一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法
【專利摘要】目前超快速冷卻技術(shù)主要應(yīng)用于兩階段控制軋制后對鋼材的冷卻，本發(fā)明公開了一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法完全在鋼坯奧氏體再結(jié)晶區(qū)對鋼材進行軋制，同時精確控制軋制溫度和道次壓下率，軋后立即采用超快速冷卻系統(tǒng)將軋制鋼材冷卻至相變點，隨后可根據(jù)需要采用不同的冷卻路徑對鋼材相變進行控制。本發(fā)明采用超快速冷卻可有效抑制細(xì)小再結(jié)晶奧氏體組織的粗化，保留了高溫軋制過程中動態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶對奧氏體組織的細(xì)化效果。采用本發(fā)明制造的產(chǎn)品與兩階段控制軋制工藝制造的鋼材具有相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，同時減少了軋制過程的待溫和低溫大壓下，較兩階段控制軋制工藝降低軋制時間2～4min。
【專利說明】一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的 優(yōu)化控制乳制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]控制軋制和控制冷卻技術(shù)（Thermomechanical Control Process，TMCP)是 20 世 紀(jì)鋼鐵行業(yè)最偉大的成就之一，自20世紀(jì)50年代至今，TMCP技術(shù)在提高熱乳產(chǎn)品綜合性 能方面起著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)TMCP技術(shù)的核心特點是：①"低溫大壓下"和"添加微合 金兀素"，最大程度地得到硬化的奧氏體；②軋后加速冷卻（Accelerated Cooling，ACC)，控 制硬化奧氏體的相變，細(xì)化組織。
[0003]日本JFE公司先于其他鋼鐵公司開發(fā)加速冷卻工藝，并于igs〇年將世界上第一條 0LAC(0n_Line Accelerated Cooling,0LAC)系統(tǒng)成功地用于厚板生產(chǎn)。隨著對冷卻速度要 求越來越高，JFE公司開了 Super-OLAC冷卻工藝，并于I"8年應(yīng)用于日本福山中厚板廠。 以Super-OLAC為代表的超快速冷卻技術(shù)具有大的冷卻速度及良好的冷卻穩(wěn)定性和冷后溫 度均勻性。
[0004]新日鐵于1983年率先采用冷卻前鋼材矯直和約束冷卻方式的冷卻系統(tǒng)，稱之為 CLC(Continuous on Line Control Process，CLC)。在 CLC應(yīng)用的基礎(chǔ)上，新日鐵又開發(fā)了 新一代控制冷卻系統(tǒng)CLC-μ，應(yīng)用于君津廠的厚板車間，并于2005年7月正式投產(chǎn)。
[0005]東北大學(xué)乳制技術(shù)及連乳自動化國家重點實驗室（RAL)開發(fā)了 ADC0S(Advanced Cooling System，ADC0S)系統(tǒng)。針對中厚板、熱連軋、棒材和Η型鋼生產(chǎn)線，RAL分別開發(fā)了 ADC0S-PM(Plate Mill，PM)、ADC0S-HSM(Hot Strip Mill，HSM)、ADCOS-BM(Bar Mill，BM)和 ADC0S-HBM(H-Beam Mill，HBM)超快速冷卻系統(tǒng)。
[0006] 雖然超快速冷卻技術(shù)在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，強化了熱軋鋼材組織性能控制 的手段，實現(xiàn)了熱乳鋼材的柔性化控制，為先進鋼鐵材料的生產(chǎn)提供了強有力的技術(shù)手段。 但長期以來，一方面，超快速冷卻技術(shù)僅應(yīng)用于熱乳鋼材相變的控制；另一方面，采用兩階 段控制乳制，且乳制過程中采用空氣中自然冷卻，未對乳制過程中的奧氏體組織進行冷卻 控制，不僅降低了生產(chǎn)效率，還嚴(yán)重弱化了高溫再結(jié)晶區(qū)乳制對奧氏體組織細(xì)化效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對于目前超快速冷卻技術(shù)主要應(yīng)用于兩階段控制乳制后對鋼 材的冷卻的問題，公開一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法。該方法 強化了超快速冷卻對奧氏體組織的控制，采用超快速冷卻可有效抑制細(xì)小再結(jié)晶奧氏體組 織的粗化，保留了高溫軋制過程中動態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶對奧氏體組織的細(xì)化效果， 同時完全采用再結(jié)晶一階段控制乳制，省去了乳制過程中的待溫和低溫大壓下。
[0008] 為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述技術(shù)方案如下：
[0009] -種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法，步驟如下：
[0010] 將鋼坯加熱至1200?1250°C，并保溫1?2h進行充分的奧氏體化，之后進行乳 制；開乳溫度高于鋼坯奧氏體再結(jié)晶極限溫度（RLT), RLT是奧氏體完全再結(jié)晶的最低溫 度，主要取決于鋼坯的化學(xué)成分；終軋溫度高于或等于鋼坯奧氏體再結(jié)晶極限溫度，每道次 壓下率為20?35%，道次應(yīng)變速率為10?25s- 1，乳制至所需厚度；乳后立即采用超快速冷 卻對鋼材進行冷卻，冷卻速度為5〇?8〇°C /s,終冷溫度控制在鋼材的相變點，可有效抑制 再結(jié)晶奧氏體組織的粗化，獲得細(xì)小的再結(jié)晶奧氏體組織；隨后可根據(jù)對所軋制鋼材性能 的需要，再采用不同的冷卻路徑，例如空冷、水冷等方式，對鋼材的相變進行控制。
[0011] 本發(fā)明的突出優(yōu)點是：
[0012] ①乳制完全在再結(jié)晶區(qū)進行，軋制為一階段，且完全利用奧氏體的再結(jié)晶細(xì)化奧 氏體組織；
[0013] ②乳制變形后采用超快速冷卻可有效抑制再結(jié)晶奧氏體組織的粗化，保留了高溫 乳制過程中動態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶對奧氏體組織的細(xì)化效果，獲得細(xì)小的再結(jié)晶奧氏 體組織，提高性能；
[0014] ③完全采用再結(jié)晶控制乳制，避免了乳制過程中的待溫和低溫大壓下，大大降低 乳制力，較傳統(tǒng)控制乳制工藝降低乳制力30?50% ;
[0015] ④兩階段控制乳制條件下，再結(jié)晶區(qū)軋制后的冷卻采用空冷，本發(fā)明采用超快冷， 乳制為一階段，有效縮短乳制時間，提高乳制生產(chǎn)效率，較兩階段控制乳制工藝降低乳制時 間2?4min ;
[0016] ⑤為超快速冷卻對奧氏體組織的控制提供了理論借鑒，為進一步優(yōu)化控制乳制工 藝，進一步優(yōu)化鋼鐵材料的組織和性能提供了理論依據(jù)；
[0017] ⑥本發(fā)明制造的鋼材與常規(guī)兩段乳控制乳制制造的鋼材具有相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為實施例1中實驗鋼的典型奧氏體組織特征圖。
[0019] 圖2為實施例1中實驗鋼的室溫典型組織特征圖。
[0020] 圖3為實施例2中實驗鋼的室溫典型組織特征圖。
[0021] 圖4為實施例2中實驗鋼的透射電鏡形貌圖。

【具體實施方式】
[0022] 以下實施例中的鋼均采用150kg真空感應(yīng)爐熔煉并澆注，切去縮孔，鍛為 500mm X 90mm X 90mm 鋼還。
[0023] 實施例1
[0024] 乳制用貝氏體鋼的化學(xué)成分按重量百分比為：C:0_ 04?0.06%，Si :0.30? 0· 50%，Mn :1· 40 ?1. 80%，P :<〇. 01%，S :<〇· 005%，A1 :彡 0. 03%,Ni :0· 20 ?0. 40%， Cr :0.40 ?0.60%，Cu :0.30 ?0.50%，Ti :0_02 ?0. 03%，Nb :0_03 ?0·05%，Μο :0. 15 ? 0. 18%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，具體數(shù)據(jù)如表1所示。
[0025] 經(jīng)測試，上述成分的貝氏體鋼的RLT為990-1020°C ;將鋼坯重新加熱至1200? 125(TC并保溫1?2h，在450ram二輥熱乳軋機上進行控制乳制和控制冷卻；開乳溫度為 1150±1(TC，終乳溫度為1050±10°C,軋后立即采用超快速冷卻，冷卻速度為75±5°C /s， 將鋼板冷卻至4001：，隨后空冷至室溫，鋼板的典型奧氏體組織如圖1所示，室溫典型組織 特征如圖2所示。
[0026] 上述生產(chǎn)的貝氏體鋼，經(jīng)檢測，其屈服強度為800?83〇MPa，抗拉強度為980? 1020MPa，斷后延伸率為15. 0?17· 〇%，屈強比為〇· 80?〇· 85，_40°〇沖擊吸收功為170? 190J。 -
[0027] 控制軋制工藝如表2所示，力學(xué)性能如表3所示。
[0028] 表1試樣的化學(xué)成分，wt %
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法，其特征在于，步驟如 下： 將鋼坯加熱至1200?1250°C，并保溫1?2h進行充分的奧氏體化，之后進行軋制； 開軋溫度高于鋼坯奧氏體再結(jié)晶極限溫度，終軋溫度高于或等于鋼坯奧氏體再結(jié)晶極限溫 度，乳制至所需厚度；乳后立即采用超快速冷卻對鋼材進行冷卻，終冷溫度控制在鋼材的相 變點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法， 其特征在于，所述軋制過程中，每道次壓下率為20?35%，道次應(yīng)變速率為10?25s'
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用超快速冷卻控制奧氏體組織的優(yōu)化控制軋制方法， 其特征在于，所述超快速冷卻的條件為：冷卻速度為50?80°C /s。
【文檔編號】C21D8/00GK104232868SQ201410452582
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】陳俊, 劉振宇, 唐帥, 王國棟 申請人:東北大學(xué)