控制軋制(CR)技術是不斷發展的,通?？刂栖堉坪蠖疾捎眉铀倮鋮s,甚至熱軋后由高溫奧氏體區直接淬火也被廣泛應用。
與傳統工藝相比,控制軋制+控制冷卻技術具有明顯的技術特點,如圖1所示。
圖1 軋控冷與傳統工藝比較的示意圖
TMR-熱機械軋制;L-中間淬火;R-熱軋;AC-加速冷卻;CR-控制軋制;
N-正火;DQ-直接淬火;RQ-傳統加熱淬火;T-回火
典型的控制軋制有三個不同的溫度階段:再結晶區控軋、未再結晶區控軋和γ+α兩相區控軋。通常所說的控制軋制主要是指奧氏體未再結晶區的控制軋制。
奧氏體未再結晶區控制軋制的溫度在奧氏體再結晶終止溫度之下(約950℃~AR3),處于奧氏體區溫度的下限范圍。在此溫度范圍內軋制時,奧氏體晶粒產生形變,但不發生再結晶,通過累積形變量,形成大量被拉長的形變奧氏體。形變量越大,奧氏體晶粒內產生的滑移帶和位錯就越多,有效晶界面積增大,相變時在晶界和形變帶上鐵素體形核就越多。通過奧氏體未再結晶區的控制軋制改造了奧氏體,使奧氏體轉變成以位錯、形變帶和胞狀組織等形式出現的形變累積奧氏體,從而增加了相變時鐵素體的形核位置和形核率,還可形變誘導產生鐵素體,使晶粒細化。奧氏體未再結晶區控軋后增大冷卻速度,也可增加鐵素體形核驅動力、形核位置和形核率,使鐵素體晶粒進一步細化。
一般地說,采用不同微合金化元素的微合金鋼,其軋制工藝也是不同的。對鈮微合金鋼來說,采用控制軋制工藝是比較適合的,而對釩微合金鋼來說,則采用再結晶控制軋制比較適合。但是,在很多情況下,例如管線鋼,采用V+Nb復合微合金化+控制軋制工藝也是很合適的。對于X60、X65、X70、X80等管線鋼,很多研究者均采用了V+Nb復合微合金化技術+控制軋制工藝也獲得了滿意的結果,如表1所示。
表1 Nb-V復合微合金化管線鋼成分(%)
在采用控制軋制工藝時,如果在奧氏體未再結晶區軋制形變量不足時,將會得到粗細不均的混晶鐵素體晶粒。對采用鈮、釩、鈦微合金化鋼來說,在奧氏體未再結晶區控軋的形變量應達到40%~50%或更大。通常含有鈮、釩、鈦微合金元素的鋼,再結晶溫度會升高,奧氏體未再結晶區擴大,實現奧氏體未再結晶區的軋制是非常有利的。但是,在奧氏體未再結晶區的軋制,由于溫度比較低,所以生產效率低;低溫下鋼的形變抗力大,對軋機的軋制力要求很高,傳統的老軋機必須進行改造。
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