 以下来实现的。如果奥氏体晶 粒细小和?或在非再结晶温度区有足够的应变来 限制贝氏体尺寸, 那么所形成的贝氏体就能够在 不降低韧性的情况下使强度提高。对于一些钢板而言, 传统的热机械轧制工艺 已经被再结晶控制轧制和快速冷却组合所代替。 在这种情况下, 通过对细小晶粒再结晶奥氏体进 行快速冷却可获得细小晶粒组织。2 实际应用与其他热轧产品相比, 热机械轧制工艺所提 出的附加冶金要求需要进行更先进的工艺控制。 现代炼钢和连铸技术能够生产杂质含量少、化学 成分范围窄的洁净钢。 钢包炉和真空脱气装置对 于热机械轧制工艺生产的钢板是理想的处理工与普通的热轧相比, 热机械轧制工艺生产的钢板具有良好的强度、塑性和韧性组合。这是由于 热机械控制轧制在轧制状态下通过析出强化、位 错以及由贝氏体、马氏体或残余奥氏体来代替珠 光体以促使细小晶粒组织的形成。 化学成分和工 艺路线决定了强化机理。 下面对钢板生产中所采 用的热机械轧制工艺加以论述。对于热机械轧制工艺生产的厚钢板, 板坯的 再加热温度一般低于普通热轧中所采用的温度, 其目的在于提高韧性、表面质量和生产率。靠晶粒 细化和在整个工艺过程中改善晶粒尺寸的均匀性 以达最终的铁素体组织对韧性有促进作用。 通常 钢板粗轧阶段的冶金目的是为了给精轧阶段提供 细小、均匀的奥氏体晶粒。精轧的道次规程和温度范围能够控制奥氏体 中应变累积的数量以及奥氏体中微合金析出的驱 动力和成核位置密度。轧制时, 奥氏体晶粒尺寸分 布在应变累积初始时而且应变累积规模的减小会 通过最终铁素体组织的均匀性来影响韧性。 精轧 温度稍微低于 A r3 点在钢板表面附近形成相当大 的拉长铁素体晶粒而使韧性降低。 精轧状态对强 度的影响是复杂的, 且取决于化学成分。随着终轧 温度 (FR T ) 的降 低, 铁 素 体 晶 粒 细 化 强 度 增 加。 但如果进一步降低终轧温度, 铁素体成核位置密 度就会增大从而降低淬硬性, 使强度降低, 而在临 界范围内轧制又可能提高强度。与带材相比, 钢板第 2 期·45·莫德敏等: 钢板的热机械轧制艺, 可以使硫、氢、氮、磷、氧含量降低。如果需要还可以将硫含量降低到 10×10- 6 以下。采用钙处理 可以提高钢的纯净度和板坯表面质量、防止形成 伸长的硫化物夹杂从而提高了钢板的冷变形能力 和抗氢致裂纹能力。 去除钢水中的氢可以减少高 强度热机械轧制工艺钢板所要求的长时间脱氢处 理。加入微合金化元素钛 (～ 0. 015% ) 能够提高 板坯的表面质量并减少对板坯表面的火焰清理 量。 加入少量钛所形成的。 T iN 析出物在板坯再 加热期间和再结晶以后以及焊接过程中能够稳定 细小奥氏体晶粒尺寸。 因此少量钛的加入是再结 晶控制轧制技术的关键部分, 而且这也有利于其 热机械轧制的钢种。需要对再加热过程进行控制以提供冶金和热 均匀的板坯, 板坯的冶金状态在随后的过程中不 能校正, 会在成品板上造成平直度和残余应力问 题。 精确的炉温控制可以减少由氧化铁皮造成的 损失和保证良好的表面质量。 为了能够在精确的 控制温度条件下轧制和生产出精确尺寸的平直产 品, 必须采用轧制自动化系统精确计算坯料温度 和轧制力。另外, 必须认真控制受诸多轧制参数影 响的平直度。对于水冷钢板而言, 平直度控制是特 别重要的, 因为平直度缺陷可以使冷却强度变化 而造成机械性能和内部应力变化。当使用水冷时, 对表面氧化铁皮进行控制也很重要。 对于精确控 制水冷来说, 平均细小、对称、均匀的氧化层是必 需的。 它可以通过使用大功率的除鳞设备和轧制 过程中适当的除鳞时间来