摘要：结合板材轧制的特点，板材轧制的组织结构变化过程及其对性能的影响，结合目前较先进的控制轧制和冷却工艺，如何通过控制板材结构来控制板材结构对板材的性能进行了简要的分析和讨论，为控制板材轧制性能提供了一种有效途径。
关键词：金属加工；中厚板轧制；纵裂
利用金属在塑性变形作用下的外力作用，以获得特定形状，尺寸和机械性能的原材料，坯料或零件的制造过程，称为金属印刷加工。近年来，我国钢材轧制行业发展迅速，钢材年产量已达到9700多万吨，已成为世界钢铁产量最高的国家之一。
1.中厚板金属轧制概述
中厚板一般采用往复可逆轧制，工艺复杂、品种繁多、用途广泛。由于中厚板往复可逆轧制道次间隔时间长、连铸坯厚度大、材料沿厚度方形量和温度分布梯度大、轧制过程中板形状况会影响道次压下率，因此中厚板的生产工艺易波动在某厂生产中有时出现钢板强韧性，尤其是低温韧性不合格。经分析发现。性能不合钢板的晶粒组织粗大、不均匀，尤其是钢板芯部由于变形量不够，晶粒组织粗大。一般分为四种：锻造、轧制、拉拔、挤压。
1.1锻造工艺
锻造可分为自由锻造和模锻。自由锻造是在空气锤或液压压力机上将空白锻造成形状和尺寸。轧制是一种成形方法，其中金属坯料通过两个旋转辊之间的特定孔图案以形成特定的横截面轧制。轧制可分为垂直轧制，横向轧制和斜向轧制。拉伸是一种处理方法，对金属坯料的前端施加一定量的拉力并将其通过锥形腔体以改变形状和尺寸。拉丝是生产棒材，线材和管材的主要方法，其生产效率高。挤压是为大断面坯料创造一种塑料流动冲头。强大的压力迫使金属离开模腔以获得具有一定形状和小截面尺寸的工件。
2.中厚板轧制变形原因与措施分析
在轧制板时，板的不均匀变形将影响板在轧制过程中的扩展和边缘的形状，这将影响产品质量和金属的成品率。机理研究掌握边缘变形规律，采取相应措施解决边缘变形不均匀问题，指导中厚板生产，提高产品质量和成品率。
2.1钢板边部剪切纵裂原因分析
轧制过程中轧制机会变平，当边缘翻转时，轧制机的角落逐渐转移到板材表面。加宽和轧制时轧制钢的不均匀变形使得钢板的角度偏移量小于大面积，假定板的角度相对于钢板的边缘移动大约700mm，则当具有剪切力的钢板切削边缘时，上板表面的拉应力会使钢板的顶板表面沿原板角的弱表面撕裂并产生纵向裂缝，边缘变形的不均匀性在轧制理论分析假定通过改变双辊轧机的轧辊布置，采用相同的轧辊直径或轧辊，减小轧制方法的大小，优化加热系统顶部之间的温差以及板坯底部，能有效地解决轧制过程中轧制件的不均匀变形，解决中厚板纵向开裂的问题，产品质量和金属成品率。
2.2具体解决措施
解决中厚板轧制过程的边部不均匀变形问题应从以下几个方面入手：
1）减小钢板横轧展宽量。在有条件情况下，尽可能加大板坯宽度，用宽板坯生产大宽度钢板。这样可有效减少钢板轧制时的展宽轧制量，从而减轻宽钢板轧制时的边部不均匀变形程度，避免钢板切边时出现切边纵裂。因此，在轧制大宽度钢板时应尽可能采用板坯。
2）降低炉板顶部和底部之间的温差。优化板坯加热工艺，尽可能提高加热炉下的加热温度，降低炉底板上下温差，有效降低上下变形阻力滚动阻力差，从而减小轧件上下变形程度的差异，减少轧件边缘不均匀轧制变形。
3）提高变形量和渗透率。当轧制轧制时，由于轧制不足变形主要集中在轧件表面，导致轧件的轧制不均匀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆适当增加轧制过程中的轧制压下量可以有效地提高轧制变形区的渗透程度，减少轧制过程中的不均匀变形轧制过程。
为了确保上述办法的实施，还必须加强对中板生产现状研究，以确定边部不均匀变形影响因素、不均匀变形程度及与切边纵裂的关系；改变配辊方法消除不均匀变形；优化加热制度，降低不均匀变形程度。
3.中厚板轧制过程中的性能控制
中厚板的热轧过程可分为三个阶段：加热变形冷却。钢板的显微组织经历珠光体-奥氏体-珠光体的往复转变过程。任何一个阶段的组织结构变化都会导致钢板的最终组织结构发生不同程度的变化，从而影响钢板的最终性能。控制轧制和控制冷却过程是基于合理的控制金属加热系统，变形系统，温度系统和后轧制冷却系统，使热塑性变形与固态相变相结合，可获得细晶粒结构，使钢具有良好的综合性能。
3.1加热阶段的控制
加热过程中奥氏体在钢中的转变过程和条件将影响最终奥氏体的晶粒尺寸，形貌，转变的完善程度，晶体取向和内部结构，这将不可避免地影响产品结构和性能的变形，冷却过程和转变。加热阶段主要控制加热温度和加热速率。加热温度越高，加热速率越慢，钢中的碳和氮化合物越固溶，这减少了它们对晶粒生长的阻碍，因此促进奥氏体晶粒生长。因此，在保证钢坯均匀加热的条件下，适当降低加热温度和提高加热速度有助于提高钢的韧性。这是因为奥氏体晶粒的原始晶界为最有可能在再结晶过程中形成新的核热变形后。原始晶粒越小，晶界总面积越大，再结晶越多,晶粒越小。
3.2形变阶段的控制
变形阶段的控制主要体现在变形温度和变形程度上。电流控制轧制通常采用两阶段控制轧制，第一阶段是在完全再结晶区域中轧制，中间坯料被快速冷却，通过部分再结晶区域，并在第二阶段在未再结晶区域中轧制中间坯的厚度和中间坯的厚度决定了第二阶段的总变形率。总变形率一般为40％?50％。总变形率越大，铁素体晶粒越细小。韧性越好。在完全再结晶区域，合金中的变形量必须大于临界变形的上限以确保完全再结晶;在未再结晶区，加入一定数量的压缩变形可以帮助增加奥氏体晶粒中的滑移。移动和位错密度增加了有效晶界面积，这增加了铁素体成核位点并使铁素体晶粒细化，最终用于细化珍珠岩。一般来说，终轧温度越低，钢的强度越高，而在一定范围内的塑性韧性也会增加。最终结果的温度控制的控制与钢板的厚度和钢铁。如果钢板厚或碳当量高，最终温度必须低，否则最终温度必须更高。
3.3冷却阶段的控制
一般认为，控制轧制后的控制冷却的使用可以进一步细化铁素体晶粒，消除带状珠光体，均匀分布珠光体，甚至形成精细的贝氏体组织，从而增加钢板的强度，基本上不损害钢板的塑性，此阶段主要控制钢板的冷却速度和快速冷却的起始温度和结束温度。快速冷却开始温度会提高钢板的强度，而韧性会有不同程度的下降;淬火终止温度越低，强度越高，但终止温度过低会导致钢板塑性韧性急剧变差，因此为了获得钢板的良好综合性能，一般认为快速冷却起始温度必须高于Ar3温度，接近终轧温度，快速冷却终止温度一般控制在500-600℃。
经过以上分析可知，通过控制中厚板轧制过程中加热温度、压下率、终轧温度、冷却速度等各个关键的工艺参数，可以起到提高钢板综合性能的良好作用。
参考文献
[1]庞玉华，刘长瑞，赵永团.中厚板轧制头部弯曲研究现状浅析[J].上海金属.2006(3)
[2]王耀斌.中厚板头部翘曲的有限元模拟分析[J]中国新技术新产品.2009(4)
[3]郭同铀.钢板轧制过程中板头弯曲的研究和实践[D]硕士论文.2007
[4]孙一康.带钢热连轧的模型与控制.北京：冶金工业出版社，2002.
[5]孙本荣.中厚钢板生产.北京：冶金工业出版社，1993.
论文作者:蓝毅维
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：钢板论文; 晶粒论文; 温度论文; 不均匀论文; 中厚板论文; 奥氏体论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第23期论文;