材料加工組織性能控制第七章

材料加工組織性能控制第七章第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.1冷軋帶鋼

特點：(1)生產(chǎn)薄的產(chǎn)品；(2)非常好的表面；(3)屈服強度范圍很寬的材料品種范圍；(4)比熱軋帶鋼好的多的成型性能。

第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.1.1多輥軋機連軋機組中的變形

變形及伴隨變形的兩個重要過程：潤滑和冷卻。圖7.1連軋機組圖示

第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.2第五架軋機輥縫中，帶鋼、潤滑膜和軋輥的溫度1-潤滑膜（最大）；2-帶鋼表面；3-帶鋼中心；4-軋輥表面第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.1.2冷軋帶鋼的材料性能和表面特性(1)強度及韌性圖7-3軟鋼St14和各種含鈦和鈮微合金鋼的加工硬化曲線l-含鈦微合金高強鋼；2-含鈮微合金高強鋼；3-含鈮Stl4；4-Stl4第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一(2)軋制織構(gòu)和退火中形成的再結(jié)晶織構(gòu)

r：厚向異性系數(shù)r:厚向異性系數(shù)r在板面上隨方向的變化，決定凸耳的形成程度，不影響板料成形性能。第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.5冷軋壓下率對軟鋼薄板法向各向異性(rm)的影響(高溫卷取)圖7.4冷軋壓下率對鋁鎮(zhèn)靜鋼薄板織構(gòu)和各向異性值的影響

r-平面各向異性；rm-平均法向各向異性rm第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一(3)對第二相的影響 冷軋過程中，基體組織及基體組織中的第二相也通過延伸得以改變。作用：薄板涂搪瓷時抵抗點鱗生成。第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一（4）很大的摩擦力和很大的剪切應(yīng)力使帶鋼表面產(chǎn)生特別強烈的變形，并導(dǎo)致鋼質(zhì)點的撕裂。（5）帶鋼表面具有一定的粗糙度目的：

圖7.6冷軋后冷硬態(tài)帶鋼表面的裂縫和剝落的鋼屑

第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.2

冷軋帶鋼的退火

目的：工藝：退火方式：罩式退火、連續(xù)退火第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一(1)罩式退火定義：時間:持續(xù)幾天（原因：）。圖7.8罩式退火時帶鋼的退火曲線第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一特點：（1）氫氣、氮氣和其它氣體混合作為保護氣體；（2）依靠強制對流傳熱的設(shè)備，鋼卷的升溫加熱主要取決于保護氣體的對流傳熱和鋼卷本身的傳導(dǎo)傳熱。第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一全氫罩式爐特點：（1）采用強對流循環(huán)的大功率電機；（2）采用100％H2作保護氣氛；（3）采用金屬封閉爐臺、氣／水組合冷卻罩及優(yōu)化設(shè)計的擴散器和對流板改善了鋼板表面質(zhì)量。

第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.8.2罩式退火爐的退火周期第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一松卷退火：各圈帶卷之間有一定的距離退火氣氛自由地與板帶表面接觸，鋼和氣體間也可以進行化學(xué)反應(yīng)。優(yōu)點：應(yīng)用：帶鋼表面潔凈度要求很高；需要把化學(xué)反應(yīng)與熱處理聯(lián)系起來。緊卷退火：鋁鎮(zhèn)靜鋼罩式退火時，加熱過程中AlN的析出對退火鋼板組織的形成起著決定性作用。第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一（2）連續(xù)退火連續(xù)退火爐中進行，分三段：預(yù)熱段：把鋼表面的殘余油脂清除掉。還原段：把表面的氧化鐵皮還原成純鐵層，完成鋼的再結(jié)晶退火。冷卻段：帶鋼冷卻到入鋅鍋的溫度。第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一退火步驟：1)快速加熱到A1溫度線附近或以上。2)在這一溫度下停留很短的時間。3)快速冷卻到約為400℃的過時效溫度或冷卻到室溫。4)幾分鐘的過時效處理。第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.9連續(xù)退火的退火過程1-保溫段；2-氣體噴射冷卻；3-快速冷卻；4-過時效段；5-淬火冷卻；6-過時效段（退火）NKK-CAL法第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.10冷軋薄板連續(xù)退火和罩式退火過程1-連續(xù)退火爐中的帶鋼溫度；2-過時效；3-緊卷退火帶鋼芯部溫度；4-松卷退火帶鋼芯部溫度；5-移去加熱罩，放上冷卻罩優(yōu)點：性能均勻；板形好；表面質(zhì)量好；退火周期短；退火溫度范圍高。缺點：第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.11罩式退火和連續(xù)退火的退火和冷卻特征參數(shù)第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.3冷軋板的退火再結(jié)晶規(guī)律

（1）退火溫度的影響圖7.11.1IF鋼再結(jié)晶退火后的硬度變化規(guī)律（保溫2h）T1-Ti-IF鋼；N1-Ti+Nb-IF鋼Ti-Nb-IF580℃700℃590℃720℃第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一（2）保溫時間對硬度的影響圖7.11.1IF鋼再結(jié)晶退火后的硬度變化規(guī)律T1-Ti-IF鋼；N1-Ti+Nb-IF鋼第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一（3）熱軋卷取溫度的影響圖7.11.2熱軋卷取溫度對IF鋼再結(jié)晶溫度的影響第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.4冷軋板的再結(jié)晶織構(gòu)

r值的地位及影響r值的因素：鋼板成形最有利的織構(gòu)：111110和111112織構(gòu)，554225次之。鋼板具有優(yōu)異深沖性能的條件：鋼板同時具有等強度111110和111112織構(gòu)的原因：第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一IF鋼再結(jié)晶織構(gòu)的形成理論定向形成理論：選擇生長理論：

第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.5退火過程對退火帶鋼組織和力學(xué)性能的影響7.5.1罩式退火時的組織形成特征圖7.17影響鋁鎮(zhèn)靜鋼等溫再結(jié)晶行為的因素第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一組織特征：

(1)粗大、伸長的鐵素體組織。

(2)有利的織構(gòu)。

(3)很小的位錯密度。

(4)氮穩(wěn)定結(jié)合成氮化鋁。

(5)相對粗大的滲碳體析出物。力學(xué)性能：低的屈服強度和抗拉強度，非常好的冷成型性能和平整前顯著的、平整后消失的屈服平臺。第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.5.2連續(xù)退火的組織形成特征

圖7.18連續(xù)退火過程中組織和固溶碳含量的關(guān)系兩階段：第一階段：加熱、保溫和以中等速度冷卻。目的：再結(jié)晶和晶粒長大。第二階段：快速冷卻到過時效溫度和過時效處理。目的：決定組織中碳化物的分布和過飽和固溶的碳含量。第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.19熱軋帶鋼卷取溫度對冷軋帶鋼再結(jié)晶晶粒度的影響第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一組織特征：

（1）更細小的、球狀的、含有在熱軋帶鋼中就已析出的氮化物；（2）由時效行為確定的碳化物彌散分布的鐵素體組織第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一7.6冷軋軟帶鋼生產(chǎn)特點獲得軟鋼的條件：罩式退火：低的加熱速度、高的退火溫度、緩慢的冷卻。特征：晶粒長大、過飽和固溶原子析出、低的屈服強度和抗時效性。連續(xù)退火：高的卷取溫度，對碳含量的要求。 第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期一圖7.23卷取溫度和退火過程對冷軋軟鋼薄板組織