1、热处理退火性能控制 及退火制度的制订,再结晶退火的介绍,由于退火的目的是使冷轧后的钢板内的组织发生回复,再结晶,和晶粒重新长大,从而使退火后的 钢板具有良好的机械加工性能,而机械性能又与冷轧板的化学成分,热轧组织状态密切相关,因此制定退火工艺有以下原则:,冷轧带钢的退火工艺制度,主要是根据钢的化学成分,钢种和产品的质量技术标准,带钢的尺寸,卷重等因素的确定的,当然也和所使用的炉型结构直接有关。罩式退火炉内不同垛位的钢卷和同一钢卷的不同部位温度是不同的,但每一炉钢卷在加热和冷却过程中有一个温度最高点和最低点,通常称为热点和冷点,实验测得的热点在钢卷的边部,冷点通常在钢卷心部靠内侧,退火过程的每个
2、阶段是在一个温度范围内进行的,因此只要将冷点和热点的温差(通常成为T)控制在过程进行的温度范围内,就能达到对退火过程的控制,从而控制最终产品性能。下面主要叙述单垛罩式退火炉的退火工艺,及各种冷轧带钢现行的退火工艺制度。,1.加热速度的确定:钢的加热速度主要决定于钢的导热系数的大小,由于钢质不同,导热系数也不同,根据这个道理,在确定加热速度时,钢质是考虑的主要依据。钢的化学成分主要是碳含量和合金含量对导热系数的影响较大,碳含量高,合金含量高导热系数小,加热速度就适当慢一些,避免内外温差过大而造成组织和性能的不均。 从室温到400度加热速度一般是不加以限制的,其原因 :根据再结晶过程的原理,带钢从
3、室温加热到400度,带钢组织无明显变化,轧制过程中被拉长的晶粒刚刚获得恢复,尚未形成再结晶,在这个温度区间加热速度快或慢对性能的影响是不大的。,2保温温度和保温时间的确定: 保温温度和保温时间是再结晶退火最重要的工艺控制点。根据再结晶过程原理,碳钢的再结晶温度约在450500度开始,即钢的再结晶温度是在一个范围内,而不是固定的某一温度。再结晶温度与带钢内部组织有关,如:冷加工变形越大,晶格歪扭和晶粒被拉长的现象越严重,带钢内部的内能也就越大,越易形成再结晶,即在较低的温度下就能再结晶。近年来发展起来的超低碳钢,如IF钢,为了具备更好深冲性能,在钢中还加入了Ni、Ti等元素,使这种钢的再结晶温度
4、提高,因此需要更高的保温温度。加热时钢卷的表面温度高,而内部有个温度最低的点,即冷点,为了保证整个钢卷的再结晶完成,保温温度还必须高于再结晶温度一定数值,即保证保温一定时间后冷点的温度也高于钢卷的再结晶温度,使整个钢卷充分的再结晶。,保温温度的选择范围,即冷轧带钢再结晶的范围,保温温度的确定,主要依据产品的标准和技术条件即钢种和带钢的厚度。确定保温时间一般规律是同钢质有关,另外卷越大,带钢越厚,保温时间越长,对易产生层间粘结缺陷的钢质和厚度规格,保温时间要适当确定低些,保温时间短些,对易产生抗张强度偏高,或者塑性不足的钢质和厚度规格,保温时间要适当确定高些,保温时间确定长些。 3.冷却速度的确
5、定: 根据多年生产实践和国内外关于冷轧带钢退火理论的论述,特别今年快速冷却的出现,冷却速度应该是越来越好,因为冷却速度快不影响某些钢种的性能,而且还提高了炉台的效率,改变了台罩比。对性能有特殊要求的钢种,出炉温度的确定,主要是以带钢卷出炉与空气不发生氧化为依据,考虑到炉台的利用效率和退火产量,出炉2)保温温度不能超过相变线,否则组织会发生变化,得不到铁素体.,1再结晶退火;2正火;3消除应力退火;4完全退火;5球化退火;6扩散退火 图1 各种退火和正火的加热温度(a)和工艺曲线(b),再结晶退火,冷轧薄板再结晶退火是将塑性变形的金属加热到再结晶温度以上,Ac1以下.经罩式退火炉加热、保温、冷却,内部组织通过回复,再结晶和晶粒长大三个不同的过程,消除带钢冷轧过程中产生的加工硬化,弹性畸变和形变内应力,形成新的等轴晶或饼形再结晶晶粒,恢复钢带塑性变形的能力.因此退火工艺是冷轧部分决定性能的关键工序,再结晶温度由压下率,原始晶粒度,加热速度来决定. 压下率 压下率大,再结晶温度低,退火温度越低。 原始晶粒度 原始晶粒粗大,变形阻力小,变形后内能集聚较少,再结晶温度高。 加热速度 加热速度越快,再结晶温度越低,冷轧后金相组织,退火后金相组织,