1、6.6.軋后冷卻過程中鋼組織變化軋后冷卻過程中鋼組織變化控制冷卻意義：熱軋變形奧氏體向鐵素體轉變溫度(Ar3)相變后的鐵素體晶粒易長大造成力學性能降低?？刂评鋮s實質：對控制軋制后的奧氏體用高于空冷的速度從Ar3以上的溫度控制冷卻至相變溫度區(qū)域，使鐵素體進一步晶粒細化?？炖鋸娀瘷C理與控軋機理的區(qū)別:GoOLAC:On Line Accelerated Cooling工藝：從Ar3以上的溫度開始，在相變終了溫度附近(550500)結束，然后進行空冷。組織：細晶粒鐵素體和微細彌散型貝氏體的混合組織。對強度及韌性的影響:控制冷卻設備：必須能均勻控制長、寬、厚方向鋼板的性能。冷卻方式：同時冷卻型、通過冷

2、卻型。6.1 CCT曲線及轉變產物目的： 等溫轉變曲線(TTT曲線)：連續(xù)冷卻轉變曲線(CCT曲線)：CCT曲線的測量:膨脹法測CCT曲線原理：各相具有不同的比容：馬氏體體素體珠光體奧氏體碳化物。CCT曲線分類：膨脹儀膨脹儀熱模擬試驗機熱模擬試驗機靜態(tài)靜態(tài)CCTCCT曲線曲線動態(tài)動態(tài)CCTCCT曲線曲線全自動膨脹儀試樣尺寸規(guī)格全自動膨脹儀試樣尺寸規(guī)格 熱模擬試驗機試樣尺寸規(guī)格熱模擬試驗機試樣尺寸規(guī)格 實驗步驟：選定奧氏體化溫度及保溫時間：確定冷卻速度：實驗數據處理：（1）標定臨界點溫度（2）相變點溫度的確定02004006008001000-4-2024681012膨脹率X10-3溫度0.08

3、/sAc1=750Ac3=902Ar1=764Ar3=82302004006008001000-2024681012溫度 膨脹率x10-35/s加熱加熱保溫保溫冷卻冷卻K60鋼靜態(tài)鋼靜態(tài)CCT實驗不同冷速下的相變點溫度、實驗不同冷速下的相變點溫度、最終硬度和室溫組織最終硬度和室溫組織編號編號冷速冷速，/s開始溫度開始溫度，結束溫度結束溫度，最終硬度最終硬度，HV0.2室溫組織室溫組織10.5640460145PF+少量少量P+QF21585440213PF+QF+GBF33530390236QF+GBF45495370203QF+GBF510460320253GBF+LBF6154853303

4、07GBF+LBF725475300258GBF+LBF835505280298LBF950500320299LBF1075465280222LBF K60 K60管線鋼不同冷卻速度下的金相組織及原始組織管線鋼不同冷卻速度下的金相組織及原始組織(a)0.5/s; (b)1/s; (c)3/s; (d)5/s (a)0.5/s; (b)1/s; (c)3/s; (d)5/s （3 3）CCTCCT曲線的繪制曲線的繪制圖6-1 共析鋼連續(xù)冷卻轉變曲線 轉變中止線：轉變中止線：表示冷卻曲線表示冷卻曲線與此線相交時轉變并未最后與此線相交時轉變并未最后完成，但奧氏體停止了分解，完成，但奧氏體停止了分解，

5、剩余部分被過冷到更低溫度剩余部分被過冷到更低溫度下發(fā)生馬氏體轉變。下發(fā)生馬氏體轉變。兩個臨界冷卻速度：兩個臨界冷卻速度：圖6-2 冷卻速度對共析鋼奧氏體轉變溫度區(qū)域(a)及轉變產物(b)的影響1- 1-珠光體轉變開始線;2-珠光體轉變終了線3-珠光體轉變終止線;4-馬氏體轉變開始線;5-馬氏體轉變終了線圖6-3 0.30%C鋼連續(xù)冷卻轉變曲線奧氏體化溫度:930C;時間:30min6.2控制冷卻各階段的冷卻目的和冷卻方式的選擇各階段冷卻目的：1)高溫終軋：a)奧氏體狀態(tài)：b）慢冷的結果：2)低溫終軋：a)奧氏體狀態(tài)：b)變形的影響：c）慢冷的結果：3)高碳鋼和高碳合金鋼：軋后控冷分三階段：一次

6、冷卻：從終軋溫度Ar3或Arcm溫度范圍。目的： （1）控制變形奧氏體的組織狀態(tài)；（2）固定位錯；（3）降低相變溫度。一次冷卻開始快冷溫度的影響：二次冷卻：從相變開始相變結束。目的：控制相變過程（具體：），保證鋼材快冷后得到所要求的金相組織和力學性能。 圖6-6 控制軋制CCT曲線在不同冷卻速度時的組織形態(tài)實線：Nb鋼；虛線：Si-Mn鋼三次冷卻(空冷）：相變后至室溫范圍內的冷卻。目的： 對低碳鋼：沒有什么影響。對含Nb鋼：發(fā)生碳氮化物析出。對高碳鋼或高碳合金鋼：冷卻方法： 1)噴水冷卻(噴流冷卻)：水從壓力噴嘴中以一定壓力噴出水流，而水流為連續(xù)的，沒有間斷現象，但是呈紊流狀態(tài)。優(yōu)點：穿透性好

7、，在水膜比較厚的時候采用。應用：中厚鋼板軋后冷卻和鋼板淬火時；在型鋼冷卻中進行局部冷卻。缺點：水的噴濺利害，水的利用率較差。 2)噴射冷卻：將水加壓由噴嘴噴出的時候，如果超過連續(xù)噴流的流速時則水流發(fā)生破斷，形成液滴群沖擊被冷卻的鋼材表面。應用：一般冷卻及各種用途的噴嘴。缺點：控制的冷卻能力范圍不太寬，需要比其它方法施加更高的壓力。 3)霧化冷卻：用加壓空氣使水霧化，水和高壓高速氣流一起從噴嘴噴出形成霧狀。缺點：系統(tǒng)比較復雜，設備費用增加、噪音大、車間霧氣較大。優(yōu)點：調整冷卻能力的范圍較大，可以實現單獨風冷、弱水冷、噴水冷，且冷卻比較均勻。 4)層流冷卻：給以一定壓力的水從噴嘴噴出形成噴流，當噴

8、射的出口速度比較低時，形成平滑的噴射噴流，平滑的層狀噴流落到一定距離時，由于水的加速度影響而破斷成液滴流，破壞了層流狀態(tài)。優(yōu)點：噴流可在一較長距離內保持水的層流狀態(tài)，獲得很強的冷卻能力。應用：一般在要求強冷時使用。目前鋼板生產中采用管層流和板層流二種方式。 圖6-7 各種冷卻方法的冷卻能力 熱軋寬帶鋼機組輸出輥道上冷卻布置6.3 6.3 顯微組織對控制冷卻材的強度和韌性的影響顯微組織對控制冷卻材的強度和韌性的影響6.3.16.3.1 鐵素體晶粒度的影響鐵素體晶粒度的影響 圖6-5 再結晶晶粒度與晶粒度的關系冷卻速度：1-44C/s；2-22C/s ；3-14C/s ；4-0.7C/s圖6-6

9、晶粒度與脆性轉化溫度的關系（Si-Mn）1-軋制溫度1000C ；2-軋制溫度950C ；3-軋制溫度850C（1 1）鐵素體晶粒度與）鐵素體晶粒度與vTrs vTrs 關系：關系：（2 2）在相同在相同的鐵素體晶粒度下，降低的鐵素體晶粒度下，降低終軋溫度可使韌性得到改終軋溫度可使韌性得到改善（原因）。善（原因）。6.3.2 貝氏體的影響圖6-7 抗張強度隨貝氏體和（或）珠光體的體積分數的變化圖6-8 貝氏體（+珠光體）的體積百分數與vTrs的關系，N-晶粒度6.3.3 馬氏體的影響 圖6-9 馬氏體對沖擊性能的影響 生成生成10%10%的馬氏體可的馬氏體可使使vTrsvTrs提高提高3030

10、。因此，作為控制冷因此，作為控制冷卻材料，基本上不卻材料，基本上不應使其生成馬氏體。應使其生成馬氏體。6.3.4 混合組織的影響6.3.5 軋后控制冷卻強化增量的分析控冷材強度提高量表達式： pptysdK)(21BBtppbfKdK)(216.4高溫形變熱處理圖6-16 高溫形變淬火示意圖（1）變形溫度對性能的影響圖6-17 變形溫度與奧氏體晶粒大小、屈服應力和抗拉強度的關系 圖6-18 變形溫度與延伸率、斷面收縮率和沖擊功的關系（2）變形程度對性能的影響圖6-19 變形溫度與屈服應力和抗拉強度的關系 圖6-20 變形溫度與延伸率、斷面收縮率、沖擊韌性的關系 （3 3）冷卻速度對性能的影響）

11、冷卻速度對性能的影響為得到淬火馬氏體組織必須采用連續(xù)浸水冷卻方為得到淬火馬氏體組織必須采用連續(xù)浸水冷卻方式。式。（4 4）回火溫度對性能的影響）回火溫度對性能的影響回火溫度與回火索氏體中滲碳體顆粒大小和分回火溫度與回火索氏體中滲碳體顆粒大小和分散程度有關。散程度有關。圖6-23 軋制溫度900C，軋后水冷，600C回火的電鏡照片 10000圖6-24 軋制溫度900C，軋后水冷，700C回火的電鏡照片 10000鋼材經鋼材經“控軋控軋+ +水冷水冷+ +高溫回火高溫回火” 處理后，另處理后，另一重要強化機制是位錯和亞晶。一重要強化機制是位錯和亞晶。中碳鋼中碳鋼“控軋控軋+ +水冷水冷+ +高溫回火高溫回火”，組織為，組織為回火索氏體。滲碳體顆粒所起的強化作用回火索氏體。滲碳體顆粒所起的強化作用大小取決于顆粒大小、顆粒間距、顆粒的大小取決于顆粒大小、顆粒間距、顆粒的體積分數。體積分數。6.6 熱軋鋼材水冷后溫度場的計算穩(wěn)態(tài)溫度場 ：非穩(wěn)態(tài)溫度場：6.6.1 軋件冷卻過程的分析物體熱量傳遞的三種基本方式：導熱、對流和輻射。軋制過程三個階段的傳熱情況（表面）：軋件內部： ),(zyxft 6.6.2 溫度場計算的基本原理首先建立鋼材內部熱量傳遞的導熱微分方