熱處理在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)培訓(xùn)課件

鋼鐵熱處理技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)

王忠英

鋼鐵研究總院華東分院

2015年11月14日整合資源實(shí)現(xiàn)共贏協(xié)同創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展目錄一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求二、影響鋼鐵材料質(zhì)量的主要因素三、鋼的生產(chǎn)流程及各工序?qū)|(zhì)量的影響四、鋼的主要熱處理工藝及效果五、熱處理技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——總體要求

高性能－高強(qiáng)度、高韌性、長壽命高內(nèi)部質(zhì)量－高潔凈度、高均勻度、超細(xì)晶粒、夾雜物控制高表面質(zhì)量－表面無缺陷、高尺寸精度和光潔度多品種－鋼種和材型3500多種碳素鋼和合金鋼板、管、絲、帶、棒、鍛材低成本－降低合金含量和工藝操作成本降低能源消耗和金屬消耗微合金化－改善組織和性能綠色環(huán)保－易于回收和利用、可持續(xù)發(fā)展以鐵為基，其它元素應(yīng)無污染、可回收1、窄化學(xué)成分2、高潔凈度3、高均勻性4、組織可控5、高尺寸精度6、高表面質(zhì)量鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——對(duì)冶金質(zhì)量的要求

1、力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、韌性2、服役性能：疲勞、延遲斷裂、蠕變、持久、腐蝕3、工藝性能：冷熱加工性能鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——對(duì)性能的要求

1、生產(chǎn)過程中穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性回收2、加工過程中穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性回收3、應(yīng)用過程中穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性回收鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——對(duì)環(huán)境友好的要求

1、生產(chǎn)過程的低成本

2、加工過程的低成本

3、應(yīng)用過程的低成本鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——對(duì)低成本的要求

鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——鋼的昨天、今天和明天

在鋼鐵材料基礎(chǔ)理論研究和工藝技術(shù)裝備發(fā)展的基礎(chǔ)上，為了滿足不斷增長的需要，新型鋼鐵材料層出不窮。鋼鐵研究總院華東分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute

一、先進(jìn)鋼鐵材料的要求

——典型的先進(jìn)鋼鐵材料種類類別新型鋼鐵代表類型碳素結(jié)構(gòu)鋼細(xì)晶粒鋼、超細(xì)晶粒鋼高強(qiáng)度低合金鋼雙相鋼、超深沖IF鋼、高強(qiáng)度IF鋼、TRIP鋼、耐候鋼合金結(jié)構(gòu)鋼微合金非調(diào)質(zhì)鋼、耐延遲斷裂螺栓鋼、長壽命齒輪鋼等超高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度高韌性的馬氏體時(shí)效鋼、低合金超高強(qiáng)度鋼不銹耐蝕鋼耐苛刻介質(zhì)腐蝕不銹鋼、鐵素體時(shí)效不銹鋼、馬氏體時(shí)效不銹鋼耐熱鋼超超臨界機(jī)組用鐵素體耐熱鋼軸承鋼超高潔凈度高碳鉻軸承鋼、控制淬透性軸承鋼、耐壞境作用軸承鋼工模具鋼不變形模具鋼、易切削模具鋼、防震模具鋼、少偏析/無偏析高速鋼鋼的性能決決定于其組組織形態(tài)，，而組織則則決定于化化學(xué)成份、、熱加工生生產(chǎn)工藝及及熱處理工工藝。1、鋼的化化學(xué)成分及及均勻性2、鋼的潔潔凈度及夾夾雜物控制制3、鋼的組組織控制及及穩(wěn)定性鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute二、影響鋼鐵材材料質(zhì)量的的主要因素素鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流流程及各工工序功能——鋼的生生產(chǎn)流程1、主要是化化學(xué)成份的的精確控制制、窄帶范范圍控制2、潔凈度度及夾雜物物控制3、化學(xué)成成分的均勻勻化控制，，減少成份份的偏析。。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流流程及各工工序功能——冶煉及及連鑄工序序鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流流程及各工工序功能——冶煉及及連鑄工序序爐外精煉技技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)：：實(shí)現(xiàn)分階段段冶煉，創(chuàng)創(chuàng)造最佳的的熱力學(xué)動(dòng)動(dòng)力學(xué)條件件，保證鋼鋼水純潔度度；采用真空精精煉，提高高脫C脫氣速率；；采用電弧加加熱，精確確控制鋼水水溫度；采用吹氬攪攪拌工藝，，精確控制制鋼水成分分。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：：提高鋼水純純凈度：[S]≤5×10-6，[P]≤20×10-6--，[N]≤15×10-6-，[H]≤1.5×10-6，[T·O]≤10×10-6，[C]≤10×10-6；精確控制鋼鋼水成分，，降低生產(chǎn)產(chǎn)成本；精確控制鋼鋼水溫度，，提高生產(chǎn)產(chǎn)效率。爐外精煉的的發(fā)展，大大幅度提高高了鋼水凈凈化度，明明顯改善了了產(chǎn)品的性性能。為新新一代鋼鐵鐵材料的發(fā)發(fā)展打下堅(jiān)堅(jiān)實(shí)工藝基基礎(chǔ)。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流流程及各工工序功能——冶煉及及連鑄工序序連續(xù)鑄鋼技技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)：：利用中間包包－結(jié)晶器器－二次冷冷卻－拉矯矯等生產(chǎn)設(shè)設(shè)備，連續(xù)續(xù)生產(chǎn)合格格鑄坯；采用結(jié)晶器器振動(dòng)和保保護(hù)渣改善善鑄坯表面面質(zhì)量；采用二次冷冷卻和電磁磁攪拌，提提高鑄坯內(nèi)內(nèi)部質(zhì)量。。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：：連續(xù)化生產(chǎn)產(chǎn)，生產(chǎn)效效率提高；；鋼材成材率率提高15~20%；實(shí)現(xiàn)近終形形連鑄；實(shí)現(xiàn)高溫?zé)釤崴蜔嵫b或或連軋工藝藝。連鑄技術(shù)的的發(fā)展，不不僅提高了了鋼鐵成材材率，提高高了生產(chǎn)效效率，而且且促進(jìn)了鋼鋼鐵生產(chǎn)從從單元化、、間斷生產(chǎn)產(chǎn)的模式向向連續(xù)化短短流程方向向發(fā)展。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流流程及各工工序功能——高品質(zhì)質(zhì)鋼潔凈生生產(chǎn)流程傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)認(rèn)為，只有有少數(shù)高附附加值鋼材材要求達(dá)到到超純凈。。而21世紀(jì)先進(jìn)鋼鋼鐵廠的基基本理念是是要保證生生產(chǎn)所有鋼鋼材都能超超純凈，鋼鋼中雜質(zhì)元元素總含量量S+P+N+T.O+H<100~15010-6，也就是““大批量””的概念。。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)這一目標(biāo)標(biāo)，必須努努力降低超超純凈鋼的的生產(chǎn)成本本（目標(biāo)是是低于現(xiàn)代代化鋼鐵流流程中普通通鋼的生產(chǎn)產(chǎn)成本），，提高生產(chǎn)產(chǎn)穩(wěn)定性，，保證產(chǎn)品品質(zhì)量穩(wěn)定定。1、解決鋼鋼的化學(xué)成成分均勻化化、降低碳碳化物液析析、不均度度、碳化物物帶狀、鐵鐵素體帶狀狀等鋼液選選分結(jié)晶規(guī)規(guī)律帶來的的問題。2、防止表表面脫碳、、過熱、過過燒等加熱熱缺陷。3、高碳鉻鉻軸承鋼、、馬氏體、、貝氏體、、萊氏體鋼鋼在加熱時(shí)時(shí)，必須控控制升溫速速度，否則則加熱速度度過快時(shí)會(huì)會(huì)因熱應(yīng)力力和組織應(yīng)應(yīng)力使鋼錠錠或鋼坯產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力裂裂紋或斷裂裂；4、保證適適宜的高溫溫?cái)U(kuò)散時(shí)間間，當(dāng)高溫溫?cái)U(kuò)散時(shí)間間不足時(shí)，，高碳鋼鋼鋼液凝固產(chǎn)產(chǎn)生的一次次大顆粒碳碳化物（液液析碳化物物）無法固固溶到奧氏氏體中，也也就無法降降低液析碳碳化物級(jí)別別；5、低碳合合金結(jié)構(gòu)鋼鋼鋼坯的樹樹枝狀晶也也不能溶入入奧氏體中中，就無法法降低鐵素素體帶狀組組織對(duì)力學(xué)學(xué)性能的不不良影響。。6、保淬透透性結(jié)構(gòu)鋼鋼加熱時(shí)，，也需要進(jìn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡母邷財(cái)U(kuò)散散，以解決決微區(qū)化學(xué)學(xué)成分偏析析、帶狀組組織對(duì)淬透透性和力學(xué)學(xué)性能均勻勻性等問題題的不良影影響。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的的生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程及及各各工工序序功功能能———軋軋鋼鋼工工序序(加加熱熱制制度度)1、、通通過過一一定定壓壓縮縮比比消消除除鑄鑄造造缺缺陷陷，，材材料料的的各各項(xiàng)項(xiàng)綜綜合合力力學(xué)學(xué)性性能能就就好好。。2、、保保證證鋼鋼材材的的外外形形尺尺寸寸3、、特特殊殊鋼鋼在在高高溫溫狀狀態(tài)態(tài)下下的的變變形形抗抗力力較較普普鋼鋼高高，，高高溫溫塑塑性性差差，，因因此此其其軋軋制制工工藝藝亦亦有有其其特特殊殊性性。。4、、為為了了滿滿足足鋼鋼的的組組織織和和性性能能要要求求，，鋼鋼材材軋軋后后冷冷卻卻有有緩緩冷冷、、水水冷冷、、風(fēng)風(fēng)冷冷和和霧霧冷冷。。4.1殊殊鋼鋼由由于于逸逸氫氫及及減減輕輕組組織織應(yīng)應(yīng)力力的的需需要要，，一一般般均均采采用用較較高高的的終終軋軋溫溫度度，，冷冷床床一一般般相相對(duì)對(duì)較較窄窄，，以以利利于于高高溫溫入入坑坑緩緩冷冷，，其其目目的的是是為為了了避避免免產(chǎn)產(chǎn)生生白白點(diǎn)點(diǎn)和和應(yīng)應(yīng)力力裂裂紋紋。。4.2對(duì)對(duì)于于需需要要獲獲得得索索氏氏體體組組織織的的鋼鋼種種或或需需要要控控制制二二次次碳碳化化物物網(wǎng)網(wǎng)狀狀級(jí)級(jí)別別的的鋼鋼種種則則采采用用水水冷冷、、風(fēng)風(fēng)冷冷或或霧霧冷冷；；如如目目前前已已成成功功開開發(fā)發(fā)應(yīng)應(yīng)用用的的斯斯太太爾爾摩摩生生產(chǎn)產(chǎn)線線就就是是線線材材生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程中中對(duì)對(duì)鋼鋼材材軋軋后后冷冷卻卻制制度度應(yīng)應(yīng)用用的的典典型型。。4.3為為避避免免某某些些鋼鋼種種軋軋后后開開裂裂或或硬硬度度過過高高則則在在冷冷床床采采用用保保溫溫設(shè)設(shè)施施。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的的生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程及及各各工工序序功功能能———軋軋鋼鋼工工序序(軋軋制制及及冷冷卻卻)鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的的生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程及及各各工工序序功功能能———控控軋軋控控冷冷工工藝藝技技術(shù)術(shù)技術(shù)術(shù)特特點(diǎn)點(diǎn)：：采用用多多機(jī)機(jī)架架連連續(xù)續(xù)軋軋制制，，可可一一火火成成材材；；采用用控控軋軋控控冷冷工工藝藝，，控控制制鋼鋼材材組組織織，，細(xì)細(xì)化化晶晶粒粒；；利用用余余熱熱實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)熱熱處處理理，，簡簡化化工工藝藝流流程程，，減減少少環(huán)環(huán)境境污污染染。。技術(shù)術(shù)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：生產(chǎn)產(chǎn)效效率率高高，，節(jié)節(jié)能能，，變變多多火火成成材材為為““一一火火””或或““無無火火””（（連連軋軋））成成材材；；成品品尺尺寸寸公公差差小小；；產(chǎn)品品性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定，，質(zhì)質(zhì)量量改改善善。。連軋軋與與控控軋軋工工藝藝技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展，，不不僅僅大大幅幅度度提提高高了了生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)“一火火”成材材，，而而且且將將離離線線熱熱處處理理改改變變?yōu)闉樵谠诰€線余余熱熱熱熱處處理理，，提提高高了了產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量，，降降低低了了環(huán)環(huán)境境污污染染。?？刂浦栖堒堉浦疲嚎乜刂浦栖堒堉浦剖鞘窃谠谡{(diào)調(diào)整整鋼鋼的的化化學(xué)學(xué)成成分分的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，通通過過控控制制加加熱熱溫溫度度、、軋軋制制溫溫度度、、變變形形制制度度等等工工藝藝參參數(shù)數(shù)，，控控制制奧奧氏氏體體狀狀態(tài)態(tài)和和相相變變產(chǎn)產(chǎn)物物的的組組織織狀狀態(tài)態(tài)，，從從而而達(dá)達(dá)到到控控制制鋼鋼材材組組織織性性能能的的目目的的。?？刂浦评淅鋮s卻：控控制制冷冷卻卻是是通通過過控控制制熱熱軋軋鋼鋼材材軋軋后后的的冷冷卻卻條條件件來來控控制制奧奧氏氏體體組組織織狀狀態(tài)態(tài)控控制制相相變變條條件件、、控控制制碳碳化化物物析析出出行行為為、、控控制制相相變變后后鋼鋼的的組組織織和和性性能能。。TMCP：控制軋制和控控制冷卻技術(shù)術(shù)結(jié)合起來，，能夠進(jìn)一步步提高鋼材的的強(qiáng)韌性和獲獲得合理的綜綜合性能，并并能夠降低合合金元素含量量和碳含量，，節(jié)約貴重的的合金元素，，降低生產(chǎn)成成本。新一代TMCP：以超快冷技技術(shù)為核心的的控制軋制和和控制冷卻技技術(shù)。鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute三、鋼的生產(chǎn)流程程及各工序功功能——控制軋制制和冷卻工序序鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute四、鋼的主要要熱處理工藝藝及效果——鋼的基本本組織分類奧氏體：奧氏體具有面面心立方晶體體，塑性好，，一般在高溫溫下存在。鐵素體：鐵素體具有體體心立方晶格格，含碳量極極少，其性能能與純鐵極為為相似，塑形形極好。滲碳體：滲碳體是鐵和和碳的化合物物，也稱碳化化三鐵，含碳碳量6.69％，具有復(fù)復(fù)雜的品格結(jié)結(jié)構(gòu)。其性能能硬而脆，幾幾乎沒有塑性性。珠光體：珠光體是鐵素素體和滲碳體體相間的片層層狀組織。因因其顯微組織織有指紋狀的的珍珠光澤而而得名。其性性能介于鐵素素體和滲碳體體之間，強(qiáng)度度、硬度適中中，并具有良良好的塑性和和韌性索氏體：亦稱細(xì)珠光體體，是奧氏體體在低于珠光光體形成溫度度分解而成的的鐵素體和滲滲碳體的混合合物。其層片片比珠光體細(xì)細(xì)，僅在高倍倍顯微鏡下才才能辨別。硬硬度、強(qiáng)度和和沖擊韌性均均高于珠光體體。鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute四、鋼的主要要熱處理工藝藝及效果——鋼的基本本組織分類屈氏體：亦稱極細(xì)珠光光體，由奧氏氏體在低于珠珠光體形成溫溫度分解而成成的鐵素體和和滲碳體的混混合體。其層層片比索氏體體更細(xì)。其硬硬度和強(qiáng)度均均高于索氏體體。貝氏體：貝氏體是過飽飽和鐵素體和和滲碳體的混混合物。貝氏氏體又分為上上貝氏體和下下貝氏體。在在較高溫度形形成的稱“上上貝氏體”，，呈羽毛狀；；在較低溫度度形成的稱““下貝氏體””，呈針狀或或竹葉狀。下下貝氏體與上上貝氏體相比比，其硬度和和強(qiáng)度更高，，并保持一定定的韌性和塑塑性。馬氏體：馬氏體通常是是指碳在a-Fe中的過過飽和固溶體體。鋼中馬氏氏體的硬度隨隨碳含量的增增加而提高。。高碳馬氏體體硬度高而脆脆，低碳馬氏氏體則有較高高的韌性。馬馬氏體在奧氏氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物物中硬度最高高。處理說明應(yīng)用退火將鋼件加熱到臨界溫度以上30〞50℃保溫一段時(shí)間，然后再緩慢地冷下來（一般用爐冷）用來消除鑄、鍛、焊零件的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度易于切削加工，細(xì)化金屬晶粒，改善組織，增加韌性正火將鋼件加熱的臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后空氣冷卻，冷卻速度比退火快用來處理低碳和中碳鋼及滲碳零件，使其組織細(xì)化，增加強(qiáng)度與韌性，減少內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能淬火將鋼件加熱到臨界點(diǎn)以上的溫度，保溫一段時(shí)間，然后在水、鹽水或油中（個(gè)別材料在空氣中）急冷下來，使其得到高硬度用來提高鋼的強(qiáng)度和強(qiáng)度極限。但淬火時(shí)會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆，所以淬火后必須回火回火將淬硬的鋼件加熱到臨界點(diǎn)一下的溫度，保溫一段時(shí)間，然后在空氣中或油中冷卻下來用來消除淬火后的脆性和內(nèi)應(yīng)力，提高鋼的塑性和沖擊韌性調(diào)質(zhì)淬火后高溫回火，稱為調(diào)質(zhì)用來使鋼獲得高的韌性和足夠的強(qiáng)度。很多重要零件是經(jīng)過調(diào)制處理的表面淬火使零件表層有高的硬度和耐磨性，而心部保持原有的強(qiáng)度和韌性表面淬火常用來處理齒輪等四、鋼的主要要熱處理工藝藝及效果——主要熱處處理工藝的應(yīng)應(yīng)用鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute熱處理是特殊殊鋼生產(chǎn)的重重要工序之一一。為了滿足足用戶對(duì)特殊殊鋼組織、性性能的要求，，許多特殊鋼鋼需要熱處理理交貨。例如如：1、所有馬氏氏體合金鋼軋軋后必須及時(shí)時(shí)退火，否則則由于組織應(yīng)應(yīng)力會(huì)造成鋼鋼材開裂、碎碎斷；2、60Si2CrA、60Si2CrVA軋后硬度基本本都超過標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)規(guī)定，所以以GB/T1222—1984標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要熱熱處理交貨，，只有經(jīng)過軟軟化退火才能能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要要求。否則會(huì)會(huì)因?yàn)橛捕雀吒?，造成用戶戶剪切下料時(shí)時(shí)的刀具磨損損嚴(yán)重，甚至至剪切不動(dòng)和和鋼材劈頭引引起質(zhì)量異議議。3、高碳鉻軸軸承鋼的GCr15、GCr15SiMn等滾動(dòng)體用鋼鋼，為了滿足足用戶冷鐓、、冷擠壓加工工和最終熱處處理的需要要要進(jìn)行球化退退火。4、合金工具具鋼無論是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定還是是用戶要求，，一般都要進(jìn)進(jìn)行退火交貨貨，否則，不不僅因硬度高高造成用戶無無法下料和加加工，甚至在在儲(chǔ)存和運(yùn)輸輸過程中會(huì)開開裂、碎斷。。5、對(duì)于塑料料模具鋼許多多用戶要求調(diào)調(diào)質(zhì)熱處理后后交貨（也叫叫預(yù)硬化鋼）），以便于直直接加工成型型，降低用戶戶的熱處理費(fèi)費(fèi)用。6、中碳鋼45#、55#用戶要求正火火交貨，以利利于提高切削削零件的表面面光潔度和心心部的韌性等等等。7、制造特大大型軸承用的的軸承鋼連鑄鑄大圓坯，也也需要退火交交貨。鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute四、鋼的主要要熱處理工藝藝及效果——典型鋼材材熱處理例子子鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理技技術(shù)在鋼鐵生生產(chǎn)中的應(yīng)用用——傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)流程中成分、氧勢(shì)和和溫度變化生產(chǎn)流程中材料溫度的變化20℃1400℃1200℃1650℃1550℃1100℃30℃900℃20℃生產(chǎn)流程中材料的碳含量變化4.5%0.10%0.20~0.80%0%生產(chǎn)流程中材料的氧勢(shì)變化0.003%30%0%0.07%20℃550℃鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理技技術(shù)在鋼鐵生生產(chǎn)中的應(yīng)用用——先進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)流程建立連續(xù)、緊緊湊、高效化化的生產(chǎn)線是是鋼鐵工業(yè)新新型制造技術(shù)術(shù)的核心鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理技技術(shù)在鋼鐵生生產(chǎn)中的應(yīng)用用——TMCP工藝簡述TMCP(Thermo-MechanicalControlledProcessing)，即控制軋制制和控制冷卻卻技術(shù)，是在在調(diào)整鋼材化化學(xué)成分的基基礎(chǔ)上，通過過對(duì)軋制過程程中的溫度制制度、變形制制度和軋后冷冷卻制度等進(jìn)進(jìn)行有效控制制，顯著改善善鋼材微觀組組織，獲得具具有良好綜合合力學(xué)性能的的鋼鐵材料。。TMCP是20世紀(jì)鋼鐵業(yè)最最偉大的成就就之一，也是是目前鋼鐵材材料軋制及產(chǎn)產(chǎn)品工藝開發(fā)發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用最最為普遍的技技術(shù)之一。鋼鐵研研究總總院院華東東分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理技技術(shù)在鋼鐵生生產(chǎn)中的應(yīng)用用——TMCP的發(fā)展過程第二次世界大大戰(zhàn)期間，為為改善船板的的低溫韌性，，比利時(shí)、瑞瑞典等國鋼鐵鐵廠所采用的的“低溫大壓壓下”技術(shù)奠奠定了控制軋軋制的雛形。。五十年代末，，Nb、V、Ti等微合金化元元素的應(yīng)用推推動(dòng)了控制軋軋制技術(shù)的日日趨成熟。1980年日本本鋼管管（NKK）在福福山制制鐵所所安裝裝了世世界上上第一一套中中厚板板控制制冷卻卻裝置置，國國際鋼鋼鐵業(yè)業(yè)界將將此控控制軋軋制與與控制制冷卻卻工藝藝的組組合稱稱為TMCP。目前隨隨著超超細(xì)晶晶粒鋼鋼的研研究開開發(fā)，，新一一代TMCP工藝技技術(shù)已已經(jīng)出出現(xiàn)。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱熱處理理技術(shù)術(shù)在鋼鋼鐵生生產(chǎn)中中的應(yīng)應(yīng)用——傳統(tǒng)TMCP工藝的的三個(gè)個(gè)階段段TMCP工藝的的三階階段及及其組組織變變化1-奧氏體體再結(jié)結(jié)晶區(qū)區(qū)變形形階段段：：t≥950℃對(duì)加熱熱時(shí)粗粗化的的奧氏氏體晶晶粒反反復(fù)進(jìn)行行軋制制并反反復(fù)再再結(jié)晶晶后使使之得得到細(xì)細(xì)化2-奧氏體體未再再結(jié)晶晶區(qū)變變形階階段：：t＝950℃~Ar3奧氏體體晶粒粒沿軋軋制方方向伸伸長壓扁，，晶內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生生形變變帶，，這種種加工工硬化化狀態(tài)的奧奧氏體體具有有促進(jìn)進(jìn)鐵素素體相相變形形核作作用3-奧氏體體＋鐵鐵素體體兩相相區(qū)變變形階階段：：t<Ar3相變后后為大大角度度晶粒粒和亞亞晶粒粒的混混合組組織鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱熱處理理技術(shù)術(shù)在鋼鋼鐵生生產(chǎn)中中的應(yīng)應(yīng)用——傳統(tǒng)TMCP三大要要素1：添加加微合合金元元素-擴(kuò)大未未再結(jié)結(jié)晶區(qū)區(qū)2：低溫溫大壓壓下-產(chǎn)生硬硬化的的奧氏氏體3：加速速冷卻卻-控制硬硬化奧奧氏體體的相相變鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱熱處理理技術(shù)術(shù)在鋼鋼鐵生生產(chǎn)中中的應(yīng)應(yīng)用——傳統(tǒng)TMCP存在的的不足足在熱軋軋板帶帶、中中厚板板生產(chǎn)產(chǎn)應(yīng)用用過程程中，，低溫溫大壓壓下，，軋制制溫度度很低低，導(dǎo)導(dǎo)致軋軋機(jī)負(fù)負(fù)荷都都很大大；同同時(shí)，，為滿滿足組組織轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變要要求，，終冷冷溫度度通常常較低低，通通常都都低于于500℃，有的的鋼種種溫度度已低低至350-450℃左右。。而由由此造造成的的軋制制過程程不穩(wěn)穩(wěn)定、、冷卻卻過程程的板板形不不良等等影響響推廣廣，因因此需需解決決以下下問題題：1）如何何避開開“低低溫大大壓下下”，，放寬寬傳統(tǒng)統(tǒng)TMCP對(duì)軋制制過程程的嚴(yán)嚴(yán)苛要要求，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鋼材材的高高效化化軋制制；2）如何何發(fā)揮揮鋼鐵鐵材料料的潛潛力，，降低低優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼材材對(duì)合合金元元素和和微合合金元元素的的依賴賴，節(jié)節(jié)省資資源和和能源源，實(shí)實(shí)現(xiàn)減減量化化軋制制；3）如何何發(fā)揮揮強(qiáng)化化機(jī)制制的作作用，，提升升鋼材材的性性能，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鋼材材的高高級(jí)化化，發(fā)發(fā)揮先先進(jìn)鋼鋼材對(duì)對(duì)社會(huì)會(huì)發(fā)展展的引引領(lǐng)作作用。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱熱處理理技術(shù)術(shù)在鋼鋼鐵生生產(chǎn)中中的應(yīng)應(yīng)用——新新一代代TMCP技術(shù)與傳統(tǒng)統(tǒng)TMCP技術(shù)采采用““低溫溫大壓壓下””和““微合合金化化”不不同，，以超超快速速冷卻卻技術(shù)術(shù)為核核心的的新一一代TMCP技術(shù)的的中心心思想想是：：①在奧氏氏體區(qū)區(qū)適于于變形形的溫溫度區(qū)區(qū)間完完成連連續(xù)大大變形形和應(yīng)應(yīng)變積積累，，得到到硬化化的奧奧氏體體；②軋后后立即即進(jìn)行行超快快冷，，使軋軋件迅迅速通通過奧奧氏體體相區(qū)區(qū)，保保持鋼鋼材奧奧氏體體硬化化狀態(tài)態(tài)；③在奧奧氏體體向鐵鐵素體體相變變的動(dòng)動(dòng)態(tài)相相變點(diǎn)點(diǎn)終止止冷卻卻；④后續(xù)續(xù)依照照材料料組織織和性性能的的需要要進(jìn)行行冷卻卻路徑徑的控控制。。即通過過采用用適當(dāng)當(dāng)控軋軋+超快速速冷卻卻+接近相相變點(diǎn)點(diǎn)溫度度停止止冷卻卻+后續(xù)冷冷卻路路徑控控制，，通過過降低低合金金元素素使用用量、、采用用常規(guī)規(guī)軋制制或適適當(dāng)控控軋，，盡可可能提提高終終軋溫溫度，，來實(shí)實(shí)現(xiàn)資資源節(jié)節(jié)約型型、節(jié)節(jié)能減減排型型的綠綠色鋼鋼鐵產(chǎn)產(chǎn)品制制造過過程。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱熱處理理技術(shù)術(shù)在鋼鋼鐵生生產(chǎn)中中的應(yīng)應(yīng)用——新一代代TMCP的控控制思思路鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新新一一代代TMCP技術(shù)術(shù)的的應(yīng)應(yīng)用用鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新一一代代TMCP要點(diǎn)點(diǎn)(高溫溫軋軋制制（（HTP）)新一一代代的的TMCP應(yīng)當(dāng)當(dāng)在在產(chǎn)產(chǎn)品品性性能能允允許許的的條條件件下下，，盡盡量量采采用用適適宜宜的的正正常常軋軋制制溫溫度度進(jìn)進(jìn)行行連連續(xù)續(xù)大大變變形形，，在在軋軋制制溫溫度度制制度度上上不不一一定定堅(jiān)堅(jiān)持持““低低溫溫大大壓壓下下””的的原原則則。。這這樣樣軋軋制制負(fù)負(fù)荷荷（（包包括括軋軋制制力力和和電電機(jī)機(jī)功功率率））可可以以大大幅幅度度降降低低，，設(shè)設(shè)備備條條件件的的限限制制可可以以大大為為放放松松，，軋軋機(jī)機(jī)等等軋軋制制設(shè)設(shè)備備的的建建設(shè)設(shè)也也不不必必追追求求高高強(qiáng)強(qiáng)化化，，建建設(shè)設(shè)投投資資可可以以大大幅幅度度降降低低。。同同時(shí)時(shí)大大大大提提高高軋軋制制的的可可操操作作性性，，避避免免軋軋制制工工藝藝事事故故，，例例如如卡卡鋼鋼、、堆堆鋼鋼等等，，同同時(shí)時(shí)也也延延長長了了軋軋輥輥、、導(dǎo)導(dǎo)衛(wèi)衛(wèi)等等軋軋制制工工具具的的壽壽命命。。這這對(duì)對(duì)于于提提高高產(chǎn)產(chǎn)量量、、降降低低成成本本、、提提高高軋軋制制效效能能是是十十分分有有利利的的。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute由于于采采用用常常規(guī)規(guī)軋軋制制，，終終軋軋溫溫度度較較高高，，如如果果不不加加控控制制，，材材料料會(huì)會(huì)由由于于再再結(jié)結(jié)晶晶而而迅迅速速軟軟化化，，失失去去硬硬化化狀狀態(tài)態(tài)。。因因此此，，在在終終軋軋溫溫度度和和相相變變開開始始溫溫度度之之間間的的冷冷卻卻過過程程中中，，應(yīng)應(yīng)努努力力設(shè)設(shè)法法通通過過快快速速冷冷卻卻，，避避免免硬硬化化奧奧氏氏體體的的軟軟化化，，即即設(shè)設(shè)法法將將奧奧氏氏體體的的硬硬化化狀狀態(tài)態(tài)保保持持到到動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)相相變變點(diǎn)點(diǎn)。。對(duì)對(duì)板板帶帶材材而而言言，，確確保保高高速速冷冷卻卻條條件件下下的的平平直直度度是是一一個(gè)個(gè)關(guān)關(guān)鍵鍵性性、、瓶瓶頸頸性性的的問問題題。。針針對(duì)對(duì)熱熱帶帶和和中中厚厚板板生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程開開發(fā)發(fā)出出高高效效率率、、高高均均勻勻性性的的新新式式冷冷卻卻系系統(tǒng)統(tǒng)，，以以得得到到平平直直度度極極佳佳的的板板帶帶材材產(chǎn)產(chǎn)品品。。五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新一一代代TMCP要點(diǎn)點(diǎn)(超超快快速速冷冷卻卻)鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute軋后后鋼鋼材材由由終終軋軋溫溫度度急急速速快快冷冷，，迅迅速速穿穿過過奧奧氏氏體體區(qū)區(qū)，，達(dá)達(dá)到到需需要要的的終終冷冷溫溫度度，，例例如如鐵鐵素素體體區(qū)區(qū)溫溫度度或或者者貝貝氏氏體體區(qū)區(qū)溫溫度度等等。。在在軋軋件件達(dá)達(dá)到到預(yù)預(yù)定定的的溫溫度度控控制制點(diǎn)點(diǎn)后后，，應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)立立即即停停止止超超快快速速冷冷卻卻。。應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)通通過過控控制制冷冷卻卻裝裝置置的的細(xì)細(xì)分分和和精精細(xì)細(xì)調(diào)調(diào)整整手手段段的的配配置置，，以以及及高高精精度度的的預(yù)預(yù)控控?cái)?shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型來來保保證證終終止止溫溫度度的的精精確確控控制制。。五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新一一代代TMCP要點(diǎn)點(diǎn)(超超快快速速冷冷卻卻終終點(diǎn)點(diǎn)的的控控制制)鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute依據(jù)據(jù)鋼鋼鐵鐵材材料料有有別別于于其其他他材材料料的的重重要要特特點(diǎn)點(diǎn)，，即即鋼鋼鐵鐵材材料料復(fù)復(fù)雜雜的的相相變變過過程程，，對(duì)對(duì)實(shí)實(shí)施施超超快快速速冷冷卻卻后后的的鋼鋼材材還還要要進(jìn)進(jìn)行行冷冷卻卻路路徑徑控控制制，，這這就就為為獲獲得得多多樣樣化化的的相相變變組組織織和和材材料料性性能能提提供供了了廣廣闊闊的的空空間間。。利利用用這這一一特特點(diǎn)點(diǎn)，，有有可可能能利利用用簡簡單單的的成成分分設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)獲獲得得不不同同性性能能的的材材料料，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)減減量量化化、、集集約約化化的的軋軋制制生生產(chǎn)產(chǎn)。。五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新一一代代TMCP要點(diǎn)點(diǎn)(冷冷卻卻路路徑徑的的控控制制)鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute技術(shù)術(shù)關(guān)關(guān)鍵鍵：：冷卻卻速速度度快快；；冷冷卻卻時(shí)時(shí)間間短短；；終終冷冷溫溫度度高高。。超快快冷冷技技術(shù)術(shù)應(yīng)應(yīng)用用帶帶肋肋鋼鋼筋筋生生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)時(shí)，，控控冷冷終終止止溫溫度度要要求求高高于于鋼鋼材材再再結(jié)結(jié)晶晶溫溫度度。。工藝藝關(guān)關(guān)鍵鍵：：軋件件上上冷冷床床的的溫溫度度在在800-850℃。。不不能能出出現(xiàn)現(xiàn)淬淬火火和和回回火火組組織織技術(shù)術(shù)訣訣竅竅：：出成成品品孔孔后后立立即即冷冷卻卻；；分分段段冷冷卻卻；；如如成成品品空空后后無無空空間間，，放放成成品品孔孔前前。。強(qiáng)化化機(jī)機(jī)制制：：細(xì)晶晶強(qiáng)強(qiáng)化化；；析析出出強(qiáng)強(qiáng)化化；；相相變變強(qiáng)強(qiáng)化化五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———新一一代代TMCP要點(diǎn)點(diǎn)(強(qiáng)強(qiáng)化化機(jī)機(jī)制制)鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———螺紋紋鋼鋼軋軋后后余余熱熱處處理理鋼筋筋的的控控制制冷冷卻卻又又稱稱為為鋼鋼筋筋軋軋后后余余熱熱處處理理或或軋軋后后余余熱熱淬淬火火。。該工工藝藝是是利利用用鋼鋼筋筋終終軋軋后后在在奧奧氏氏體體狀狀態(tài)態(tài)下下直直接接進(jìn)進(jìn)行行表表層層淬淬火火，，隨隨后后由由其其心心部部傳傳出出余余熱熱進(jìn)進(jìn)行行自自身身回回火火，，以以提提高高塑塑性性，，改改善善韌韌性性，，使使鋼鋼筋筋得得到到良良好好的的綜綜合合性性能能。。這種種工工藝藝簡簡單單，，節(jié)節(jié)約約能能耗耗，，改改善善操操作作環(huán)環(huán)境境，，鋼鋼筋筋外外形形美美觀觀，，條條形形平平直直，，收收到到較較大大的的經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效效益益，，在在國國內(nèi)內(nèi)外外得得到到廣廣泛泛的的應(yīng)應(yīng)用用。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、、熱熱處處理理技技術(shù)術(shù)在在鋼鋼鐵鐵生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用———鋼筋筋軋軋后后控控制制冷冷卻卻的的特特點(diǎn)點(diǎn)1、利利用用控控制制冷冷卻卻強(qiáng)強(qiáng)化化鋼鋼筋筋與與一一般般淬淬火火、、回回火火的的調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼鋼筋筋比比較較，，由由于于利利用用軋軋制制余余熱熱，，不不需需要要重重新新加加熱熱，，節(jié)節(jié)約約了了燃燃料料及及熱熱量量消消耗耗，，縮縮短短生生產(chǎn)產(chǎn)周周期期，，提提高高生生產(chǎn)產(chǎn)率率，，降降低低了了生生產(chǎn)產(chǎn)高高強(qiáng)強(qiáng)度度鋼鋼筋筋的的成成本本，，而而且且還還具具有有更更高高的的綜綜合合力力學(xué)學(xué)性性能能。。其其原原因因在在于于：：在在利利用用軋軋制制余余熱熱淬淬火火之之前前已已發(fā)發(fā)生生奧奧氏氏體體再再結(jié)結(jié)晶晶，，使使晶晶粒粒細(xì)細(xì)化化，，奧奧氏氏體體晶晶界界的的位位置置已已經(jīng)經(jīng)改改變變，，新新晶晶界界的的形形成成時(shí)時(shí)間間又又很很短短，，雜雜質(zhì)質(zhì)原原子子還還來來不不及及向向晶晶界界偏偏聚聚，，因因而而改改善善了了低低溫溫力力學(xué)學(xué)性性能能。。在在軋軋制制后后淬淬火火前前尚尚未未發(fā)發(fā)生生奧奧氏氏體體再再結(jié)結(jié)晶晶情情況況下下，，保保持持著著低低溫溫形形變變熱熱處處理理對(duì)對(duì)低低溫溫力力學(xué)學(xué)性性能能的的良良好好影影響響。。2、選選用用碳碳素素鋼鋼和和低低合合金金鋼鋼，，采采用用軋軋后后控控制制冷冷卻卻工工藝藝，，可可生生產(chǎn)產(chǎn)不不同同強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)的的鋼鋼筋筋，，從從而而可可能能改改變變用用熱熱軋軋按按鋼鋼種種分分等等級(jí)級(jí)的的傳傳統(tǒng)統(tǒng)生生產(chǎn)產(chǎn)方方法法，，節(jié)節(jié)約約合合金金元元素素，，降降低低成成本本以以及及方方便便管管理理。。3、設(shè)設(shè)備備簡簡單單，，只只需需在在精精軋軋機(jī)機(jī)后后安安裝裝一一套套水水冷冷設(shè)設(shè)備備。?；蚧蛘哒邽闉榱肆丝乜刂浦平K終軋軋溫溫度度或或控控制制軋軋制制而而在在中中間間軋軋機(jī)機(jī)或或精精軋軋前前安安裝裝中中間間冷冷卻卻或或精精軋軋預(yù)預(yù)冷冷裝裝置置。。鋼鐵鐵研研究究總總院院華華東東分分院院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute4、在在奧奧氏氏體體未未再再結(jié)結(jié)晶晶區(qū)區(qū)終終軋軋后后快快冷冷的的軋軋制制余余熱熱強(qiáng)強(qiáng)化化鋼鋼筋筋在在使使用用性性能能上上存存在在一一個(gè)個(gè)缺缺點(diǎn)點(diǎn)，，即即應(yīng)應(yīng)力力腐腐蝕蝕開開裂裂傾傾向向較較大大。。裂裂紋紋主主要要是是在在活活動(dòng)動(dòng)的的滑滑移移帶帶上上位位錯(cuò)錯(cuò)堆堆積積的的地地方方形形核核。。具具有有低低溫溫形形變變熱熱處處理理效效果果的的軋軋制制余余熱熱淬淬火火，，提提高高了了位位錯(cuò)錯(cuò)密密度度，，阻阻止止了了位位錯(cuò)錯(cuò)亞亞結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的多多邊邊形形化化，，因因而而形形成成了了促促進(jìn)進(jìn)裂裂紋紋的的核核心心。。但但是是，，在在奧奧氏氏體體再再結(jié)結(jié)晶晶區(qū)區(qū)終終軋軋的的軋軋制制余余熱熱強(qiáng)強(qiáng)化化鋼鋼筋筋，，由由于于再再結(jié)結(jié)晶晶過過程程消消除除了了晶晶內(nèi)內(nèi)位位錯(cuò)錯(cuò)，，而而不不出出現(xiàn)現(xiàn)應(yīng)應(yīng)力力腐腐蝕蝕開開裂裂傾傾向向的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)。。5、控冷后的的鋼筋表面面容易出現(xiàn)現(xiàn)紅銹，影影響鋼筋的的外觀質(zhì)量量。五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——鋼筋軋后控控制冷卻的的特點(diǎn)鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——軋后控制冷冷卻的特點(diǎn)點(diǎn)三個(gè)過程程第一階段：：表面淬火火階段(急冷段)，鋼筋離開精精軋機(jī)在終終軋溫度下下，盡快地地進(jìn)入高效效冷卻裝置置，進(jìn)行快快速冷卻。。其冷卻速速度必須大大于使表面面層達(dá)到一一定深度淬淬火馬氏體體的臨界速速度。鋼筋筋表面溫度度低于馬氏氏體開始轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Ms)，發(fā)生奧氏氏體向馬氏氏體相轉(zhuǎn)變變。該階段段結(jié)束時(shí)，，心部溫度度很高，仍仍處在奧氏氏體狀態(tài)。。表層則為為馬氏體和和殘余奧氏氏體組織。。表面馬氏氏體層的深深度取決于于強(qiáng)烈冷卻卻持續(xù)時(shí)間間。第二階段：：自回火階階段，鋼筋通過快快速冷卻裝裝置后，在在空氣中冷冷卻。此時(shí)時(shí)鋼筋各截截面內(nèi)外溫溫度梯度很很大，心部部熱量向外外層擴(kuò)散，，傳至表面面的淬火層層，使已形形成的馬氏氏體進(jìn)行自自回火。根根據(jù)自回火火溫度不同同，可以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鸹瘃R氏體或或回火索氏氏體。而表表層的殘余余奧氏體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏氏體。同時(shí)時(shí)鄰近表層層的奧氏體體根據(jù)鋼的的成分和冷冷卻條件不不同而轉(zhuǎn)變變?yōu)樨愂象w體、屈氏體體或索氏體體組織。而而心部仍處處在奧氏體體狀態(tài)。該該階段的持持續(xù)時(shí)間隨隨著鋼筋直直徑和第一一階段冷卻卻條件而改改變。第三階段：：為心部組組織轉(zhuǎn)變階階段，鋼筋在冷冷床上空冷冷一定時(shí)間間后，斷面面上的熱量量重新分布布，溫度趨趨于一致，，同時(shí)降溫溫。此時(shí)心心部由奧氏氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闉殍F素體和和珠光體或或鐵素體、、索氏體和和貝氏體。。心部產(chǎn)生生的組織類類型取決于于鋼的成分分，鋼筋直直徑，終軋軋溫度和第第一階段的的冷卻效果果和持續(xù)時(shí)時(shí)間。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——鋼筋軋后控控制冷卻的的方法按照冷卻方方式，鋼筋筋軋后控制制冷卻方法法有兩種：：1、軋后立即即快冷工藝藝，在冷卻卻介質(zhì)中快快冷到規(guī)定定溫度或快快冷一定時(shí)時(shí)間后就中中斷快冷，，隨后空冷冷進(jìn)行自回回火。2、分段冷卻卻工藝，先先在強(qiáng)烈的的冷卻介質(zhì)質(zhì)中并在很很短時(shí)間內(nèi)內(nèi)把表面層層過冷到馬馬氏體轉(zhuǎn)變變點(diǎn)以下，，形成馬氏氏體，立即即中斷快冷冷，空冷一一定時(shí)間，，使很薄的的表面層中中的馬氏體體回火到A1溫度以下，，形成回火火索氏體，，再進(jìn)行二二次快冷一一段時(shí)間后后中斷快冷冷，之后，，再空冷，，使心部得得到索氏體體、貝氏體體及鐵素體體組織。稱稱為二段冷冷卻。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——鋼筋軋后控控制冷卻的的組織根據(jù)在快冷冷前變形奧奧氏體發(fā)生生再結(jié)晶的的情況可以以分為兩類類：一類是變形形的奧氏體體已發(fā)生充充分的再結(jié)結(jié)晶，變形形對(duì)奧氏體體位錯(cuò)、亞亞結(jié)構(gòu)的影影響已通過過再結(jié)晶而而消除。形形變熱處理理的效果已已很小或者者完全沒有有，這樣就就只有相變變強(qiáng)化，而而沒有形變變強(qiáng)化，強(qiáng)強(qiáng)化效果較較小。這樣樣強(qiáng)化處理理的鋼筋，，雖然綜合合力學(xué)性能能略低，但但其應(yīng)力腐腐蝕穩(wěn)定性性較高。另一類是軋軋制后到快快冷前，變變形的奧氏氏體尚未發(fā)發(fā)生再結(jié)晶晶，或者只只發(fā)生了部部分再結(jié)晶晶，這樣，，就保留或或部分保留留變形對(duì)奧奧氏體的強(qiáng)強(qiáng)化作用，，形變熱處處理效果較較大，可以以提高鋼筋筋的綜合力力學(xué)性能，，但應(yīng)力腐腐蝕開裂傾傾向較大，，這也可用用分段淬火火及淬火后后自回火或或加熱回火火來解決。。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——鋼筋軋后控控制冷卻的的性能特點(diǎn)點(diǎn)終軋溫度、、第一階段段冷卻速度度和持續(xù)時(shí)時(shí)間及鋼的的化學(xué)成分分決定了軋軋后控制冷冷卻鋼筋的的性能，其其中終軋溫溫度、第一一階段冷卻卻速度和持持續(xù)時(shí)間決決定了自回回火溫度。。由于鋼筋的的直徑、鋼鋼的化學(xué)成成分決定的的淬透性、、冷卻速度度和冷卻溫溫度不同，，因此軋后后淬火所得得組織也不不同。直徑徑為8mm的Q235鋼，如冷卻卻速度快和和冷卻溫度度低，可以以在整個(gè)橫橫截面上得得到低碳馬馬氏體。直直徑較大的的鋼筋，很很難沿整個(gè)個(gè)截面上得得到馬氏體體組織。一一般表面層層得到馬氏氏體組織，，通過自回回火轉(zhuǎn)變?yōu)闉榛鼗瘃R氏氏體，而心心部得到索索氏體、貝貝氏體及鐵鐵素體等。。這兩種組織織類型的鋼鋼筋，屈服服強(qiáng)度都可可以達(dá)到784MPa以上，抗拉拉強(qiáng)度在980MPa以上。但是是，具有低低溫回火或或未回火的的低碳馬氏氏體組織的的鋼筋在焊焊接時(shí)熱影影響區(qū)的組組織和性能能變化較大大。而穩(wěn)定定性更大的的索氏體組組織的鋼筋筋，在焊接接時(shí)熱影響響區(qū)的組織織和性能變變化較小。。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——鋼筋軋后控控制冷卻的的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)用控軋控控冷技術(shù)，，利用最廉廉價(jià)的水資資源，取代代昂貴的合合金元素，，有效提高高鋼材強(qiáng)度度，棒材等等級(jí)提高1-2級(jí)，每噸鋼鋼材減少成成本60-120元，可為企企業(yè)取得顯顯著經(jīng)濟(jì)效效益。五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——不同冷冷卻制度的的比較鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstituteTRIP鋼的力學(xué)性性能特點(diǎn)與與其它鋼種種的比較，，因TRIP效應(yīng)的存在在，TRIP鋼同時(shí)具有有延展性和和高強(qiáng)度的的性能特點(diǎn)點(diǎn)，是先進(jìn)進(jìn)高強(qiáng)度鋼鋼板中綜合合性能優(yōu)異異的代表鋼鋼種。五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——典型鋼鋼種性能比比較鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——馬氏體鋼馬氏體鋼（（MART鋼）作為唯唯一已經(jīng)商商業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)的超高強(qiáng)強(qiáng)度鋼，近近年來由于于熱沖壓技技術(shù)的進(jìn)步步，重新引引起重視。。主要用于成成型要求不不高的車門門防撞桿等等零件代替替管狀零件件，減少制制造成本。。其成分含含有較高的的C,Mn,Si,Cr,Mo,B,V和Ni等合金元素素，其組織織完全由呈呈板條狀的的馬氏體組組成。五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——TRIP鋼的原理TRIP鋼是通過相相變誘導(dǎo)塑塑性效應(yīng)而而使鋼板中中殘余奧氏體體在塑性變形形作用下誘誘發(fā)馬氏體體形核，引引入相變強(qiáng)強(qiáng)化和塑性性增長機(jī)制制，提高鋼鋼板的強(qiáng)度度和韌性。。TRIP鋼具有多相相組織，既既有軟相鐵鐵素體，也也有硬相貝貝氏體，還還有亞穩(wěn)定定的殘余奧氏體體，在變形過過程中能逐逐步轉(zhuǎn)化成成馬氏體。。TRIP鋼組織決定定了其優(yōu)異異的力學(xué)性性能。TRIP鋼與其他同同級(jí)別的高強(qiáng)度鋼相比，最大大特點(diǎn)是兼兼具高強(qiáng)度度和高延伸伸性能，可可沖制較復(fù)復(fù)雜的零件件；還具有有高碰撞吸吸收性能，，一旦遭遇遇碰撞，會(huì)會(huì)通過自身身形變來吸吸收能量，，而不向外外傳遞。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——TRIP鋼的成分特特點(diǎn)TRIP鋼的成分以以C-Mn-Si合金系統(tǒng)為為主，有時(shí)時(shí)也可根據(jù)據(jù)具體情況況添加少量量的Cr、V、Ni等合金元素素。因此，，它的成分分特征是碳、錳、硅硅和鋁是低低合金TRIP鋼中的基本本元素。在在TRIP鋼中，碳主主要富集在在殘余奧氏氏體中，增增加殘余奧奧氏體數(shù)量量，提高其其穩(wěn)定性，，其次才是是提高鋼的的強(qiáng)度。鋼鐵研研究究總總院華華東東分分院EastChinaBranchofIronandSteelResearchInstitute五、熱處理理技術(shù)在鋼鋼鐵生產(chǎn)中中的應(yīng)用——TRIP鋼的成分特特點(diǎn)1.低碳含碳量高，，殘余奧氏氏體數(shù)量增增多，有利利于TRIP效應(yīng)產(chǎn)生，，然而焊接接性能惡化化，軋制過過程中產(chǎn)生生晶體缺陷陷的幾率增增大，并且且固溶強(qiáng)化化作用增強(qiáng)強(qiáng)導(dǎo)致強(qiáng)度度增加而塑塑性降低。。含碳量低低，產(chǎn)生的的影響恰好好相反