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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.轧后冷却过程中钢组织变化,控制冷却概念,：,热轧变形,奥氏体向铁素,体转变温度(Ar,3,),相变后的铁素体晶粒易,长大,造成力学性能降低。,控制冷却实质,：,对控制轧制后的奥氏体用,高于空冷的速度从Ar,3,以上的温度控制冷却,至相变温度区域，使铁素体进一步晶粒细,化。,工艺,：,从Ar,3,以上的温度开始，在相变终了,温度附近(550,500)结束，然后进行空,冷。,组织,：,细晶粒铁素体和微细弥散型贝氏体,的混合组织。,对强度及韧性的影响:,控制冷却设备：,必须能均匀控制长、宽、,厚方向钢板的性能。,冷却方式：,同时冷却型、通过冷却型。,图2-9 轧制后冷却对抗拉强度、断面转变温度的影响,4.1 CCT曲线及转变产物,目的：,等温转变曲线,(TTT,曲线,),：,反映过冷奥氏体等温,转变的规律；,连续冷却转变曲线,(CCT,曲线,),：,在连续冷却转变,过程中，钢中的奥氏体在不断降温的条件下发生,转变的。,CCT曲线的测量:,膨胀法测CCT曲线原理：各相具有不同的比容：,马氏体体素体珠光体奥氏体碳化物,。,实验步骤：,选定奥氏体化温度及保温时间：,确定冷却速度：,实验数据处理：,图,4-1,共析钢连续冷却转变曲线,转变中止线：,表示冷却曲线与此线相交时转变并未最后完成，但奥氏体停止了分解，剩余部分被过冷到更低温度下发生马氏体转变。,两个临界冷却速度：,图4-2 冷却速度对共析钢奥氏体转变温度区域(a)及转变产物(b)的影响,1-,1-,珠光体转变开始线;2-珠光体转变终了线3-珠光体转变终止线;4-马氏体转变开始线;5-马氏体转变终了线,图4-3 0.30%C钢连续冷却转变曲线奥氏体化温度:930,C;时间:30min,4.2控制冷却各阶段的冷却目的和冷却方式,的选择,各阶段冷却目的,：,1)高温终轧：,a)奥氏体状态：,b）慢冷的结果：,2)低温终轧：,a)奥氏体状态：,b)变形的影响：,c）慢冷的结果：,3)高碳钢和高碳合金钢,：,轧后控冷分三阶段：,一次冷却：,从终轧温度,Ar,3,或,Ar,cm,温度范,围。,目的：,（1）,控制变形奥氏体的组织状态；,（2）固定位错；（3）降低相变温度。,一次冷却开始快冷温度,的影响：,二次冷却：,从相变开始,相变结束。,目的：,控制相变过程,（具体：），保证钢,材快冷后得到所要求,的金相组织和力学性,能。,图4-6 控制轧制CCT曲线在不同冷却速度时的组织形态,实线：Nb钢；虚线：Si-Mn钢,三次冷却(空冷）：,相变后至室温范围内的冷,却。,目的：,对低碳钢,：没有什么影响。,对含Nb钢,：发生碳氮化物析出。,对高碳钢或高碳合金钢,：,冷却方法：,1),喷水冷却,(,喷流冷却,)：,水从压力喷嘴中以一定,压力喷出水流，而水流为连续的，没有间断现,象，但是呈紊流状态。,优点,：,穿透性好，在水膜比较厚的时候采用。,应用,：,中厚钢板轧后冷却和钢板淬火时；在型钢,冷却中进行局部冷却。,缺点,：,水的喷溅利害，水的利用率较差。,2)喷射冷却：将水加压由喷嘴喷出的时,候，如果超过连续喷流的流速时则水流发,生破断，形成液滴群冲击被冷却的钢材表,面。,应用：,一般冷却及各种用途的喷嘴。,缺点：,控制的冷却能力范围不太宽，需要,比其它方法施加更高的压力。,3)雾化冷却：用加压空气使水雾化，水和,高压高速气流一起从喷嘴喷出形成雾状。,缺点：,系统比较复杂，,设备费用增加、噪,音大,、,车间雾气较大,。,优点,：,调整冷却能力的范围较大，可以实,现单独风冷、弱水冷、喷水冷，且冷却比,较均匀。,4)层流冷却：给以一定压力的水从喷嘴喷出形成,喷流，当喷射的出口速度比较低时，形成平滑的,喷射喷流，平滑的层状喷流落到一定距离时，由,于水的加速度影响而破断成液滴流，破坏了层流,状态。,优点,：,喷流可在一较长距离内保持水的层流状,态，获得很强的冷却能力。,应用,：,一般在要求强冷时使用。目前钢板生产中,采用管层流和板层流二种方式。,图4-7 各种冷却方法的冷却能力,热轧宽带钢机组输出辊道上冷却布置,4.3 显微组织对控制冷却材的强度和韧性的影响,4.3.1,铁素体晶粒度的影响,图4-5 再结晶,晶粒度与,晶粒度的关系,冷却速度：1-44,C/s；2-22,C/s；,3-14,C/s；4-0.7,C/s,图4-6,晶粒度与脆性转化温度的关系（Si-Mn）,1-轧制温度1000,C；2-轧制温度950,C；3-轧制温度850,C,现象：,（1）铁素体晶粒度与vTrs 关系。,（2）,在相同的铁素体晶粒度下，降低终轧温度可使韧性得到改善（原因）。,4.3.2 贝氏体的影响,图4-7 抗张强度随贝氏体和（或）珠光体的体积分数的变化,图4-8 贝氏体（+珠光体）的体积百分数与vTrs的关系，N,-,晶粒度,4.3.3 马氏体的影响,图,4-9,马氏体对冲击性能的影响,生成10%的马氏体可使vTrs提高30。因此，作为控制冷却材料，基本上不应使其生成马氏体。,4.3.4 混合组织的影响,总结：,(1)细小铁素体生成量较少的轧制条件(高温加,热、低温区压下率小、高温终轧等)下，多边形,铁素体生成量少，控制冷却时未转变的,晶粒粗,大，易生成比较粗大的贝氏体+铁素体。,(2)细小铁素体生成量较多的轧制条件(低温加,热，低温区压下率大、低温终轧等)下，多边形,铁素体生成量较多，控制冷却时未转变的,晶粒,细小，发生铁素体+马氏体的细小混合组织，抑,制贝氏体的转变。,4.4 控制轧制工艺参数对控制冷却材料的强度,和韧性的影响,4.4.1 加热温度的影响,图4-15 不同加热温度对强度和韧性的影响,图4-16 加热温度对力学性能的影响,1-0.7,C/s,850,CF.T,2-10,C/s,850,CF.T;3-10,C/s,710,CF.T,4-0.7,C/s,5-15,C/s,6-20,C/s,4.4.2 终轧温度的影响,图4-17 热轧的终轧温度同抗拉强度及夏比断口转折温度的关系,实验条件：,碳钢加热至1100，于800700间改变终轧温度。,结果：,(1)800终轧，生成等轴组织，多边形铁素体量减少，水冷温度对材料组织的影响变小，韧性的变化基本相同。(2)700终轧，,水冷温度低，生成细小的铁素体+马氏体组织；水冷温度高，组织为珠光体+铁素体。,4.4.3 压下率的影响,图4-19 低于,再结晶温度时机械性能与压下率的关系,4.4.4 冷却开始和停止温度对强度和韧性的影响,图4-20 加速冷却开始和停止时的温度对强度、脆性断口转变温度的影响,
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