轧钢论文.doc

2008级轧钢(1)班毕业论文
论文题目:中厚板的控制轧制和控制冷却
学校名称:河北理工大学继续教育学院
专业名称:轧钢
学号:20080710215
姓名:仇占明
指导教师:汪青山

目录
一、引言 1
二、TMCP的概念和特征 2
三、中厚板的控制轧制基础 3
四、中厚板控轧工艺过程的新方法 7
五、低碳贝氏体钢的发展 7
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参考文献 17
中厚板的控制轧制和控制冷却
摘要
60年代以后,对中厚板热变形过程中钢的组织变化进行了多方面的深入系统的研究工作。,引起冶金工作者的重视,为形成中厚板的控制轧制和控制冷却工艺及其机理创造了有利条件,打下了基础。目前,这相研究已经日趋完善,形成了新的中厚板工艺——控制轧制和控制冷却,即TMCP技术。
关键词:中厚板控制轧制控制冷却组织性能。
一、引言
TMCP (Thermo Mechanical Control Process:热机械控制工艺)作为提高钢材的强度、韧性和焊接性的材质控制工艺技术,它是以厚板为中心进行开发的。所谓TMCP就是在热轧过程中,在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制(CR Control Rolling)的基础上,再实施空冷或控制冷却(加速冷却/ACC:Accelerated Cooling)的技术总称,本文从狭义上是指控制轧制后的加速冷却技术,简称为TMCP。
虽然在20世纪50年代已采用了轧制后直接淬火工艺,但尚未达到批量化生产。其原因是轧制长度受到限制、冷却均匀性(材质和形状)等课题尚未解决等。其后,经过冶金学和冷却控制设备的研究,到了20世纪80年代开发出了TMCP技术。自TMCP开发以来已经历了20多年的时间,在这期间TMCP的应用范围不断扩大,目前已成为生产厚板不可或缺的技术。另外,TMCP还是一项节约合金和能源的工艺。从环保方面来看,它是一项意义深远的技术。
TMCP钢是一种高强度、高韧性钢,焊接性比常规轧制钢的好,能提高焊接施工效率,因此受到用户的好评,其应用领域除了造船领域外,还涉及了海洋结构件、干线管和建筑等各种领域。目前TMCP钢已占日本厚板产量的20%左右。尤其是,在抗拉强度490MPa以上的高强度钢中,TMCP钢的占有量实际上达到40%左右,TMCP钢的市场占有率已越来越大。而且,今后随着用户对钢的强度和韧性要求的进一步提高,还将对钢的新功能提出要求,因此TMCP将会得到进一步的发展。
二、TMCP 的概念和特征
TMCP的特征是,与常规轧制钢和正火钢相比,它不依赖合金元素,通过水冷控制组织,可以达到高强度和高韧性,而且在碳当量极低的情况下能够生产出相同强度的钢材,因此可以降低或省略焊接时的预热温度。碳当量低可以降低焊接热影响区(HAZ:Heat Affected Zone)的硬度,不容易形成因显微偏析而产生的局部硬化相,由此容易确保焊接部的韧性,通过与后述的热影响区组织控制技术的组合,即使在大线能量焊接时也能确保良好的韧性。
对于即使在低碳当量下也能生产强度和韧性好的TMCP钢的组织控制想法做一说明。TMCP钢通常要微量添加Nb、Ti和A1等元素,这些元素的碳氮化物(、TiN和AIN等)在加热阶段利用Pinning的效果来控制奥氏体晶体的粗大化。加热后采用普通轧制法在奥氏体再结晶温度区域中反复进行轧制。组织会因此反复地恢复和再结晶,奥氏体晶粒度发生细化,在此情况下进行空冷后由奥氏体产生的等温加工过程中的珠光体组织会比板坯当初的凝固组织大幅度细化。这是一种对常规轧制钢板的轧制组织控制的一种想法。但是,其组织细化存在着极限,例如,为提高钢的韧性,可以采用正火热处理来细化组织;为提高强度,可以采用添加各种合金元素的办法。而TMCP钢是在奥体再结晶后,再在被称作奥氏体未再结晶区域的低温区域中反复进行轧制,从而将形变带导入变形的奥氏体中。在添加N
b的钢中,应变诱发析出的再结晶,因此未再结晶区域的温度升高,即使不实施极低温轧制,也会导入大量的形变带。从奥氏体向铁素体转变时,该形变带还能作为相变核起作用。利用轧制后的水冷,可以抑制晶粒的生长,获得超细的铁素体组织或贝氏体组织,尤其是在冷却速度快的情况下,能获得马氏体组织。结果,在铁素体贝氏体型的抗拉强度490MPa级的钢中,采用正火法时,晶粒的细化极限为10微米左右,而采用TMCP化时,晶粒可细化至5微米。
近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高,除了具有高强度外,还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷