汽车用钢38B3控制轧制与控制冷却工艺研究

论文摘要

38B3钢是用来制造轿车传动轴的重要材料,近年来,通过生产流程和工艺技术的不断创新、改进,尤其是正火材和剥皮碾光材的成功开发,不仅技术含量高,产品质量好,而且大大地提高了用户的生产效率和钢材利用率,经济效益和社会效益相当显著。本课题是针对38B3棒材,利用控轧控冷技术,在现场试验中,通过轧制过程中的温度控制及轧后的控制冷却,对成品进行力学性能分析、金相实验分析,探讨在控制轧制及轧后控冷过程中涉及的多种因素对组织和性能的影响,制订出较合理的控轧控冷工艺制度。本课题研究的主要内容和结论包括以下几个方面：（1）传统轧制生产时,生产线上没有水箱,只能采取后步热处理（正火）工艺来均匀晶粒度,提高HB和减少铁素体含量。（2）控轧控冷研究和试验表明：在线正火轧制生产时,生产线上有水箱,利用先进的RSB技术进行变形程度的控制,控轧控冷的显微组织比传统轧制38B3棒材的显微组织的铁素体含量少,而且晶粒细化。在线正火轧制生产38B3棒材的晶粒度、硬度、力学性能、带状,试验和生产检测数据达到了标准的要求。（3）轿车传动轴用钢38B3棒材的控轧控冷工艺,主要是RSB进出口温度和冷却温度的控制。通过精确的工艺和温度控制,不但实现在线正火轧制新技术代替离线正火热处理工序,而且钢材的检验结果硬度数值处在中值、晶粒度为7-8级、屈服强度高于标准约20MPa。（4）38B3加入Al、Cr、Mo,缩小了奥氏体,相应的扩大了未再结晶区,使38B3在Ar3以上的未再结晶区实现热机轧制成为可能,给返红温度留有一定时间,有利于水冷温度控制。钢中的B可以降低变形抗力,同时也降低最终淬火处理时变形和开裂倾向。B加入后使其脱碳敏感性减小,韧性和抗疲劳性能明显改善。（5）轿车传动轴用钢38B3棒材的控轧控冷工艺,由于取消了离线热处理正火工序,工序降本200元人民币／吨以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车工业发展对材料的要求
• 1.1.1 38B3棒材在汽车上的应用
• 1.1.2 38B3钢工艺的持续改进
• 1.1.3 38B3钢正火工艺的改进
• 1.2 控轧控冷技术的发展
• 1.3 控制轧制·控制冷却的基本原理
• 1.3.1 控轧控冷的温度制定
• 1.3.2 控轧控冷中奥氏体和铁素体的组织变化
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.5 研究的主要内容
• 第二章 控制轧制技术研究
• 2.1 控制轧制原理
• 2.2 控制轧制的主要方法
• 2.2.1 控温轧制（CR）
• 2.2.2 两阶段控制轧制
• 2.2.3 三阶段控制轧制
• 2.2.4 低温精轧技术
• 2.3 控制轧制的变形机理
• 2.3.1 控制轧制的实质
• 2.3.2 钢的奥氏体形变与再结晶
• 2.4 奥氏体热加工后的形变及两相区轧制
• 2.4.1 由γ—α相变引起的铁素体晶粒细化
• 2.4.2 相变温度Ar3变化对组织结构的影响
• 2.4.3 两相区（γ+α）轧制时组织和性能的变化
• 2.5 合金元素在控制轧制中的作用
• 2.5.1 加热时阻止奥氏体晶粒的长大
• 2.5.2 抑制奥氏体再结晶
• 2.5.3 细化铁素体晶粒
• 2.5.4 影响钢的强韧性
• 2.6 控制轧制过程中钢的变形抗力
• 2.6.1 奥氏体晶粒尺寸对变形抗力的影响
• 2.6.2 微量元素对变形抗力的影响
• 2.6.3 多道次变形及变形热对变形抗力的影响
• 2.7 本章小结
• 第三章 控制冷却基础
• 3.1 控制冷却目的
• 3.2 控制冷却过程及冷却方式
• 3.2.1 控制冷却过程
• 3.2.2 控制冷却中常用的冷却方式
• 3.3 控制冷却的机理
• 3.3.1 控制冷却的实质
• 3.3.2 钢的轧后冷却相变过程
• 3.4 本章小结
• 第四章 38B3钢生产设备与工艺
• 4.1 生产线特点
• 4.2 主要品种和规格
• 4.2.1 生产品种
• 4.2.2 生产规格
• 4.3 主要设备
• 4.3.1 加热炉
• 4.3.2 粗轧机组
• 4.3.3 中轧机组和精轧机组
• 4.3.4 KOCKS减定径机组（线材预精轧机组）
• 4.4 生产工艺流程说明
• 4.5 本章小结
• 第五章 38B3钢控轧控冷试验与研究
• 5.1 38B3钢的化学成分及性能要求
• 5.2 38B3棒材传统轧制工艺流程及存在问题
• 5.2.1 38B3传统轧制工艺流程（正火材）
• 5.2.2 38B3传统轧制工艺质量及存在问题
• 5.3 38B3棒材在线控制轧制控制冷却工艺
• 5.3.1 38B3棒材控制轧制控制冷却生产工艺流程
• 5.3.2 38B3钢等亚共析钢在铁碳相图中的位置和特点
• 5.3.3 38B3工艺参数制定的依据
• 5.3.4 38B3中的Al、Cr、Mo、B作用
• 5.3.5 长型材38B3 KOCKS正火轧制变形程度及时间计算
• 5.3.6 控制轧制控制冷却试验方案
• 5.4 38B3棒材生产质量计划
• 5.4.1 工艺流程
• 5.4.2 工艺要点
• 5.5 宝钢特殊钢106-2001标准
• 5.6 控制轧制控制冷却试验过程
• 5.6.1 38B3 Φ45第一次正火（热机）轧制生产试验
• 5.6.2 38B3 Φ45第一次正火（热机）轧制生产试验记录
• 5.7 38B3 Φ45正火轧制试验结果及检测分析
• 5.7.1 方案A试验结果
• 5.7.2 方案B试验结果
• 5.7.3 方案B试验的组织状态
• 5.7.4 38B3控制轧制控制冷却试验结果分析
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢