如何确定有色金属及合金热轧强度.doc

如何确定有色金属及合金热轧强度 1. 强化机理金属的强化方式分为合金化、塑性变形、热处理等,对于热轧态高强工程机械用钢主要通过合金化与塑性变形方式来提高其力学强度,对于调质态的钢板, 主要利用合金化与热处理手段来提高强度。钢铁材料的强化机理包括晶粒细化、固溶强化、析出强化、相变强化、位错强化等多个方面,而高强度工程机械用钢的强化利用到上述五种机理中的多种,例如其屈服值和抗拉值是细晶、固溶、组织、析出物、位错及亚晶共同贡献的结果。 。固溶强化是通过改变金属的化学成分来提高强度的办法,溶质元素在溶剂 Fe 中的固溶分为间隙固溶和置换固溶两种,C、N、B等元素为间隙固溶元素, Mn 、 Si、P等元素为置换固溶元素,对于有限固溶体的碳钢,其强度随着溶质元素溶解量的增大而增大。 。通过细化晶粒来提高其强度,工程机械用钢通过利用 TMCP 技术以及合金元素碳氮化物的形成来控制组织的晶粒度。在高强度热轧态工程机械用钢的生产中,一是通过低温大变形,把奥氏体过冷到较低的温度下,相对降低 FET 、 FDT ,软甩和硬甩机架增大精轧时最后几道次的压下量来实现晶粒细化, 二是利用轧制过程中的再结晶效果来细化晶粒,三是利用 Nb 、 Ti、V形成细小弥散的碳化物和氮化物来抑制晶粒的长大。 。在高强度工程机械用钢中加入微量的 Nb 、V、 Ti,这些元素可以形成碳化物、氮化物、碳氮化物,在轧制中或轧后冷却时析出,起到第二相强化的作用。对于析出强化来说,析出物的尺寸影响到轧后成品的性能,析出物尺寸越小,越有利于提高带钢的强度,另外,析出物沉淀颗粒分布在整个基体上比晶界沉淀的效果要好,第三,析出物呈颗粒状与片状相比,颗粒状析出物有利于强化。 。工程机械用钢既要满足强度的要求,又要满足韧性和冲击功的要求。从微观组织上说,传统的铁素体钢或者铁素体珠光体钢难以提供 700MPa 以上的屈服强度,因此对于组织的控制尤为重要。该种钢一方面通过控冷技术, 保证所需强化组织的相变温度,另方面通过提高奥氏体形成元素 Mn ,同时加入铁素体形成元素 Mo 或者 Cr ,提高带钢在冷却过程中的淬透性。对热轧态带钢来说,在两种手段的共同使用下,可得到贝氏体组织或者针状铁素体组织。 。位错强化是指钢板在塑性变形中位错密度不断增加,使弹性应力场不断增大,位错间的交互作用不断增强,因而位错的运动越来越困难。对于C- Mn 钢以及微合金碳氮化物的析出强化在精轧过程影响不显著的合金钢,通过降低 FDT ,控制在再结晶临界温度以下至 Ar3 点以上的温度区域内,在精轧机组的最后几道次实行大压下,可以较好地实现位错强化,即所谓的“未再结晶区”轧制。另外,在位错强化过程中,加工硬化、变形诱导析出、变形诱导相变这些作用也是值得关注的。 成分设计 LG600 屈服强度为 600MPa 以上的热轧态高强钢,在成分设计上需要考虑碳当量 Ceq 、冷裂纹敏感系数 Pcm 、低温韧性(- 20℃),因此需降低碳含量到 0. 08% 以下,碳含量的降低势必引起力学性能的下降,在成分上,通过提高合金元素 Mn 、 Nb 、 Ti的含量来达到弥补碳含量降低带来的力学性能下降。对于 700MPa 级别的 LG700 ,单纯在 LG600 的基础上提高合金含量难以满足力