冷却路径对热轧低碳钢相变的影响.pdf

冷却路径对热轧低碳钢相变的影响。张玉妥o①李殿中①兰勇军①沙孝春①②李依依①(中国科学院金属研究所①沈阳 110016)(鞍山钢铁公司②鞍山 114021) ..燮纛。竺妻。竖曼^..。,。,。....,。。,..。。.....。。I+。。纛关键词相致冷却模式低碳钢t翟_霞 1引言在现代热轧带钢生产中,为了获得良好的热轧带钢的力学性能,在带钢离开末架轧机进入卷取机之前,在输出辊道上进行快速冷却,以控制带钢的卷取温度。带钢在输出辊道上的冷却,是决定带钢力学性能的重要工序。对热轧普碳钢而言,组成相的体积分数是影响带钢力学性能的主要因素。因此,研究不同冷却模式下,冷却路径对相变的影响是必要的。本文以低碳钢Q235B为例,计算了三种不同冷却模式下,冷却路径对相变的影响。计算了不同冷却模式下,输出辊道上带钢温度一时间曲线、相变开始和结束温度、铁素体相变的演化过程,以及最终组成相的体积分数。 2相变模型为了定量预测和控制热轧带钢的微观组织和力学性能,通过实验观察、理论分析和数学模拟等手段开展了大量的工作[1,2]。假设新相仅在奥氏体晶界形成,单位奥氏体晶界面积』:新相的形核率和长大率与时间无关,奥氏体等温分解的动力学可用Avrami型方程[3]表示 X=1一exp(kt”) (1) 其中,相变分数x是时间t的函数,速率常数k依赖于温度和转变机制,时间指数”在一定。闰家重太基础研究项目(G1998061512). ●张玉妥,女,1966年7月,博士生;主要从事材料制备工艺过程的计算机模拟;通信地址:沈阳市文化路72廿。材料制备I艺模拟的温度范围内为一。g-数。参数^采用修改的Donnay等人[4-确定的表达形式,计算公式如下: t=P(1)·唧[(三群)?’] (2) 公式(2)中的四个参数P(1),P(2),P(3)和P(4)与了v丌、曲线的形状有关,对普碳钢而占,它们具有不同的表达式,如表l所示。表中,d,为有效奥氏体晶粒尺寸,d,=d,0/ (1-),cz,o为初始奥氏体晶粒尺寸;￡为残余应变。平衡温度A。A。与钢的化学成分有关,可以利用Thereto—Calc热力学软件计算。表1相变参数与化学成分、奥氏体晶粒尺寸的关系(化学成分为质量百分数,奥氏体晶粒尺寸为微米) P(4) A,21 5十28 15A/?”0 7C 67 9 y—P 175+27 8/∥o?22C 2 2 0 9 利用Scheil的n,加性法则,将公式(1)扩展到非等温相变过程,认为基体中一定温度下的卡H变分数仪仅是转变温度和已转变相百分含量的函数,即,X=,(x,T、)。假定相变为等动力学反应,[5“。采用Agarwal和 Brintacornbe【,]提出的计算方法,可以计算热轧普碳钢连续冷却过程中组成相的体积分数。 3冷却设备和冷却模式鞍钢热轧带钢厂1780 rrttTt机组层流冷却控制设备是由12组主冷和3组精冷及16组侧喷组成[?。根据终轧温度和卷取温度,由计算机控制水流量。鞍钢1780 1,3A31机组冷却模式分为三种:(1)前段急冷;(2)后段急冷;(3)缓冷;如图1所示。\\\\\ 翌m邢——]叟”l I——I mTTl丌rT]翌立皿皿ⅢⅡ二二]亚—显口工口]工Ⅱ工]亚图l 三种冷却模式示意图前段急冷模式(瞅1):6后段