《新一代TMCP技术》PPT课件.ppt

* * 新一代TMCP技术的原理 新一代TMCP出现的背景 社会的高速发展和人口急剧膨胀，使人类面临越来越严重的资源、能源短缺问题，承受着越来越大的环境压力。人类必须解决这些问题，才能与自然和谐发展，保持人类社会的长治久安和子孙后代的幸福安康。 针对这样的问题，在制造业领域，人们提出了4R原则，即减量化、再循环、再利用、再制造。 新一代TMCP出现的背景 具体到TMCP技术本身，我们必须坚持减量化的原则，即采用节约型的成分设计和减量化的生产方法，获得高附加值、可循环的钢铁产品。这种TMCP技术就是以超快冷技术为核心的新一代TMCP技术。 现代连续轧制过程－高速连续大变形和应变积累 终轧速度100m/s 现代连续轧制过程－高速连续大变形和应变积累 目前，实现新一代TMCP技术的条件已经具备。首先，热轧带钢过程采用高速连续大变形的轧制过程，即使在较高的温度下，也可以通过连续大变形和应变积累，得到硬化的充满缺陷的奥氏体。换言之，在现代的热连轧机，即使不用“低温大压下”，也可以实现奥氏体的硬化。 现代连续轧制过程－高速连续大变形和应变积累 对于棒线材轧机，横列式布置已经逐步被淘汰，高速连轧机已经取而代之。由于连轧中的连续大变形和应变积累，硬化的获得不仅不需要低温大压下，甚至也不一定必须合金和微合金元素添加。 控制冷却－组织变化 （细晶与相变强化） 初始 奥氏体 硬化奥氏体 力学性能可以通过 控制成分、轧制压下量 和奥氏体晶粒尺寸改变 冷却模式可以 通过水流量控 制和钢板厚度 改变 水冷＋空冷 铁素体＋回火贝氏体 通过控制组织 控制性能 优化品种 板坯加热 控制轧制 回火马氏体 （包括沉淀硬化） 温度 时间 冷却速度与贝氏体相变强化 K2－23 0.01C－1.5Mn－0.04Nb－0.09V Sv－有效奥氏体晶界面积（代表变形量的大小） 通过加速冷却，抑制铁素体相变，促进贝氏体相变，实现相变强化。 硬化奥氏体的“冻结” 在这种情况下，我们考虑的第一个问题是轧件的温度。由于采用常规轧制，终轧温度较高，如果不加控制，材料会由于再结晶而迅速软化，失去硬化状态。因此，在终轧温度和相变开始温度之间的冷却过程中，应努力设法避免硬化奥氏体的软化，即设法将奥氏体的硬化状态保持到动态相变点。近年出现的超快速冷却技术，可以对钢材实现每秒几百度的超快速冷却，因此可以使材料在极短的时间内，迅速通过奥氏体相区，将硬化奥氏体“冻结”到动态相变点。这就为保持奥氏体的硬化状态和进一步进行相变控制提供了重要基础条件。 新一代TMCP的变形和冷却特征 低温大压下 常温热轧 快速冷却 动态相变点 冷却路 径控制 温度 时间 新一代热带轧机的控制冷却系统 10 11 12 ~52 m F 1 F2 F3 F4 F5 F6 卷取机 DC1 DC2 CT FDT FET 94 m 精轧六机架 1 6 2 3 4 5 7 8 9 5.6 m MT ~18 m 5~10 m 超快速冷却装置的配置 ΔTi=f (v,h,p,T) V—带钢速度 h－带钢厚度 p－冷却水压力 T－带钢温度 i 控制冷却过程自动化系统控制功能关联 冷却速度 国外，比利时的CRM率先开发了超快速冷却（UFC）系统，可对4mm的热轧带钢实现400℃/s的超快速冷却。日本的JFE-福山厂开发的Super OLACH系统，可以对3mm的热轧带钢实现700℃/s的超快速冷却。 国内，东北大学RAL开发的高冷速系统也可以达到相似的冷却效果。RAL开发的棒材超快速冷却系统对20mm直径的棒材，可以实现1000℃/s的超高速冷却 精细控制的、均匀化的超快速冷却 轧后钢材超快速冷却，迅速穿过奥氏体区，达到快速冷却条件下的动态相变点。立即停止冷却。所以，这种超快速冷却不同于淬火，准确的超快冷却停止温度是十分重要的。采用高冷却速率时，会由于钢板冷却不均会造成钢板的翘曲，这些问题需要解决。 精细控制的、均匀化的超快速冷却 超快速冷却技术应当具有下面3个特点： （1）具有超快速冷却能力，即其冷却速度可以达到水冷的极限速度 （2）板面内温度分布均匀 （3）可以实现高精度的冷却终止温度控制。 超快冷却后的相变控制 超快速后的后续相变过程的控制。这方面，现代的控制冷却技术已经可以提供良好的控制手段，实现冷却路径的精确控制。对新一代TMCP而言，相变强化仍然是可以利用的重要强化手段。同样，也可以根据需要，适量加入微合金元素，实现析出强化。因此，新一代的TMCP将充分调动各种强化手段，提高材料的强度，改善综合性能。 高速连轧的温度制度－“趁热