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第一篇 控制轧制及控制冷却理论4

1．钢的强化和韧化4

1.1 钢的强化机制4

1.1.1 固溶强化4

1.1.2 位错强化6

1.1.3 沉淀强化7

1.1.4 晶界强化8

1.1.5 亚晶强化9

1.1.6 相变强化10

1.2 材料的韧性11

1.2.1 韧性定义及其表示11

1.2.2 提高钢材韧性的途径12

1.2.3 强化机制对韧性的影响15

思考题18

参考文献18

2．钢的奥氏体形变与再结晶20

2.1 热变形过程中钢的再结晶行为20

2.2 热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为23

2.3 动态再结晶的控制25

2.3.1 动态再结晶发生的条件25

2.3.2 动态再结晶的组织特点26

2.4 静态再结晶的控制27

2.4.1 静态再结晶的形核机构27

2.4.2 静态再结晶的临界变形量28

2.4.3 静态再结晶速度28

2.4.4 静态再结晶的数量29

2.4.5 静态再结晶晶粒的大小30

2.4.6 保温中奥氏体晶粒的长大34

思考题35

参考文献35

3．在变形条件下的相变37

3.1 变形后的奥氏体向铁素体的转变（A→F）37

3.1.1 从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒37

3.1.2 从部分再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒38

3.1.3 从未再结晶奥氏体晶粒生成的铁素体晶粒38

3.2.1 测定变形条件下Ar3温度的方法41

3.2.2 变形条件对Ar3温度的影响41

3.2 变形条件对奥氏体向铁素体转变温度Ar3的影响41

3.2.3 相变温度Ar3变化对组织结构的影响43

3.3 变形条件对奥氏体向珠光体转变、奥氏体向贝氏体转变的影响44

3.4 铁素体的变形与再结晶45

3.4.1 铁素体热加工中的组织变化45

3.4.2 在变形间隙时间里铁素体发生的组织变化46

3.5 在两相区（A+F）轧制时组织和性能的变化47

思考题49

参考文献50

4.1.1 轧前加热过程中的溶解51

4．微合金元素在控制轧制中的作用51

4.1 微合金元素在热轧中的溶解和析出51

4.1.2 控制轧制过程中微量元素碳氮化合物的析出52

4.2 微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用57

4.2.1 加热时阻止奥氏体晶粒长大58

4.2.2 抑制奥氏体再结晶58

4.2.3 细化铁素体晶粒62

4.2.4 影响钢的强韧性能63

思考题64

参考文献65

5．中高碳钢控制轧制特点66

5.1 中高碳钢奥氏体的再结晶行为66

5.1.1 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响66

5.1.2 铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响67

5.2 中碳钢控制轧制钢材的组织状态68

5.2.1 常温组织以铁素体为主的钢材（Mn＜1.0％）68

5.2.2 常温组织以珠光体为主的钢材69

5.2.3 共析钢69

5.3.1 中高碳钢组织对性能的影响70

5.3 中高碳钢的组织与力学性能的关系70

5.3.2 控制轧制中组织性能的变化71

思考题74

参考文献74

6．控轧条件下钢的变形抗力75

6.1 各种因素对奥氏体变形抗力的影响75

6.1.1 奥氏体晶粒尺寸对变形抗力的影响75

6.1.2 微量元素对变形抗力的影响76

6.1.3 多道次变形对变形抗力的影响76

6.2 考虑变形累积效果时的变形抗力计算78

6.1.4 形变热对变形抗力的影响78

6.3 （A+F）两相区轧制时的变形抗力80

思考题82

参考文献82

7．钢材控制冷却理论基础83

7.1 钢材水冷过程中的物理现象83

7.1.1 水冷时的沸腾换热现象83

7.1.2 相变热释放现象85

7.2 对流换热系数α及其确定方法85

7.3 控制冷却各阶段的冷却目的和冷却方式的选择88

7.4.1 轧后快速冷却对钢材强度的影响91

7.4 轧后快速冷却的强韧化机制91

7.4.2 轧后快速冷却对钢材韧性的影响94

7.5 热轧钢材水冷后温度场的计算95

7.5.1 轧件冷却过程的分析95

7.5.2 温度场计算的基本原理96

思考题97

参考文献97

8.1.1 钢的化学成分与加热温度关系99

8.1 控制轧制时坯料加热制度的选择99

8．控制轧制和控制冷却技术在钢板生产中的应用99

第二篇 控制轧制和控制冷却技术的应用99

8.1.2 加热温度对钢板强度的影响100

8.1.3 加热温度对钢板韧性的影响101

8.2 钢板和带钢控制轧制工艺特点102

8.2.1 奥氏体再结晶型控制轧制的特点103

8.2.2 奥氏体未再结晶型控制轧制的特点105

8.2.3 奥氏体和铁素体两相区控制轧制特点105

8.3.1 钢中各元素在控制轧制中的作用108

8.3 中厚钢板控制轧制及控制冷却108

8.3.2 不同类型中厚板轧机所采用的控制轧制工艺109

8.3.3 典型专用钢板所采用的控制轧制和控制冷却工艺116

8.3.4 中厚钢板在线控制冷却的应用120

8.3.5 中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的结合125

8.4 热连轧带钢的控制轧制和控制冷却127

8.4.1 国内热连轧带钢轧机上控制轧制工艺的应用127

8.4.2 国外热连轧带钢轧机上控制轧制工艺的应用128

8.4.3 连轧宽带钢的控制冷却131

8.6.1 双相钢的组织、性能特点和生产方法136

8.5 在炉卷轧机上的控制轧制和控制冷却136

8.6 控制轧制和控制冷却技术在双相钢钢板生产中的应用136

8.6.2 热轧双相钢的控制轧制和控制冷却138

8.7 控制轧制和控制冷却技术在连铸坯直送或热送轧制板带生产中的应用140

8.7.1 连铸坯直送或热送轧制板带的特点140

8.7.2 连铸坯直送或热送轧制采用控制轧制和控制冷却工艺要求142

8.7.3 热连铸坯直送轧制钢材与连铸冷坯再加热轧制钢材力学性能的比较143

思考题143

参考文献144

9.1.1 大中型型材的控制轧制和控制冷却146

9．控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用146

9.1 型钢的控制轧制和控制冷却146

9.1.2 钢轨的在线热处理152

9.2 棒材及钢筋的控制轧制和控制冷却155

9.2.1 棒材的控制轧制和控制冷却155

9.2.2 钢筋的控制轧制和控制冷却167

9.3 线材的控制轧制和控制冷却177

9.3.1 线材的控制轧制177

9.3.2 线材的轧后控制冷却181

思考题196

参考文献197

10．控制轧制及控制冷却技术在钢管生产中的应用198

10.1 热轧无缝钢管控制轧制工艺的开发和应用198

10.1.1 热轧无缝钢管变形规律研究方法198

10.1.2 热轧无缝钢管轧制过程中温度变化及变形量分配199

10.1.3 无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究202

10.1.4 18-8型奥氏体不锈钢管控制轧制209

10.2 轧后直接淬火210

10.2 热轧无缝钢管形变热处理工艺的开发与应用210

10.2.2 轧后快速冷却工艺220

10.2.3 低温形变淬火工艺221

10.2.4 高温形变贝氏体化处理工艺222

10.2.5 冷变形钢管TMTO法223

10.2.6 轧后余热正火223

10.2.7 热轧无缝钢管在线常化工艺的开发与应用224

思考题227

参考文献227