控制轧制

控制轧制是指在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却等工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法。控制轧制钢的性能可以达到或者超过现有热处理钢材的性能。

简述

控制轧制是在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数，控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材组织性能的轧制方式。控制轧制也可以更广泛地理解为对从轧前的加热到最终轧制道次结束为止的整个轧制过程进行最佳控制，以使钢材获得预期良好的性能。

控制轧制的任务是通过加热温度、轧制过程中各个道次的轧制温度、压下量等轧制参数的控制与优化来进行奥氏体状态的控制，为后面冷却过程中得到细小的相变组织等积累条件。控制轧制的要点是奥氏体状态的控制，主要包括奥氏体晶粒尺寸的大小，内含能量的高低、内部缺陷的多少等。

特点

控制轧制具有常规轧制方法所不具备的突出优点。归结起来大致有如下几点：

(1)许多试验资料表明，用控制轧制方法生产的钢材，其强度和韧性等综合机械性能有很大的提高。例如控制轧制可使铁素体晶粒细化，从而使钢材的强度得到提高，韧性得到改善。

(2)简化生产工艺过程。控制轧制可以取代常化等温处理。

(3)由于钢材的强韧性等综合性能提高，自然地钢材使用范围和产品使用寿命也得到了扩大和增长。从生产过程的整体来看，由于生产工艺过程的简化，产品质量的提高，在适宜的生产条件下，钢材的成本就会降低。

(4)用控制轧制生产的钢材制造的设备质量轻，有利于设备轻型化。

但控制轧制也有一些缺点，对有些钢种，要求低温变形量较大，需加大轧机负荷，对中厚板轧机单位辊身长度的压力由0.01 MN/mm加大到0.02 MN/mm。由于要严格控制变形温度、变形量等参数，因之要有齐全的测温、测压、测厚等仪表；为了有效地控制轧制温度，缩短冷却时间，必须有较强的冷却设施，加速冷却速度。控制轧制并不能满足所有钢种、规格对性能的要求。

类型

控制轧制是以细化晶粒为主，来提高钢强度和韧性的方法。控制轧制后奥氏体再结晶的过程，对获得细小晶粒组织起决定性作用。根据奥氏体发生塑性变形的条件，控制轧制可分为三种类型：

(1)再结晶型的控制轧制。

它是将钢加热到奥氏体化温度，然后进行塑性变形，在每道次的变形过程中或者在两道次之间发生动态或静态再结晶，并完成其再结晶过程。经过反复轧制和再结晶，使奥氏体晶粒细化，这为相变后生成细小的铁素体晶粒提供了先决条件。为了防止再结晶后奥氏体晶粒长大，要严格控制接近于终轧几道的压下量、轧制温度和轧制的间隙时间。终轧道次要在接近相变点的温度下进行。为防止相变前的奥氏体晶粒和相变后的铁索体晶粒长大，特别需要控制轧后冷却速度。这种控制轧制适用于低碳优质钢和普通碳素钢及低合金高强度钢。

(2)未再结晶型控制轧制。

它是钢加热到奥氏体化温度后，在奥氏体再结晶温度以下发生塑性变形，奥氏体变形后不发生再结晶（即不发生动态或静态再结晶）。因此，变形的奥氏体晶粒被拉长，品粒内有大量变形带，相变过程中形核点多，相变后铁素体晶粒细化，对提高钢材的强度和1韧性有重要作用。这种控制工艺适用于含有微量合金元素的低碳钢，如含铌、钛、钒的低碳钢。

(3)两相区控制轧制。

它是加热到奥氏体化温度后，经过一定变形，然后冷却到奥氏体加铁素体两相区再继续进行塑性变形。实验表明：在两相区轧制过程中，可以发生铁素体的动态再结品；当变形量中等时，铁素体只有中等回复而引起再结晶；当变形量较小时（15%~30%），回复程度减小。在两相区的高温区，铁素体易发生再结晶；在两相区的低温区只发生回复。经轧制的奥氏体相转变成细小的铁素体和珠光体。由于碳在两相区的奥氏体中富集，碳以细小的碳化物析出。因此，在两相区中只要温度、压下量选择适当，就可以得到细小的铁素体和珠光体混合物，从而提高钢材的强度和韧性。

技术要点

控轧轧制是一项人为地使奥氏体中尽可能多地形成铁素体相变核的晶格异质，并有效地将铁素体晶粒细化的技术。控制轧制的技术要点具体归纳为：

(1)尽可能降低加热温度，即将开始轧制前的奥氏体晶粒微细化。

(2)使中间温度区（例如900℃以上）的轧制道次程序（道次压下量）最佳化，通过反复再结晶使奥氏体晶粒微细化。

(3)加大奥氏体未再结晶区的累计压下量，增加奥氏体每单位体积的晶粒面积和变形带面积。

从机理上考虑，关于铁素体晶粒的微细化，上述(1)、(2)、(3)的效果可以认为是叠加的。

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