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1、控軋控冷學(xué)習(xí)與培訓(xùn)1.1性能指標(biāo)性能指標(biāo)韌塑性影響因素強塑指標(biāo)沖擊韌性冷彎性能焊接性能韌塑性影響因素合金元素：H：會引起氫脆和延遲斷裂（高強鋼、強板、高建等）細(xì)化晶粒增加壓下（缺陷焊合）組織：1）鑄坯2）熱軋組織3）碳化物分布坯料停放▲拉伸時的韌性斷裂:頸縮為前導(dǎo).▲應(yīng)變硬化產(chǎn)生的強度增加不足以補償截面積的減少,產(chǎn)生集中變形,出現(xiàn)細(xì)頸.▲細(xì)頸中心為三向拉應(yīng)力狀態(tài),形成顯微空洞,長大并聚合成裂紋,沿與拉伸垂直的方向擴(kuò)展成中央裂紋,最后在細(xì)頸邊緣處沿與拉伸軸成45°方向剪斷,形成”杯錐斷口”圖4杯錐型斷口形成過程韌性斷
2、口的形成過程韌性斷裂的形成原因韌性斷裂多起源于空洞，這是由于鋼材在熔煉過程中混入氧化物、硫化物等夾雜物粒子以及某些難變形的第二相粒子造成的。當(dāng)鋼材基體變形時，在夾雜物或二相粒子的相界面上產(chǎn)生強烈的附加拉應(yīng)力，若界面的結(jié)合力弱，則很容易產(chǎn)生剝離，于是就在相界面上產(chǎn)生空洞。夾雜物及二相粒子的數(shù)量、幾何形狀、大小及其與基體結(jié)合的強度是影響斷裂的重要參數(shù)。缺陷的焊合球形缺陷橢圓形拉長不同壓下道次下縮孔變形圖(a)(c)(b)鋼板的厚度同為130mm時，采用大壓下、正常壓下和輕壓下時，縮孔的焊合情況截然不同。采用大壓下時縮孔
3、在第4道次被焊合，而采用輕壓下時縮孔在第7道次被焊合，可見適當(dāng)加大高溫區(qū)的壓下量有利于內(nèi)部缺陷的焊合。焊合拉伸斷口拉伸斷口截面內(nèi)出現(xiàn)的分層拉伸斷口側(cè)面上出現(xiàn)的分層原因分析：(1)化學(xué)成分：碳、錳及硫、磷含量，微合金元素的有無等；(2)鑄坯質(zhì)量：坯型及鑄坯中心偏析級別的高低等；(3)加熱制度：加熱溫度的高低、加熱時間的長短，表面及芯部的溫差等：(4)變形制度：再結(jié)晶區(qū)道次變形量的大小，變形的滲透程度等。1.2金屬材料強化的主要機制位錯強化、固溶強化、析出強化、晶界強化、亞晶強化、織構(gòu)強化等。但實用鋼材的強化并不是由單
4、一的強化機制決定，在大多數(shù)情況下，由幾種機制疊加獲得。在板帶軋制過程中，如能有效控制這些碳、氮化合物的析出行為（數(shù)量、大小、形狀和分布狀態(tài)等），則可以充分發(fā)揮微合金化元素對鋼材施行細(xì)晶強化和析出強化的雙重作用。鈮、釩、鈦三種微合金元素對鐵素體/珠光體鋼晶粒細(xì)化、沉淀強化的影響規(guī)律如下圖所示。1.2.1鈮、釩、鈦微合金化元素在鋼中的作用鈮、釩、鈦對鐵素體/珠光體鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度的影響圖5.0.10%C,1.22%Mn,0.02%Nb鋼在0.6Tm以上溫度變形時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線鋼材熱變形時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線規(guī)律2.1鋼材熱
5、變形過程中的硬化、軟化和組織結(jié)構(gòu)變化2、軋制過程中的組織性能的變化（1）變形速率不變時，同一應(yīng)變條件下，變形溫度越高，所對應(yīng)的真應(yīng)力越低2）變形速率越低，所對應(yīng)的真應(yīng)力也越低，且真應(yīng)力的峰值向真應(yīng)力變小的方向移動3）隨應(yīng)變的增加，曲線呈現(xiàn)由高變低并逐漸趨于穩(wěn)定的形態(tài)再結(jié)晶奧氏體的長大過程圖9Q345鋼不同停隔時間的奧氏體組織圖10奧氏體晶粒的長大過程abcdef2.1鋼材熱變形后的靜態(tài)再結(jié)晶過程再結(jié)晶奧氏體的長大過程從圖9和圖10可以看出：變形結(jié)束后隨停隔時間的延長，沿著原來的奧氏體晶界，再結(jié)晶核心不斷形成，在形變
6、儲存能的驅(qū)動下形變奧氏體發(fā)生再結(jié)晶的數(shù)量不斷增加，奧氏體平均晶粒尺寸不斷減小，當(dāng)奧氏體平均晶粒尺寸達(dá)到最小值時說明再結(jié)晶過程完成。其后隨時間的延長，再結(jié)晶奧氏體逐漸長大，達(dá)到某一閥值時趨于穩(wěn)定。由于試樣心部和邊部變形不均勻程度的差別，再結(jié)晶完成的時間略有差別。另外，還可以看出，隨待溫冷卻速度的變化，奧氏體平均晶粒尺寸無明顯變化，因為在再結(jié)晶過程中過冷度不是影響奧氏體晶粒大小的主要因素，所以不能采用增加過冷度的方法細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶行為對組織性能的影響圖11變形量對強度的影響圖12變形量對沖擊功的影響在1000℃
7、以上的高溫再結(jié)晶區(qū)軋制時，Q345鋼的屈服強度和沖擊功均比950℃以下的低溫區(qū)軋制時低。以軋制溫度同為1050℃而變形量不同的試樣為例，當(dāng)變形量由10%增加到40%時，屈服強度并沒有上升，反而呈下降趨勢，橫向沖擊值很低且隨變形量的增加無明顯變化；在950℃以下的低溫區(qū)軋制時，不僅整體力學(xué)性能比高溫區(qū)軋制時高，而且道次變形量對力學(xué)性能的影響比較顯著，隨變形量增加，屈服強度和沖擊值都呈上升趨勢，軋制溫度越低，上升的趨勢越顯著。靜態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量為了使再結(jié)晶能夠充分進(jìn)行，則所給予的壓下率必須大于對應(yīng)條件下靜態(tài)再結(jié)晶的
8、臨界變形量。該值隨鋼種和變形條件的不同彼此相差很大。普碳鋼的臨界變形量很小，且與溫度的關(guān)系很弱，即普碳鋼在較小的變形量、較寬的溫度范圍內(nèi)均容易產(chǎn)生再結(jié)晶。而含鈮鋼的臨界變形量卻較大，在950℃以下的溫度區(qū)域內(nèi)要使含鈮鋼完成再結(jié)晶是很困難的。2.2鋼材熱變形后的靜態(tài)再結(jié)晶過程軋制后奧氏體晶粒鐵素體形核相變后控冷后形變硬化的鐵素體變形區(qū)晶粒邊界位錯亞晶邊界晶粒長
