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一、控制轧制的概念 控制轧制是指在比常规轧制温度稍低 的条件下，采用强化压下和控制冷却 等工艺措施来提高热轧钢材的强度、 韧性等综合性能的- -种轧制方法。控 制轧制钢的性能可以达到或者超过现 有热处理钢材的性能。 二、控制轧制的优点 控制轧制具有常规轧制方法所不具备 的突出优点。归结起来大致有如下几 点: (1)许多试验资料表明，用控制轧 制方法生产的钢材，其强度和韧性等 综合机械性能有很大的提高。例如控 制轧制可使铁素体晶粒细化，从而使 钢材的强度得到提高,韧性得到改 善。 (2)简化生产工艺过程。控制轧制 可以取代常化等温处理。 (3)由于钢材的强韧性等综合性能 得以提高，自然地导致钢材使用范围 的扩大和产品使用寿命的增长。从生 产过程的整体来看，由于生产工艺过 程的简化，产品质量的提高，在适宜 的生产条件下，会使钢材的成本降 低。 (4)用控制轧制钢材制造的设备重 量轻，有利于设备轻型化。 三、控制轧制的种类 控制轧制是以细化晶粒为主，用以提 高钢的强度和韧性的方法。控制轧制 后奥氏体再结晶的过程，对获得细小 晶粒组织起决定性作用。根据奥氏体 发生塑性变形的条件(再结晶过程、 非再结晶过程或γ- a转变的两相区 变形)，控制轧制可分为三种类型。 (一)再结晶型的控制轧制 它是将钢加热到奥氏体化温度,然后 进行塑性变形，在每道次的变形过程 中或者在两道次之间发生动态或静态 再结晶，并完成其再结晶过程。经过 反复轧制和再结晶，使奧氏体晶粒细 化，这为相变后胜成细小的铁素体晶 粒提供了先决条件。为了防止再结晶 后奥氏体晶粒长大,要严格控制接近 于终轧几道的压下量、轧制温度和轧 制的间隙时间。终轧道次要在接近相 变点的温度下进行。为防止相变前的 奥氏体晶粒和相变后的铁素体晶粒长 大，特别需要控制轧后冷却速度。这 种控制轧制适用于低碳优质钢和普通 碳素钢及低合金高强度钢。 (二)未再结晶型控制轧制 它是钢加热到奥氏体化温度后，在奧 氏体再结晶温度以下发生塑性变形， 奥氏体变形后不发生再结晶(即不发 生动态或静态再结晶)。因此，变形 的奥氏体晶粒被拉长，晶粒内有大量 变形带，相变过程中形核点多，相变 后铁素体晶粒细化，对提高钢材的强 度和韧性有重要作用。这种控制工艺 适用于含有微量合金元素的 低碳钢, 如含铌、钛、钒的低碳钢。 (三)两相区控制轧制 它是加热到奥氏体化温度后，经过一 定变形，然后冷却到奥氏体加铁素体 两相区再继续进行塑性变形，并在 Ar1温度以上结束轧制。实验表明: 在两相区轧制过程中，可以发生铁素 体的动态再结晶;当变形量中等时， 铁素体只有中等回复而引起再结晶; 当变形量较小时(15% -30%)，回 复程度减小。在两相区的高温区，铁 素体易发生再结晶;在两相区的低温 区只发生回复。经轧制的奥氏体相转 变成细小的铁素体和珠光体。由于碳 在两相区的奥氏体中富集，碳以细小 的碳化物析出。因此，在两相区中只 要温度、压下量选择适当，就可以得 到细小的铁素体和珠光体混合物，从 而提高钢材的强度和韧性。 在实际轧制中，由于钢种、使用要 求、设备能力等各不相同，各种控制 轧制可以单独应用，也可以把两种或 三种控制工艺配合在一起使用。 线、棒材控制轧制技术 线材控制轧制概况 随着线材轧制速度的提高，轧后控制 冷却成为必不可少的一部分，但是控 制轧制在线材中的应用是20世纪70 年代后期才开始的。由于线材的变形 过程由孔型所确定，要改变各道的变 形量比较困难，轧制温度的控制主要 取决于加热温度(即开轧温度)，在 无中间冷却的条件下，无法控制轧制 过程中的温度变化。因此，在过去的 线材轧制中控制轧制很难实现。 为满足用户对线材的高精度、高质量 要求，高速线材轧机得到发展，无扭 精轧机组机型进一步改进。1984年 以后，摩根公司提供的100m/s高速 无扭机组均为V型结构。新-代V型 机组，在结构上做了重大改进，2根 传动轴接近底面基础，机组重心下 降，倾动力矩减少，增加了机组的稳 定性。它噪声级别低，视野开阔，便 于操作管理，机组重量较轻。在第1 套V型机组问世以后，高速线材轧机 将控制轧制技术引入了工艺设备等总 体设计。 现代高速线材轧机已能生产高精度的 产品，如各生产厂家生产f 5.5线材 的尺寸偏差普遍可达+0.15mm,有 些厂家可达不超过+0.1mm。为了满 足用户对线材精度提出的更高要求， 达到精密及极精密尺寸偏差(直径偏 差:士(0.2%~0.3%) x直径)。近 几年出现了精密尺寸规圆机及精密轧 机，有三辊柯克斯三机架无扭精轧机 及两辊三机架(或二机架)台克森高 精度轧机。尤其是在1985年摩根公 司推出台克森双机架轧机与无扭精轧 机配合，轧出的$ 5.5~6.5线材，可 保证直径偏差为+0.1。台克森轧机可 在700C轧制，轧制能力大，可以进 行控制轧制，可生产某些汽车用的非 调质钢及快速球化钢。 有的在高速线材精轧机组前增设预冷 段(可降低轧件温度100°C)及在精 轧机组各机架间设水冷导卫装置，以 降低轧件出精轧机组的温度等。 在第一套V型机组问世后，摩根公司 在高速线材轧机上引入控温轧制技术 MCTR,即控制轧制。控温轧制有如 下两种变形制度: A二段变形制度 粗轧在奥氏体再结晶区轧制，通过反 复变形及再结晶细化奥氏体晶粒;中 轧及精轧在950%以下轧制，是在y相 的未再结晶区变形，其累计变形量为 60%~70%，在Ar3附近终轧，可以 得到具有大量变形带的奥氏体未再结 晶晶粒，相变以后能得到细小的铁素 体晶粒。 B三段变形制度 粗轧在y再结晶区轧制，中轧在 950C以下的'未再结晶区轧制，变 形量为70%，精轧在Ar1与Ar3之间 的双相区轧制。这样得到细小的铁素 体晶粒及具有变形带的未再结晶奥氏 体晶粒，相变后得到细小的铁素体晶 粒并有亚结构及位错。为了实现各段 变形，必须严格控制各段温度，在加 热时温度不要过高，避免奧氏体晶粒 长大，并避免在部分再结晶区中轧制 形成混晶组织，破坏钢的韧性。 -般采用降低开轧温度的办法来保证 对温度的有效控制。根据几个生产厂 应用控温轧制的经验，高碳钢(或低 合金钢)、低碳钢的粗轧开轧温度分 别为900°C、850°C, 精轧机组入口 轧件温度分别为920°C、870°C， 出 口轧件温度分别为900°、850°C。 在设计上，低碳钢可在800°C进入精 轧机组精轧，常规轧制方案也可在较 低温度~下轧制中低碳钢材，以促使晶 粒细化。. 中轧机组前加水冷箱可保证精轧温度 控制在900°C，而在精密轧机处轧制 温度为700°C~7500C，压下量为 35%~45%，以实现三阶段轧制。 如能在无扭精轧机入口处将钢温控制 在950°以下，粗、中轧可考虑在再 结晶区轧制，这样可降低对设备强度 的要求。 日本有的厂将轧件温度冷却至650°C 进入无扭精轧机组轧制，再经斯太尔 摩冷却线，这样可得到退化珠光体组 织，到球化退火时，退火时间可缩短 |
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