鋼材的控制軋制和控制冷卻

鋼材的控制軋制和控制冷卻一、名詞解釋：1、控制軋制：在熱軋過程中通過對金屬的加熱制度、變形制度、溫度制度的合理控制，使熱塑性變形與固態(tài)相變結合，以獲得細小晶粒組織，使鋼材具有優(yōu)異的綜合力學性能。。2、控制冷卻：控制軋后鋼材的冷卻速度、冷卻溫度，可采用不同的冷卻路徑對鋼材組織及性能進行調控。3、形變誘導相變：由于熱軋變形的作用，使奧氏體向鐵素體轉變溫度Ar3上升，促進了奧氏體向鐵索體的轉變。在奧氏體未再結晶區(qū)變形后造成變形帶的產生和畸變能的增加，從而影響Ar3溫度。4、形變誘導析出：在變形過程中，由于產生大量位錯和畸變能增加，使微量元素析出速度增大。兩相區(qū)軋制后的組織中既有由變形未再結晶奧氏體轉變的等軸細小鐵素體晶粒，還有被變形的細長的鐵素體晶粒。同時在低溫區(qū)變形促進了含鈮、釩、鈦等微量合金化鋼中碳化物的析出。5、再結晶臨界變形量:在一定的變形速率和變形溫度下，發(fā)生動態(tài)再結晶所必需的最低變形量。6、二次冷卻：相變開始溫度到相變結束溫度范圍內的冷卻控制。二、填空：1、再結晶的驅動力是儲存能，影響其因素可以分為：一類是工藝條件，主要有變形量、變形溫度、變形速度。另一類是材料的內在因素，主要是材料的化學成分和冶金狀態(tài)。2、控制冷卻主要控制軋后鋼材冷卻過程的（冷卻溫度）、（冷卻速度）等工藝條件，達到改善鋼材組織和性能的目的。3、固溶體的類型有（間隙式固溶）和（置換式固溶），形成（間隙式）固溶體的溶質元素固溶強化作用更大。4、根據熱軋過程中變形奧氏體的組織狀態(tài)和相變機制不同，將控制軋制劃分為三個階段，即奧氏體再結晶型控制軋制、奧氏體未再結晶型控制軋制、在A+F兩相區(qū)控制軋制。5、以珠光體為主的中高碳鋼，為達到珠光體團直徑減小，則要細化奧氏體晶粒，必須采用（奧氏體再結晶）型控制軋制。6、控制軋制是在熱軋過程中通過對金屬的（加熱制度）、（變形制度）、（溫度制度）的合理控制，使熱塑性變形與固態(tài)相變結合使鋼材具有優(yōu)異的綜合力學性能。7、鋼的強化機制主要包括（固溶強化）、（位錯強化）、（沉淀強化）、（細晶強化）、（亞晶強化）、（相變強化）等，其中（繞過）機制既能使鋼強化又使鋼的韌性得到提高。8、一般可把軋后控制冷卻過程分為三個階段，稱為（一次冷卻）、（二次冷卻）和（三次冷卻）。9、對于中高碳鋼，如果要同時提高強度和韌性，不僅須進行控制軋制，同時要進行軋后（控冷），使珠光體在低溫下產生，得到（細片層狀態(tài)）的珠光體。三、選擇：1、控制冷卻的關鍵點在于控制（A)。（A）奧氏體發(fā)生的組織轉變（B）奧氏體的再結晶（C）變形奧氏體（D）奧氏體的形核和長大2、對于動態(tài)再結晶發(fā)生的條件，動態(tài)再結晶能否發(fā)生，主要由溫度補償因子Z和（A）來決定。（A）變形程度（B）待溫厚度（C）設備能力（D）晶粒尺寸3、在（B)進行變形后的奧氏體中由于有變形帶的存在，鐵素體不僅在晶界上成核而且在變形帶上成核。（A）再結晶奧氏體區(qū)（B）未再結晶奧氏體區(qū)（C）部分再結晶奧氏體（D）奧氏體和鐵素體的兩相區(qū)4、Nb(C、N)析出質點固定亞晶界而阻止奧氏體晶粒再結晶階段是在：（C)（A）出爐前（B）出爐后冷卻到軋制前（C）變形奧氏體中（D）變形奧氏體向鐵素體轉變過程中5、抑制奧氏體再結晶作用最強的微合金元素是：（A）。（A）Nb（B）V（C）Ti（D）B6、控制軋制的關鍵點在于控制（C）。（A）奧氏體的形核與長大（B）鐵素體的形核與長大（C）變形奧氏體的狀態(tài)（D）奧氏體發(fā)生的組織轉變7、在以下不同區(qū)域進行軋制，鐵素體細化程度最大的是：（D)。（A）再結晶奧氏體粗晶粒區(qū)（IA型）（B）再結晶奧氏體細晶粒區(qū)（IB型）（C）部分再結晶奧氏體（過渡型）（D）未再結晶奧氏體區(qū)（Ⅱ型）四、簡答：1、簡述鋼材強化的幾種主要機制，并說明對鋼材韌性的影響。鋼的強化機制：固溶強化、位錯強化、晶界強化、沉淀強化、亞晶強化、相變強化等1、固溶強化:溶質原子溶入基體金屬使材料強度增加的現象。機理：運動的位錯與溶質原子之間的交互作用的結果。效果：提高強度、降低塑屬性。間隙式固溶強化使強度↑，但塑性↓、韌性↓；置換式固溶強化強化效果小，但對塑性、韌性影響不大。各有什么特點。1、奧氏體再結晶型控制軋制：是在奧氏體變形過程中和變形后自發(fā)產生奧氏體再結晶的溫度區(qū)域中進行軋制。2、奧氏體未再結晶型控制軋制3、在A+F兩相區(qū)控制軋制：鋼板和帶鋼控軋工藝。在奧氏體向鐵素體相變的A+F兩相區(qū)的上限溫度進行一定道次的軋制，使尚未相變的奧氏體晶粒繼續(xù)變形、拉長，晶粒內形成新的滑移帶，并在這些部位形成新的鐵素體晶核。再結晶奧氏體相變：奧氏體再結晶型控制軋制（Ⅰ階段）ⅠA型：如果熱軋后奧氏體發(fā)生再結晶，并且在轉變前粗化成小于或等于ASTM№5級的奧氏體晶粒，那么轉變時容易形成魏氏組織鐵素體和珠光體。形成魏氏組織的傾向在含鈮鋼中最強烈，其次是非合金鋼，含釩鋼最弱。ⅠB型：如果熱軋后奧氏體發(fā)生再結晶，轉變前奧氏體晶粒是ASTM№6級或者更細，則轉變就按IB型進行。鐵素體晶核基本上在奧氏體晶界上形成，并獲得具有等軸鐵素體與珠光體的均勻組織。原始奧氏體晶粒愈細。轉變后的鐵素體也愈細。這就是再結晶型的控制軋制。未再結晶奧氏體相變：過渡型：一種是一大部分奧氏體再結晶晶粒按著ⅠB型轉變形成細小的鐵素體和珠光體，而另一部分是未再結晶奧氏體晶粒，轉變后形成魏氏組織和珠光體；另一種情況是一部分變形量大的奧氏體未再結晶晶粒按Ⅱ型轉變后形成細小的鐵素體和珠光體組織，而另一部分變形量小的奧氏體則轉變成魏氏組織和珠光體。Ⅱ型：如果熱軋溫度低，熱軋后變形的奧氏體晶粒不發(fā)生再結晶，則奧氏體向鐵素體的轉變將按Ⅱ型方式進行。鐵素體在變形帶邊界處和晶界處成核，形成細小的等軸晶粒。隨后在奧氏體晶內也形成多邊形的鐵素體晶粒和珠光體。Ⅱ型轉變中不形成魏氏組織和上貝氏體。這就是未再結晶型的控制軋制。鐵素體細化的程度將按：Ⅱ型>ⅠB型>過渡型>ⅠA型變化Ⅱ型的最細。5、什么是一次冷卻、二次冷卻、三次冷卻？一次冷卻：指從終軋溫度開始到變形奧氏體向鐵素體開始轉變溫度Ar3或二次碳化物開始析出溫度Arcm這個溫度范圍內的冷卻控制，即控制其開始快冷溫度、冷卻速度和快冷終止溫度。二次冷卻：是指從相變開始溫度到相變結束溫度范圍內的冷卻控制。三次冷卻：是指