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钒钢的热机械控制工艺 系列:控制轧制工艺

控制轧制(CR)技术是不断发展的,通常控制轧制后都采用加速冷却,甚至热轧后由高温奥氏体区直接淬火也被广泛应用。

与传统工艺相比,控制轧制+控制冷却技术具有明显的技术特点,如图1所示。

1  控冷与传统工艺比较的示意图

TMR-热机械轧制;L-中间淬火;R-热轧;AC-加速冷却;CR-控制轧制;

N-正火;DQ-直接淬火;RQ-传统加热淬火;T-回

典型的控制轧制有三个不同的温度阶段:再结晶区控轧、未再结晶区控轧和γ+α两相区控轧。通常所说的控制轧制主要是指奥氏体未再结晶区的控制轧制。

奥氏体未再结晶区控制轧制的温度在奥氏体再结晶终止温度之下(950℃~AR3),处于奥氏体区温度的下限范围。在此温度范围内轧制时,奥氏体晶粒产生形变,但不发生再结晶,通过累积形变量,形成大量被拉长的形变奥氏体。形变量越大,奥氏体晶粒内产生的滑移带和位错就越多,有效晶界面积增大,相变时在晶界和形变带上铁素体形核就越多通过奥氏体未再结晶区的控制轧制改造了奥氏体,使奥氏体转变成以位错、形变带和胞状组织等形式出现的形变累积奥氏体,从而增加了相变时铁素体的形核位置和形核率,还可形变诱导产生铁素体,使晶粒细化。奥氏体未再结晶区控轧后增大冷却速度,也可增加铁素体形核驱动力、形核位置和形核率,使铁素体晶粒进一步细化。

一般地说,采用不同微合金化元素的微合金钢,其轧制工艺也是不同的。对铌微合金钢来说,采用控制轧制工艺是比较适合的,而对钒微合金钢来说,则采用再结晶控制轧制比较适合。但是,在很多情况下,例如管线钢,采用V+Nb复合微合金化+控制轧制工艺也是很合适的。对于X60X65X70X80等管线钢,很多研究者均采用了V+Nb复合微合金化技术+控制轧制工艺也获得了满意的结果,如表1所示。

1  Nb-V复合微合金化管线钢成分(%)


在采用控制轧制工艺时,如果在奥氏体未再结晶区轧制形变量不足时,将会得到粗细不均的混晶铁素体晶粒。对采用铌、钒、钛微合金化钢来说,在奥氏体未再结晶区控轧的形变量应达到40%~50%或更大。通常含有铌、钒、钛微合金元素的钢,再结晶温度会升高,奥氏体未再结晶区扩大,实现奥氏体未再结晶区的轧制是非常有利的。但是,在奥氏体未再结晶区的轧制,由于温度比较低,所以生产效率低;低温下钢的形变抗力大,对轧机的轧制力要求很高,传统的老轧机必须进行改造。


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