控制軋制是指在比常規軋制溫度稍低的條件下，採用強化壓下和控制冷卻等工藝措施來提高熱軋鋼材的強度、韌性等綜合性能的一種軋制方法。控制軋制鋼的性能可以達到或者超過現有熱處理鋼材的性能。
基本介紹
- 中文名：控制軋制
- 外文名：controlled rolling
- 目的：控制鋼材組織性能等
- 優點：簡化生產工藝過程等
- 缺點：不能滿足所有鋼種等
- 學科：機械工程
簡述,特點,類型,技術要點,
簡述
控制軋制是在調整鋼的化學成分的基礎上，通過控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數，控制奧氏體狀態和相變產物的組織狀態，從而達到控制鋼材組織性能的軋制方式。控制軋制也可以更廣泛地理解為對從軋前的加熱到最終軋制道次結束為止的整個軋制過程進行最佳控制，以使鋼材獲得預期良好的性能。
控制軋制的任務是通過加熱溫度、軋制過程中各個道次的軋制溫度、壓下量等軋制參數的控制與最佳化來進行奧氏體狀態的控制，為後面冷卻過程中得到細小的相變組織等積累條件。控制軋制的要點是奧氏體狀態的控制，主要包括奧氏體晶粒尺寸的大小，內含能量的高低、內部缺陷的多少等。
特點
控制軋制具有常規軋制方法所不具備的突出優點。歸結起來大致有如下幾點：
(1)許多試驗資料表明，用控制軋制方法生產的鋼材，其強度和韌性等綜合機械性能有很大的提高。例如控制軋制可使鐵素體晶粒細化，從而使鋼材的強度得到提高，韌性得到改善。
(2)簡化生產工藝過程。控制軋制可以取代常化等溫處理。
(3)由於鋼材的強韌性等綜合性能提高，自然地鋼材使用範圍和產品使用壽命也得到了擴大和增長。從生產過程的整體來看，由於生產工藝過程的簡化，產品質量的提高，在適宜的生產條件下，鋼材的成本就會降低。
(4)用控制軋制生產的鋼材製造的設備質量輕，有利於設備輕型化。
但控制軋制也有一些缺點，對有些鋼種，要求低溫變形量較大，需加大軋機負荷，對中厚板軋機單位輥身長度的壓力由0.01 MN/mm加大到0.02 MN/mm。由於要嚴格控制變形溫度、變形量等參數，因之要有齊全的測溫、測壓、測厚等儀表；為了有效地控制軋制溫度，縮短冷卻時間，必須有較強的冷卻設施，加速冷卻速度。控制軋制並不能滿足所有鋼種、規格對性能的要求。
類型
控制軋制是以細化晶粒為主，來提高鋼強度和韌性的方法。控制軋制後奧氏體再結晶的過程，對獲得細小晶粒組織起決定性作用。根據奧氏體發生塑性變形的條件，控制軋制可分為三種類型：
(1)再結晶型的控制軋制。
它是將鋼加熱到奧氏體化溫度，然後進行塑性變形，在每道次的變形過程中或者在兩道次之間發生動態或靜態再結晶，並完成其再結晶過程。經過反覆軋制和再結晶，使奧氏體晶粒細化，這為相變後生成細小的鐵素體晶粒提供了先決條件。為了防止再結晶後奧氏體晶粒長大，要嚴格控制接近於終軋幾道的壓下量、軋制溫度和軋制的間隙時間。終軋道次要在接近相變點的溫度下進行。為防止相變前的奧氏體晶粒和相變後的鐵索體晶粒長大，特別需要控制軋後冷卻速度。這種控制軋制適用於低碳優質鋼和普通碳素鋼及低合金高強度鋼。
(2)未再結晶型控制軋制。
它是鋼加熱到奧氏體化溫度後，在奧氏體再結晶溫度以下發生塑性變形，奧氏體變形後不發生再結晶（即不發生動態或靜態再結晶）。因此，變形的奧氏體晶粒被拉長，品粒內有大量變形帶，相變過程中形核點多，相變後鐵素體晶粒細化，對提高鋼材的強度和1韌性有重要作用。這種控制工藝適用於含有微量合金元素的低碳鋼，如含鈮、鈦、釩的低碳鋼。
(3)兩相區控制軋制。
它是加熱到奧氏體化溫度後，經過一定變形，然後冷卻到奧氏體加鐵素體兩相區再繼續進行塑性變形。實驗表明：在兩相區軋制過程中，可以發生鐵素體的動態再結品；當變形量中等時，鐵素體只有中等回復而引起再結晶；當變形量較小時（15%~30%），回復程度減小。在兩相區的高溫區，鐵素體易發生再結晶；在兩相區的低溫區只發生回復。經軋制的奧氏體相轉變成細小的鐵素體和珠光體。由於碳在兩相區的奧氏體中富集，碳以細小的碳化物析出。因此，在兩相區中只要溫度、壓下量選擇適當，就可以得到細小的鐵素體和珠光體混合物，從而提高鋼材的強度和韌性。
技術要點
控軋軋制是一項人為地使奧氏體中儘可能多地形成鐵素體相變核的晶格異質，並有效地將鐵素體晶粒細化的技術。控制軋制的技術要點具體歸納為：
(1)儘可能降低加熱溫度，即將開始軋制前的奧氏體晶粒微細化。
(2)使中間溫度區（例如900℃以上）的軋制道次程式（道次壓下量）最佳化，通過反覆再結晶使奧氏體晶粒微細化。
(3)加大奧氏體未再結晶區的累計壓下量，增加奧氏體每單位體積的晶粒面積和變形帶面積。
從機理上考慮，關於鐵素體晶粒的微細化，上述(1)、(2)、(3)的效果可以認為是疊加的。
