中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型.ppt

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1、第8讲、中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型2021/10/811、控制冷却2、棒线材生产中的控制冷却3、控制冷却的工艺和装置类型2021/10/821、控制冷却（1）高碳钢控制冷却的基本原理控制冷却(ControlledCooling)：控制轧后钢材的冷却速度达到改善组织和性能的目的。由于热轧变形，促使变形奥氏体转变温度(Ar3)的提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，减少珠光体片层间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。2021/10/83（2）高碳钢控冷的基

2、本概述控制冷却过程是通过控制轧后三个不同冷却阶段的工艺参数，来得到不同的相变组织。分别称为一次、二次和三次冷却。对高碳钢轧后快冷的第一阶段可以冷至珠光体相变温度，从而阻止奥氏体晶粒长大和碳化物由奥氏体中析出形成粗大的网状碳化物，达到降低网状碳化物级别和细化珠光体球团尺寸的效果。二次冷却可减小珠光体片层间距并改变其形貌。2021/10/842、棒线材生产中的控制冷却（1）棒线材生产中控冷的必要性棒线材高速轧后的控制冷却技术，是直接关系到最终产品力学新能及其均匀性的关键工艺。采用成卷自然冷却的方法，冷却速度慢，高温停留时间长，

3、晶粒极易粗大，造成产品质量恶化。采用轧后控制冷却技术可以增加产品的附加值。2021/10/85（2）棒线材生产中控冷的主要优点①提高线材的综合机械性能，并大大改善其在长度方向上的均匀性；②改善金相组织，使晶粒细化；③减少氧化损失，缩短酸洗时间；④降低线材轧后温度，改善劳动条件；⑤提高产品质量，有利于线材二次加工。2021/10/86（3）棒线材生产中控冷的目的及要求A、控冷的目的：由于热轧变形的作用促使变形奥氏体向铁素体转变温度的提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片层间距，阻

4、止碳化物在高温下析出，以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。棒线材轧后控制冷却的目的在于得到所需要的组织及性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量。2021/10/87B、对棒线材冷却工艺的要求：1）二次铁皮要少，以减少金属消耗和二次加工前的酸耗和酸洗时间；2）冷却速度要适当，要根据不同品种，控制冷却工艺参数，得到所需要的组织；3）要求整根轧件性能均匀。2021/10/88（4）棒线材控制冷却的分类根据轧后控制冷却所得到的钢的组织不同，分为珠光体型控制冷却、马氏体型控制冷却。a)珠光体型控制冷却对0.600.85%C

5、的高碳钢。要求：尽量减少铁素体的析出而得到单一的珠光体组织，最终获得有利于拉拔的索氏体组织。冷却工艺：轧后由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体。2021/10/89b)马氏体型控制冷却通过轧后淬火—回火处理，得到中心索氏体，表面回火马氏体的组织。穿水冷却线材断面温度的变化简图2021/10/810a、珠光体型控制冷却为了获得有利于拉拔的索氏体组织，线材轧后应由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体。但各种控制冷却法只是接近铅浴处理的水平。b、马氏体型控制冷却线材轧

6、后以很短的时间冷却，使线材表面温度急剧降至马氏体开始转变温度以下;利用中心部分残留的热量以及由相变释放出来的热量使线材表面层的温度使表面马氏体回火，最终得到中心为索氏体，表面为回火马氏体的组织。2021/10/811含碳0.5%钢的等温转变曲线w(C)=0.5%，w(Si)=0.53%，w(Mn)=0.23%2021/10/8123、控制冷却的工艺和类型（1）控制冷却的工艺棒线材控制冷却的基本方法：首先让轧制后的线材在导管（或水箱）内用高压水快速冷却；再由吐丝机把线材吐成环状，以散卷形式分布到运输辊道（链）上，使其按要求的

7、冷却速度均匀风冷；最后以较快的冷却速度冷却到可集卷的温度进行集卷、运输和打捆等。2021/10/813（2）控制冷却的类型目前为止，已投入应用的线材控冷工艺装置至少有十多种，按工艺布置及设备特点可以归纳为以下两种类型：1)水冷加运输机散卷风冷(或空冷)较典型的有美国的斯太尔摩冷却工艺、英国的阿希洛冷却工艺、德国的施罗曼冷却工艺及意大利的达涅利冷却工艺等。2)水冷后介质冷却或其它布圈方式冷却如ED法、EDC法沸水冷却、流态床冷却、DP法竖井冷却及间歇多段穿水冷却等。2021/10/814A、Stelmor控冷工艺斯太尔摩控冷

8、工艺布置示意图1—成品轧机；2一水冷箱；3一恢复段；4——夹送辊；5一吐丝机；6一斯太尔摩运输机；7——集卷简；8一升降梁；9一风机2021/10/815a、Stelmor控冷工艺特点：轧后的线材经两种不同的冷却介质进行两次冷却即一次水冷，二次风冷。重点是在风冷段实现对冷却速度的控制。b、Stelmor