鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊

鋼材控制軋制和控制冷卻工藝是一項節(jié)約合金、簡化生產(chǎn)工序、節(jié)約能源消耗的先進軋鋼技術(shù)。它能通過工藝手段充分挖掘鋼材潛力，大幅度提高鋼材綜合性能，給冶金企業(yè)和社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。本手冊前三章介紹控制軋制和控制冷卻的工藝特點、理論基礎(chǔ)和工藝設計，是選擇鋼的控軋控冷工藝制度的基礎(chǔ);后三章是一些主要鋼種的奧氏體再結(jié)晶曲線圖、CCT曲線圖和應力-應變曲線圖共268幅，它們?yōu)橹贫ㄤ摰目剀埧乩涔に囂峁┝丝煽康募夹g(shù)數(shù)據(jù)。

本書是一本控制軋制和控制冷卻的理論專著，也是一本數(shù)據(jù)圖冊。它可供從事軋鋼和熱處理工作的工程技術(shù)人員學習和使用。

第一章緒論

參考文獻

第一節(jié)控制軋制、控制冷卻工藝及其特點

一、控制軋制工藝的優(yōu)點和缺點

二、控制冷卻工藝的優(yōu)點

三、控制軋制、控制冷卻工藝參數(shù)控制特點

第二節(jié)我國控制軋制、控制冷卻技術(shù)的發(fā)展

一、生產(chǎn)應用取得積極效果

二、基礎(chǔ)理論研究取得重大進展

第二章控制軋制、控制冷卻技術(shù)的理論基礎(chǔ)

參考文獻

第一節(jié)熱變形過程中鋼的奧氏體再結(jié)晶

一、鋼的奧氏體化過程

二、鋼的變形再結(jié)晶

三、熱變形過程中鋼的奧氏體再結(jié)晶行為

四、熱變形間隙時間內(nèi)或變形后鋼的奧氏體再結(jié)晶

五、微量元素對奧氏體再結(jié)晶的影響

六、鐵素體變形和兩相區(qū)軋制

第二節(jié)鋼的軋后冷卻相變過程

一、低碳鋼熱軋材的奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變

二、中高碳鋼熱軋材的奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變

三、控軋、控冷工藝參數(shù)對CCT曲線的影響

第三節(jié)控制軋制過程中鋼的變形抗力

一、影響變形抗力的各種因素

二、熱軋時鋼的變形抗力與高溫組織

三、控制軋制時變形抗力的數(shù)學模型

四、(γ+α) 兩相區(qū)變形抗力五、控制軋制變形抗力模型舉例

第三章控制軋制和控制冷卻工藝的選擇與設計及其在軋制生產(chǎn)中的應用

參考文獻

第一節(jié)控制軋制和控制冷卻的基本內(nèi)容及工藝參數(shù)設計

一、控制軋制工藝的主要內(nèi)容

二、控制冷卻工藝設計

第二節(jié)控制軋制和控制冷卻工藝在中厚板和帶鋼生產(chǎn)中的應用

一、鋼板控制軋制的特點

二、國內(nèi)典型中厚板軋機所采用的控制軋制和控制冷...

三、二輥-四輥或四輥-四輥寬厚板軋機的控制軋制...

四、熱連軋帶鋼的控制軋制和控制冷卻

五、爐卷軋機上的控制軋制和控制冷卻

六、控制軋制和控制冷卻工藝在雙相鋼板生產(chǎn)中的應...

第三節(jié)控制軋制和控制冷卻工藝在型鋼生產(chǎn)中的應用

一、型鋼控制軋制的特點

二、型鋼控制軋制工藝設計與參數(shù)選擇

三、型鋼的軋后控制冷卻

第四節(jié)控制軋制和控制冷卻工藝在鋼管生產(chǎn)中的應用

一、鋼管的控制軋制和控制冷卻

二、鋼管軋后控制冷卻的各種方法

第四章變形奧氏體再結(jié)晶規(guī)律的研究方法及其曲線圖

參考文獻

第一節(jié)變形奧氏體再結(jié)晶規(guī)律的研究方法

一、應力-應變曲線法

二、顯微組織觀測法

第二節(jié)變形奧氏體再結(jié)晶曲線圖

一、08Mn2Si鋼

二、09V鋼

三、ZCD船板鋼

四、ZCA船板鋼

五、16Mn鋼

六、含鈮16Mn鋼

七、含鈦16Mn鋼

八、16NbCub鋼

九、20g鋼

十、20MnSi鋼

十一、45鋼

十二、45VS鋼

十三、GCr15鋼

十四、09MnNb鋼

第五章變形奧氏體相變規(guī)律的研究方法及其動態(tài)CCT曲線圖

參考文獻

第一節(jié)變形奧氏體相變的研究方法

一、熱膨脹法

二、其他幾種方法

第二節(jié)鋼的動態(tài)CCT曲線應用舉例

一、熱軋雙相鋼板卷軋后在線控制冷卻工藝的確定

二、棒材軋后在線穿水冷卻工藝的確定

第三節(jié)鋼的CCT曲線

一、16Mn鋼

二、09MnNb鋼

三、20MnSi鋼

四、09MnVTiN鋼

五、10MnVTiN鋼

六、10SiMn鋼

七、09V鋼

八、10Ti鋼

九、PCrNi3MoV鋼

十、42CrMo鋼

十一、55SiMnMo鋼

十二、62Si2MnA鋼

十三、GCr15鋼

十四、U74鋼

十五、U71Mn鋼

十六、4C船板鋼

十七、20g鋼

十八、45鋼

十九、45VS鋼

第六章變形抗力試驗方法及其應力-應變曲線

參考文獻

第一節(jié)變形抗力的試驗研究方法

一、金屬塑性變形抗力的研究方法

二、幾種常用的變形抗力測試設備

第二節(jié)常用控制軋制鋼的單道次變形的變形抗力曲線

一、14MnMoV鋼

二、20Mn鋼

三、10Ti鋼

四、15Ti鋼

五、12Mn鋼

六、12MnNb鋼

七、20MnSi鋼

八、09Mn2鋼

九、20MnSiTi鋼

十、20MnV鋼

十一、27SiMn鋼

十二、40MnSiV鋼

十三、42CrMo鋼

十四、65Mn鋼

十五、60Si2MnA鋼

十六、GCr9鋼

十七、GCr15鋼

十八、09MnNb鋼

十九、09V鋼

二十、16Mn鋼... 更多

第三節(jié)常用控制軋制鋼兩道次變形的變形抗力曲線

一、16Mn鋼

二、09MnNb鋼

三、20MnSi鋼

四、GCr15鋼

五、16MnNb鋼

書名:鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊

頁碼:321

出版日期:1990年9月

"控制軋制和控制冷卻"專題是"六五"、"七五"國家重點科技攻關(guān)項目"低合金鋼及合金鋼技術(shù)開發(fā)"的一部分。在"六五"期間進行了大量的科研工作，積累了許多數(shù)據(jù)。為了將這些科研成果更快更好地推廣到生產(chǎn)中去，在"七五"科技攻關(guān)課題"控制軋制及控制冷卻"專題任務中確定編寫《鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊》。手冊中包括有關(guān)鋼種的變形奧氏體再結(jié)晶、相變、變形抗力及組織狀態(tài)與軋制工藝參數(shù)關(guān)系等方面的資料。介紹了控制軋制和控制冷卻工藝的選擇與設計及其在板帶、型鋼和鋼管生產(chǎn)中的應用。手冊的內(nèi)容對制訂有關(guān)鋼種的控制軋制和控制冷卻工藝制度、充實控制軋制和控制冷卻理論有一定指導作用。

參加有關(guān)科研工作的單位有北京科技大學、冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院、東北工學院、上鋼三廠、上鋼一廠、大冶鋼廠、武漢鋼鐵公司、浙江甬金不銹鋼集團有限公司、鞍山鋼鐵公司和重慶鋼鐵公司等。

本手冊由北京科技大學李曼云和冶金部鋼鐵研究總院孫本榮主編。參加各章編寫的人員是:第一章-孫本榮，第二章-孫本榮、李曼云，第三章-王有銘，第四章-蘆紅、王連忠，第五章-孫本榮、趙佩祥，第六章-管克智、朱榮林、周繼華。

在控制軋制和控制冷卻基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理工作和本手冊的編寫過程中韋光、徐曙光、姚健、曾秀珍、朱曄、陶玲、王偉、黃敏文參加了部分工作，并得到了冶金部科技司和各單位的有關(guān)領(lǐng)導和同志們的支持和幫助。

控制軋制和控制冷卻技術(shù)，在提高鋼材綜合力學性能、開發(fā)新品種、簡化生產(chǎn)工藝、節(jié)約能耗和改善生產(chǎn)條件等方面，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益?！朵摬牡目刂栖堉坪涂刂评鋮s(第2版)》第一篇 為控制軋制及控制冷卻理論，第二篇 為控制軋制和控制冷卻技術(shù)的應用，主要介紹了控制軋制和控制冷卻技術(shù)在板帶生產(chǎn)中的應用、控制軋制及控制冷卻技術(shù)在型鋼生產(chǎn)中的應用、控制軋制、控制冷卻及形變熱處理技術(shù)在鋼管生產(chǎn)中的應用。

《鋼材的控制軋制和控制冷卻(第2版)》主要作為高等院校相關(guān)專業(yè)學生教材，也可供從事軋鋼專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

緒論

第一篇 控制軋制及控制冷卻理論

1 鋼的強化和韌化

1.1 鋼的強化機制

1.1.1 固溶強化

1.1.2 形變強化

1.1.3 沉淀強化與彌散強化

1.1.4 細晶強化

1.1.5 亞晶強化

1.1.6 相變強化

1.2 材料的韌性

1.2.1 韌性定義及其表示方法

1.2.2 影響鋼材韌性的因素

參考文獻

2 鋼的奧氏體形變與再結(jié)晶

2.1 熱變形過程中鋼的奧氏體再結(jié)晶行為

2.2 熱變形間隙時間內(nèi)鋼的奧氏體再結(jié)晶行為

2.3 動態(tài)再結(jié)晶的控制

2.3.1 動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的條件

2.3.2 動態(tài)再結(jié)晶的組織特點

2.4 靜態(tài)再結(jié)晶的控制

2.4.1 靜態(tài)再結(jié)晶的形核機構(gòu)

2.4.2 靜態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量

2.4.3 靜態(tài)再結(jié)晶速度

2.4.4 靜態(tài)再結(jié)晶的數(shù)量

2.4.5 靜態(tài)再結(jié)晶晶粒的大小

2.4.6 再結(jié)晶區(qū)域圖

參考文獻

3 在變形條件下的相變

3.1 變形后的奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變(A→F)

3.1.1 從再結(jié)晶奧氏體晶粒生成鐵素體晶粒

3.1.2 從部分再結(jié)晶奧氏體晶粒生成鐵素體晶粒

3.1.3 從未再結(jié)晶奧氏體晶粒生成鐵素體晶粒

3.2 變形條件對奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度Ar3和組織結(jié)構(gòu)的影響

3.2.1 變形條件對Ar3溫度的影響

3.2.2 相變溫度Ar3變化對組織結(jié)構(gòu)的影響

3.3 變形條件對奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變、奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變的影響

3.4 鐵素體的變形與再結(jié)晶

3.4.1 鐵素體熱加工中的組織變化

3.4.2 在變形間隙時間里鐵素體發(fā)生的組織變化

3.5 在兩相區(qū)(A+F)軋制時組織和性能的變化

3.6 超細晶化鋼生產(chǎn)中控軋控冷工藝的特點

3.6.1 形變誘導(強化)鐵素體相變鋼

3.6.2 低(超低)碳貝氏體鋼和針狀鐵素體鋼

參考文獻

4 微合金元素在控制軋制中的作用

4.1 微合金元素在熱軋前加熱過程中的溶解

4.1.1 鈮在奧氏體中的溶解

4.1.2 釩在奧氏體中的溶解

4.1.3 鈦在奧氏體中的溶解

4.2 控制軋制過程中微量元素碳氮化合物的析出

4.2.1 各階段中Nb(C、N)的析出狀態(tài)

4.2.2 影響Nb(C、N)析出的因素

4.3 微合金元素在控制軋制和控制冷卻中的作用

4.3.1 加熱時阻止奧氏體晶粒長大

4.3.2 抑制奧氏體再結(jié)晶

4.3.3 細化鐵素體晶粒

4.3.4 影響鋼的強韌性能

參考文獻

5 中高碳鋼控制軋制特點

5.1 中高碳鋼奧氏體的再結(jié)晶行為

5.1.1 鈮、碳對中高碳鋼奧氏體再結(jié)晶臨界變形量的影響

5.1.2 鈮、碳對中高碳鋼奧氏體再結(jié)晶晶粒度的影響

5.2 中高碳鋼控制軋制鋼材的組織狀態(tài)

5.2.1 常溫組織以鐵素體為主的鋼材

5.2.2 常溫組織以珠光體為主的鋼材

5.2.3 共析鋼

5.3 中高碳鋼的組織與性能的關(guān)系

5.3.1 中高碳鋼組織對性能的影響

5.3.2 控制軋制中組織性能的變化

參考文獻

6 控軋條件下鋼的變形抗力

6.1 影響控軋條件下鋼的變形抗力的組織因素

6.2 考慮變形累計效果時的變形抗力計算

參考文獻

7 鋼材控制冷卻理論基礎(chǔ)

7.1 鋼材水冷過程中的物理現(xiàn)象

7.1.1 水冷時的沸騰換熱現(xiàn)象

7.1.2 相變熱釋放現(xiàn)象

7.1.3 對流換熱系數(shù)α及其確定方法

7.2 控制冷卻各階段的冷卻目的

7.3 軋后快速冷卻工藝參數(shù)對鋼材強韌性的影響

7.3.1 軋后冷卻速度的影響

7.3.2 軋后開冷溫度的影響

7.3.3 軋后快速冷卻終冷溫度的影響

7.3.4 Nb、Ti等微合金含量的影響

7.4 控制冷卻中的控制策略和數(shù)學模型

7.4.1 控制冷卻策略

7.4.2 控冷數(shù)學模型

參考文獻

第二篇 控制軋制和控制冷卻技術(shù)的應用

8 控制軋制和控制冷卻技術(shù)在板帶生產(chǎn)中的應用

8.1 控制軋制時板坯加熱制度的選擇

8.1.1 鋼的化學成分與加熱溫度的關(guān)系

8.1.2 加熱溫度對鋼板強度的影響

8.1.3 加熱溫度對鋼板韌性的影響

8.2 鋼板和帶鋼控制軋制工藝的種類和特點

8.2.1 奧氏體再結(jié)晶型控制軋制的特點

8.2.2 奧氏體未再結(jié)晶型控制軋制的特點

8.2.3 奧氏體和鐵素體兩相區(qū)控制軋制特點

8.2.4 鐵素體控制軋制的特點

8.3 中厚鋼板控制軋制和控制冷卻工藝的應用

8.3.1 合理選擇鋼的化學成分

8.3.2 不同類型中厚板軋機所采用的控制軋制工藝

8.3.3 中厚鋼板的在線控制冷卻

8.3.4 中厚鋼板控制軋制和控制冷卻工藝的結(jié)合

8.3.5 典型專用中厚鋼板采用的控軋控冷工藝

8.4 熱連軋帶鋼的控制軋制和控制冷卻工藝

8.4.1 熱連軋帶鋼的控制軋制和控制冷卻工藝的應用

8.4.2 熱連軋帶鋼生產(chǎn)線上的鐵素體控軋控冷工藝

8.5 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線上采用的控軋和控冷工藝

8.5.1 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的特點

8.5.2 CSP生產(chǎn)線上采用的控軋控冷工藝

8.6 控制軋制和控制冷卻技術(shù)在雙相鋼板帶生產(chǎn)中的應用

8.6.1 雙相鋼的組織、性能特點和生產(chǎn)方法

8.6.2 熱軋雙相鋼的控制軋制和控制冷卻

8.7 控制軋制和控制冷卻技術(shù)在連鑄坯直送或熱送軋制板帶生產(chǎn)中的應用

8.7.1 連鑄坯直送或熱裝軋制板帶的特點

8.7.2 連鑄坯直送或熱裝軋制采用控制軋制和控制冷卻工藝的要求

8.7.3 熱連鑄坯直送軋制鋼材與連鑄冷坯再加熱軋制鋼材力學性能的比較

參考文獻

9 控制軋制及控制冷卻技術(shù)在型鋼生產(chǎn)中的應用

9.1 型鋼的控制軋制和控制冷卻

9.1.1 大中型型材的控制軋制和控制冷卻

9.1.2 鋼軌的在線熱處理

9.2 棒材及鋼筋的控制軋制和控制冷卻

9.2.1 棒材的控制軋制和控制冷卻

9.2.2 軸承鋼棒材的控制軋制和控制冷卻

9.2.3 帶肋鋼筋的控制軋制和控制冷卻

9.3 高速線材軋機機組的控制軋制和控制冷卻工藝

9.3.1 高速線材軋機的概況

9.3.2 高速線材軋機機組的控制軋制

9.3.3 高速線材機組軋后控制冷卻

9.3.4 線材的控制軋制及控制冷卻工藝的應用

參考文獻

10 控制軋制、控制冷卻及形變熱處理技術(shù)在鋼管生產(chǎn)中的應用

10.1 熱軋無縫鋼管控制軋制工藝研究基礎(chǔ)

10.1.1 熱軋無縫鋼管變形規(guī)律的研究方法

10.1.2 熱軋無縫鋼管軋制過程中溫度變化及變形量分配

10.1.3 熱軋無縫鋼管再結(jié)晶型控制軋制模擬研究

10.1.4 18-8型奧氏體不銹鋼管控制軋制

10.1.5 在熱擴徑機上采用控制軋制工藝生產(chǎn)鍋爐管

10.2 熱軋無縫鋼管在線熱處理的開發(fā)及應用

10.2.1 熱軋無縫鋼管軋后直接淬火

10.2.2 熱軋無縫鋼管軋后快速冷卻工藝

10.2.3 熱軋無縫鋼管軋后余熱正火(在線?；?

10.3 熱軋鋼管的形變熱處理工藝

10.3.1 高溫形變淬火

10.3.2 低溫形變淬火

10.3.3 高溫形變貝氏體化處理工藝

10.4 非調(diào)質(zhì)鋼的無縫鋼管控軋工藝

10.4.1 微合金化非調(diào)質(zhì)鋼

10.4.2 高強度油井管的微合金非調(diào)質(zhì)鋼成分的優(yōu)化

10.4.3 非調(diào)質(zhì)高強度油井管鋼控軋控冷工藝

10.4.4 微合金非調(diào)質(zhì)鋼在無縫鋼管機組上的開發(fā)實例

10.5 熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中采用控軋、控冷和在線熱處理工藝的展望

參考文獻

……

軋制力分布控制技術(shù)，又稱DSR動態(tài)板形輥高精度板形控制。

DSR動態(tài)板形輥高精度板形控制(即軋制力分布控制)技術(shù)，是由法國VAI Clecim公司于20世紀90年代推出的，主要由靜止輥芯、旋轉(zhuǎn)輥套、7個柱塞式液壓缸、推力墊及電液伺服閥等部分組成。

DSR動態(tài)板形輥多用于四輥軋機的支撐輥，可成對使用，也可單獨使用。其工作原理∶根據(jù)板形儀測量計算出的實際曲線與目標板形曲線比較，得到一組偏差，通過7個單獨調(diào)控的液壓壓下缸，沿整個帶寬經(jīng)旋轉(zhuǎn)輥套給板帶分布相應的軋制力，來進行高精度的板形(平直度)控制。

DSR動態(tài)板形輥高精度板形控制具有突出的優(yōu)點，是高精度板形控制執(zhí)行器的一次歷史性飛躍。主要表現(xiàn)在∶

能消除對稱性和非對稱性的板形缺陷；*板形控制不影響厚度控制；*能動態(tài)高精度控制板形。

充分發(fā)揮DSR方式高精度板形控制能力的關(guān)鍵，在于板形儀系統(tǒng)的測量精度、計算精度以及偏差轉(zhuǎn)換為伺服閥調(diào)控信號的精度。一般板形儀應達到1I單位的測量精度。

DSR雖有突出的優(yōu)點，但其結(jié)構(gòu)相對復雜，檢修和維護難度大，且價格昂貴，因此目前尚未大范圍普及。

在中國，DSR技術(shù)率先在上海寶鋼2030冷軋機上得到應用，中國鋁業(yè)河南分公司鄭州冷軋廠正在建設的四輥2300冷軋機也引進了該技術(shù)，該項目預計2008年年底正式投產(chǎn)。

目前，在世界上還流行一種稱為軋輥熱噴淋板形控制先進技術(shù)，它具有投產(chǎn)小、改造周期短的特點，比較適合已建設備的在線改造。這項軋輥熱噴淋板形控制先進技術(shù)是由澳大利亞工業(yè)自動化服務公司開發(fā)的，該系統(tǒng)是由計算機控制軟件和邊部熱噴淋系統(tǒng)組成。在軋輥兩側(cè)安裝有兩個熱噴淋裝置，每個裝置上安裝有數(shù)個噴嘴，每個噴嘴的控制范圍為25毫米，在軋機工作時實施噴淋加熱。該系統(tǒng)有效地解決了高速軋制時，因軋輥熱凸度引起的邊部張緊的板形缺陷，提高了軋制速度，減少了斷帶幾率。