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1、热轧工艺参数对08A1钢相变点的影响朱涛张开坚 易礼君刘雅政摘要：通过Gleeble热模拟实验，研究了加热温度，压下率、变形 温度和冷却速度对08A1钢Ar和Ar点的影响，得出了 08A1钢热连轧生 产中温度制度的最佳控制范围3，即在1 保证加热质量的前提下，加热温度 应控制在12001250C ；终轧温度控制在约900C ；轧后冷却速度应为 30C/s 左右。关键词：轧制工艺；08A1钢；相变点；温度制度轧钢The effects of hot rolling technology parameters on phasetransformation points of 08Al steelZ
2、HU Tao1,ZHANG Kai-jian1,YI Li-jun1,LIU Ya-zheng2(1.Panzhihua Iron & Stee1 Research Institute,Panzhihua617000,China;2.University of Science and Techno1ogy Beijing)Abstract:The effect of ro11ing techno1ogy factors,such as reheating temperature,reduction,deformation tempera-ture and coo1ingspeed,etc.,o
3、nAr3andAr1of08A1stee1wereinvestigated by G1eeb1e hot simu1ation test.Opti-ma1 temperature scheme for continuous hot ro11ing of 08A1 stee1 was obtained.The reheating temperature shou1d be contro11ed at about 12001250Cto guarantee the product qua1ity.The test suggests the finishing rolling temperature
4、 should be controlled at 900Cand the cooling speed after ro11ing shou1d be above 30 /s.Keywords:ro11ingtechno1ogy;08A1stee1;phasetransformation point;temperature scheme热连轧板带生产中，深冲系列钢板越来越多。对铝镇静钢板而言， 为了防止、厘转变过程中A1N的析出和终轧时两相区形成混晶组织， 提高产品冷轧退火后的n、r值，保证其深冲性能，一般要求其终轧温度 在Ar以上1)因此，确定生产过程中；丿空转变开始点Ar和终了点Ar3 3
5、1 是极为重要的。在众多轧制工艺因素中，加热温度、压下率、变形温度 和冷却速度对Ar和Ar点的影响十分明显，通过Gleeble热模拟实验， 31研究了这些因素对热轧铝镇静深冲钢板Ar和Ar点的影响。311实验材料和方法实验材料取自攀钢热连轧精轧机组前飞剪处，所选钢种为08A1,化 学成分见表1。试样加工成O6mmX10mm压缩样（两端有凹槽，便于填 充润滑剂），在Gleeble-1500热模拟实验机上采用不同工艺进行单道次 压缩变形，利用相变时材料体积发生变化来测试相变点，、并记 录 曲线，从而分析各因素对Ar和Ar点的影响。31表1试样化学成分兀素CSiMnPSCuVTiAltAls含量/%
6、0. 0560. 0100. 1650. 0110. 0140. 043V0. 010V0. 0100. 0440. 041实验共采用 3种工艺，示意图见图1,各工艺分别如下：工艺1：试样以10C/s加热至T，分别为1200、1100、1000C,保温5min； 以10C/s冷却至900C轧制，压下率分别为10%、20%、40%,变形速率0.1s-1, 轧后以5C/s冷却至600C，保温15min后空冷。工艺2:试样以10C/s加热至1200C，保温5min；以10C/s冷却至轧 制温度T，分别在1000、950、900、860、830C下轧制，压下率分别为10%、 220%、40%，变形速率
7、0.1S-1,轧后以5C/s冷却至600C,保温15min后空冷。工艺3:试样以10C/s加热至1200C，保温5min；以10C/s冷却至 950C，压下率40%，变形速率0.1S-1,轧后冷却速度分别取0.5、1.5、10、 20、30C/s冷却至600C，保温15min后空冷。加誰理度T,T:时间图1实验工艺示意图2 实验结果与讨论2.1加热温度和压下率对ArArx点的影响加热温度和压下率对 Ar 和 Ar 点的影响见图 231加热温度/C(a)加热温度/C(b)图2加热温度和压下率对Ar q Ar的影响31a)加热温度和压下率对Ar的影响；b)加热温度和压下率对Ar的影响311-压下率
8、 40%； 2-压下率 20%； 3-压下率 10%q由图可见，Ar和Ar温度均随加热温度的升高而降低，随压下率的增加31而升高。这是因为加热温度越高，？原始晶粒越大，在随后的再结晶过程中产生的再结晶晶粒也越大，以至晶界总面积较小，不利于铁素体形核生成，从而降低了 Ar 温度。同理， Ar 点也下移。另外，在同一加热温度下，随压 下率的增加，各类缺陷密度上升，对铁素体非均匀形核有利、故Ar、Ar温 度上升。31曲线示意图见图3,当压下率为10%和20%时，各加热温度下变形的奥氏体仅产生动态回复现象；变形结束后，由于大于静态再结晶的临界变形量 s,因此将有静态回复和再结晶发生。其中压下率为20%
9、,加热温度为1000C时，动态软化程度最大。而当压下率为40%时，加热温度为1200、 1250C时，奥氏体有动态回复现象；加热温度为1100、1000、1300C时，奥 氏体产生明显的动态再结晶。这说明加热温度在一定范围内，奥氏体动态再 结晶所要求的临界变形量较大，对降低 Ar 点有利。因此在 08Al 热板生产中， 应在保证加热质量的前提下，将加热温度控制在约12001250C。图3不同加热温度和压下率的 曲线示意图a) 压下率 10%； b) 压下率 20%； c) 压下率 40%加热温度：1-1300C； 2-1250C； 3-1200C； 4-1100C； 5-1000C2.2变形温
10、度与变形量对Arq Ar的影响31变形温度可改变晶粒变形后的储存能及晶界迁移率而影响再结晶的形核 速率和晶粒长大速度其对Ar和Ar的影响如图4。由图可见，变形温度对 13Ar和Ar点的影响约为045C。一般来说，当在奥氏体再结晶区变形时，13由于温度补偿，变形速率因子 z 增加，因此动态再结晶后的平均晶粒尺寸 D 较小；在奥氏体部分再结晶区变形时，变形温度降低，奥氏体未再结晶的数 量增大，有可能使 D 增大。而在奥氏体未再结晶区变形时，只有变形量大于 45%时，才有可能得到均匀细小的铁素体晶粒。奥氏体在不同的温度区域变形时，其平均晶粒尺寸决定了 Ar点温度，晶粒细小q Ar点温度值高。这是由
11、于晶粒细，有利于空的形核生成，反而提高了 Ar点。33图 4 不同变形温度和变形量对 Ar 和 Ar 的影响13a）加热温度和压下率对Ar的影响；b）加热温度和压下率对Ar的影响 131-压下率 40%； 2-压下率 20%； 3-压下率 10%对于Ar点，除受Ar点影响外，还受铁素体形核率和*7相变扩散系 13 数的作用。变形温度较高时，虽然相变扩散系数较大，但铁素体形核率较低 且其作用占优势，从而降低了 Ar 点；而变形温度较低时，相变扩散系数较小， 其对Ar点的作用大于铁素体形核率的作用，同样使Ar点降低。因而在950C 以上的高温区和850C以下的低温区变形时，Ar点相对较低。变形温度
12、一定时，静态再结晶的晶粒尺寸主要取决于该温度下的变形量 大小3。随着变形量的增加，变形后的奥氏体平均晶粒尺寸减小， Ar 和 Ar13 温度上移，且随变形温度不同波动。其中，当压下率为10%和20%时，Ar分 别在900C和950C时达到高峰值，此时？ +0C两相区温度范围为125C和 100C ；而对于压下率为40%以上的变形，900C时Ar为一低峰值。此时两相 区范围为105C左右。对于Ar而言，3种压下率平均在900C附近达到低峰 值，并且变形量越大，波动范围越大；而在860C附近变形时，Ar已无大的3 变化。当变形温度为830C时，已接近或进入？ +戊两相区，已无法分辨出Ar3 点。各
13、变形温度及压下率下的 Ar ,Ar 点和两相区温度范围见表 2。13表2 各变形温度及压下率下的 Ar,Ar 点和两相区范围13变形温 度/C压卜率10%压卜率20%压卜率40%Ar C1/Ar C3/两相区温 度范围/CAr C1/Ar C3/两相区温 度范围/CAr C1/Ar C3/两相区温 度范围/C10006928271357028271257228401189057008251257328309873784210590070582512072082793732835103860697837140712840128735842107830675一一687一一705一一在3种变形条件下
14、，900C时Ar点相对较低，此时？区最大，？ +虫两相区 最小，对生产控制十分有利。虽然变形温度为950C时？ +空两相区也较小，但由 于此温度下Ar点较高及生产控制较为困难，故不予考虑。因此，在08A1钢实3际生产中，从压下率和变形温度综合考虑，将终轧温度控制在900C左右较合理。2.3 冷却速度的影响轧后不同冷速对 Ar 和 Ar 温度也有很大影响，如图 5 所示。由图看出，轧13后冷速升高，Ar点和Ar点下降，其中Ar点在冷速为1020C/s范围时，下1 3 3降趋势平缓；冷速大于20C/s后，又有一个快速下降的过程。这是由于变形后 冷速增加，过冷度加大，？和空相之间的自由能差AGp增大
15、，促使相变进行。 另一方面，过冷度较小，则相变仅沿表面和晶界进行，易造成相变后组织不均； 随着过冷度增加，相变在晶内和晶界可同时进行，相变后得到比较均匀的组织。 因此，08A1热轧钢板轧后冷速范围建议为2530C/s，并尽可能取高限值。冷却速度/C.s-ia）冷却速度/C.s-i b）图5冷却速度对Ar、Ar的影响13a）冷却速度对Ar的影响；b）冷却速度对Ar的影响133 结论通过以上实验结果，可以看出，轧制工艺参数对08A1钢Ar和Ar点的影响 极为复杂，在制定生产工艺时，必须考虑不同工艺参数的综合作用。在08A1热 板生产中，通过分析可得出如下结论：（1）在保证加热质量的前提下，应将板坯加热温度控制在约 12001250C。（2）综合变形温度和变形量对Ar和Ar的影响，生产中将终轧温度控制在31900C附近是比较合理
