分析控制軋制工藝對中厚板性能的影響

位亮

【摘? 要】在工業(yè)生產(chǎn)加工中，管線鋼的應(yīng)用，能夠大大提升工業(yè)加工質(zhì)量，提升工作效率。而厚板的性能，直接影響生產(chǎn)成效和工業(yè)輸出產(chǎn)量，因此技術(shù)人員需要對影響中厚板性能的各類因素進行分析，有效判定控制軋制工藝對中厚板性能的影響，繼而為新技術(shù)的催生以及控軋控冷工藝的實現(xiàn)奠定堅實的基礎(chǔ)。本文主要研究控制扎工藝對中厚板性能的影響。

【關(guān)鍵詞】控制扎工藝;中厚板性能;影響

前言

在工業(yè)加工制造中，中厚板的生產(chǎn)一般情況下采取的是未再結(jié)晶控軋控冷工藝，因此實際的應(yīng)用中不能施加太大的壓力。而且這類工藝或設(shè)備在國內(nèi)的許多鋼廠都已經(jīng)投入生產(chǎn)和使用，成品大多表現(xiàn)為板卷交貨。但是中厚板的批量生產(chǎn)，長期受到設(shè)備能力以及管線鋪設(shè)等方面的限制，需要技術(shù)加工人員更新技術(shù)和設(shè)備的同時，引進國外先進的工藝，提升中厚板生產(chǎn)效率的同時，防止控制軋制工藝對其產(chǎn)生較大影響，從而提升工業(yè)加工效率。

一、控制軋制工藝對中厚板性能的影響

（一）對其組織性能的影響

由于工業(yè)加工工藝的不同，所選擇的加工設(shè)備以及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也各有差異。即使一些加工技術(shù)之間的差異并不大，但是在少量珠光體鋼或者是多邊形鐵元素中，如果其材質(zhì)中微合金元素的成分不同，就會導(dǎo)致其化學(xué)成分和強度有所差異，繼而對中厚板的性能造成一定的影響。由此可見，控制軋制工藝中化學(xué)因素的差異，是影響中厚板性能差異的重要要素。同時，再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝的沖擊韌性，要比未再潔凈區(qū)控制軋制工藝的沖擊韌性弱，而且還會隨著周遭環(huán)境溫度的變化而變化，如環(huán)境溫度減低，其表面的溫度也會隨之降低。例如在觀察沖擊之后，發(fā)現(xiàn)其斷口為脆性斷口，就說明再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝鋼板的韌脆性較弱，容易受到溫度的影響。而在測定不同控制軋制工藝下中厚板晶粒度的時候，未再結(jié)晶區(qū)也比結(jié)晶區(qū)的粒度小一到兩個級別。這種情況說明，未再潔凈區(qū)控制軋制工藝的低溫韌性，要比再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝的低溫韌性強很多。因此在實際的工藝加工中，通過細化晶粒，能夠在很大程度上促進鋼溫度的轉(zhuǎn)變，從而提升工業(yè)加工效率[1]。

控制軋制工藝，通常情況下是通過細化晶粒來材料物質(zhì)的韌性的，但是這種工藝與物理冶金技術(shù)原理明顯有著較大的差異。例如未再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝是在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進行的，其主要目的是為能夠有效促進材料的高密度變形，以便后續(xù)的維修與加工，在增加晶粒有效面積的同時，使其變形的過程能夠擁有更多的形核點，從而提升整個材質(zhì)的韌性。再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝，則是通過反復(fù)提煉結(jié)晶細化晶體才得到的奧氏體晶粒。因此該過程內(nèi)晶體的變形僅局限于晶界的內(nèi)部，并沒有在有效的區(qū)域內(nèi)形成明確的形核點，因此其單位面積內(nèi)的形核率較高。而且在相辯護前，奧氏體晶粒的大小和尺寸如果相同，未再結(jié)晶控制軋制技術(shù)要比結(jié)晶控制軋制工藝所細化的晶粒效果好一些，因此韌性也就更強一些。

（二）工藝比較

首先從未再結(jié)晶區(qū)控制軋制工藝的角度來講，其工藝特點包括再結(jié)晶區(qū)有一定的壓縮比，通過細化奧氏體晶粒，能夠保證晶粒的內(nèi)部能夠形成一個均勻的形變帶，這時候要求軋機的剛度要高，而且具有高負(fù)荷，提升其韌性。其中厚板的生產(chǎn)的過程中，如果未再結(jié)晶區(qū)的變形抗力大，那么整個環(huán)境對于設(shè)備質(zhì)量的要求就相對較高，一旦作業(yè)過程中頭尾溫差較大，就不宜進行大面積軋制控制。在未再結(jié)晶區(qū)，由于對工藝有待溫的要求，需要一定的機器設(shè)備來輔助以實現(xiàn)降溫過程，操作難度相對較大[2]。

在再結(jié)晶區(qū)控制軋制過程中，靜態(tài)的壓力必須要大，以防止出現(xiàn)晶粒過大所造成的溫差較大造成的材質(zhì)溫度分布不均的情況。同時，再結(jié)晶區(qū)控制軋制后需要采取快冷技術(shù)，防止鋼板在相對高溫的環(huán)境中逗留太長時間導(dǎo)致表面溫度分布不均。而加熱后的晶粒對尺寸的要求相對較大，要求晶粒細小且均勻。在實際操作的過程中，由于可以進行連續(xù)軋制，生產(chǎn)效率也能在很大程度上得到提升。

二、控制軋制控冷工藝終軋溫度對韌性的影響

基于對金相組織的觀察，不同控軋控冷工藝，對于管線鋼板的影響是各有差異的。無論是處在再結(jié)晶區(qū)還是未再結(jié)晶區(qū)，終軋溫度的改變，都會或多或少地影響部件的沖擊韌性。例如在再結(jié)晶區(qū)控軋，通過降低終軋溫度，能夠使部件在靜態(tài)再結(jié)晶區(qū)軋制，并在一定的溫度和黃金條件下實現(xiàn)晶粒的轉(zhuǎn)化，從而改善其韌性。在未再結(jié)晶區(qū)軋制，降低作業(yè)溫度能夠改變晶粒內(nèi)部的形變密度，提升其形核率的同時，實現(xiàn)改善晶粒低溫韌性的目的。除此之外，降低終軋溫度，也能使材料結(jié)構(gòu)中的一些化學(xué)元素發(fā)散并析出出去，繼而優(yōu)化晶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和密度。

在再結(jié)晶區(qū)控制軋制的過程中，通過降低溫度能夠有效改良晶粒的密度，甚至還能優(yōu)化整個工業(yè)加工的過程，提升作業(yè)效率。但是由于現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境中工藝和設(shè)備等條件因素的限制，部件在進入冷卻區(qū)后，一旦操作的時間過長，就會導(dǎo)致晶粒的大幅脹大。因此，通過降低作業(yè)環(huán)境的溫度，能夠有效地防止晶粒形核的速度，防止其粗化[3]。

作為對加工性能要求較高的鋼種之一，管線鋼在實際應(yīng)用的過程中，處于再潔凈區(qū)控制軋制處理的效果并不理想。具體表現(xiàn)為在再結(jié)晶區(qū)中，作業(yè)時對于鋼板質(zhì)量的要求相對較高，偏析程度要小一些，需要降低加熱的溫度以保障部件表面的光滑，進而得到較為工整和靜態(tài)的晶粒。而且再結(jié)晶區(qū)控制軋制后應(yīng)該立即進入到水冷的時間，但是由于作業(yè)條件的限制，許多加工環(huán)境中并沒有設(shè)置專門的水冷區(qū)域，導(dǎo)致其表面的溫度過高造成晶粒膨脹的情況?；诖耍趯芫€鋼進行加工和分解的過程中，應(yīng)該盡量優(yōu)化作業(yè)環(huán)境，使其達到未再結(jié)晶區(qū)作業(yè)的要求，強化工業(yè)加工效率的同時，為新技術(shù)的更新和發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

中厚板的性能直接關(guān)系到工業(yè)加工技術(shù)能夠得到有效施展以及作業(yè)成果，因此在實際加工操作中，技術(shù)人員要給予分析控制軋制工業(yè)的視角，強化工業(yè)加工的作業(yè)效率，滿足提升中厚板性能的施工條件，根據(jù)實際情況采取再結(jié)晶區(qū)以及未再結(jié)晶區(qū)的施工工藝，保障晶粒尺寸適中，提升晶粒韌性，滿足施工效率的同時，為提升工業(yè)作業(yè)質(zhì)量、促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]汪杰. 無立輥軋機寬厚板矩形度控制研究[D].安徽工業(yè)大學(xué)，2017.

[2]李高盛. 差溫軋制對厚板心部變形和組織的影響研究[D].北京科技大學(xué)，2017.

[3]谷慶，馮光宏，常崇民，李巖.控制軋制工藝對中厚板性能的影響[J].鋼鐵研究，2015（01）：12-15.

（作者單位：南京鋼鐵股份有限公司）