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绪论1

第一篇 控制轧制及控制冷却理论1

1钢的强化和韧化3

1.1钢的强化机制3

1.1.1固溶强化3

1.1.2形变强化4

1.1.3沉淀强化与弥散强化5

1.1.4细晶强化6

1.1.5亚晶强化7

1.1.6相交强化8

1.2材料的韧性8

1.2.1韧性定义及其表示方法8

1.2.2影响钢材韧性的因素8

参考文献12

2钢的奥氏体形变与再结晶13

2.1热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为13

2.2热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为16

2.3动态再结晶的控制18

2.3.1动态再结晶发生的条件18

2.3.2动态再结晶的组织特点19

2.4静态再结晶的控制21

2.4.1静态再结晶的形核机构21

2.4.2静态再结晶的临界变形量22

2.4.3静态再结晶速度22

2.4.4静态再结晶的数量23

2.4.5静态再结晶晶粒的大小23

2.4.6再结晶区域图27

参考文献29

3在变形条件下的相变31

3.1变形后的奥氏体向铁素体的转变（A→F）31

3.1.1从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒31

3.1.2从部分再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒32

3.1.3从未再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒32

3.2变形条件对奥氏体向铁素体转变温度Ar3和组织结构的影响35

3.2.1变形条件对Ar3温度的影响36

3.2.2相变温度Ar3变化对组织结构的影响38

3.3变形条件对奥氏体向珠光体转变、奥氏体向贝氏体转变的影响38

3.4铁素体的变形与再结晶39

3.4.1铁素体热加工中的组织变化39

3.4.2在变形间隙时间里铁素体发生的组织变化40

3.5在两相区（A＋F）轧制时组织和性能的变化41

3.6超细晶化钢生产中控轧控冷工艺的特点43

3.6.1形变诱导（强化）铁素体相变钢44

3.6.2低（超低）碳贝氏体钢和针状铁素体钢46

参考文献49

4微合金元素在控制轧制中的作用50

4.1微合金元素在热轧前加热过程中的溶解50

4.1.1铌在奥氏体中的溶解50

4.1.2钒在奥氏体中的溶解51

4.1.3钛在奥氏体中的溶解51

4.2控制轧制过程中微量元素碳氮化合物的析出52

4.2.1各阶段中Nb（C、N）的析出状态52

4.2.2影响Nb（C、N）析出的因素55

4.3微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用57

4.3.1加热时阻止奥氏体晶粒长大57

4.3.2抑制奥氏体再结晶57

4.3.3细化铁素体晶粒61

4.3.4影响钢的强韧性能62

参考文献65

5中高碳钢控制轧制特点67

5.1中高碳钢奥氏体的再结晶行为67

5.1.1铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响67

5.1.2铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响68

5.2中高碳钢控制轧制钢材的组织状态69

5.2.1常温组织以铁素体为主的钢材（wMn<1.0％）70

5.2.2常温组织以珠光体为主的钢材70

5.2.3共析钢70

5.3中高碳钢的组织与性能的关系71

5.3.1中高碳钢组织对性能的影响71

5.3.2控制轧制中组织性能的变化72

参考文献74

6控轧条件下钢的变形抗力75

6.1影响控轧条件下钢的变形抗力的组织因素75

6.2考虑变形累计效果时的变形抗力计算77

参考文献78

7钢材控制冷却理论基础79

7.1钢材水冷过程中的物理现象79

7.1.1水冷时的沸腾换热现象79

7.1.2相变热释放现象81

7.1.3对流换热系数α及其确定方法82

7.2控制冷却各阶段的冷却目的82

7.3轧后快速冷却工艺参数对钢材强韧性的影响84

7.3.1轧后冷却速度的影响84

7.3.2轧后开冷温度的影响86

7.3.3轧后快速冷却终冷温度的影响87

7.3.4Nb、Ti等微合金含量的影响87

7.4控制冷却中的控制策略和数学模型89

7.4.1控制冷却策略89

7.4.2控冷数学模型90

参考文献91

第二篇 控制轧制和控制冷却技术的应用91

8控制轧制和控制冷却技术在板带生产中的应用93

8.1控制轧制时板坯加热制度的选择93

8.1.1钢的化学成分与加热温度的关系94

8.1.2加热温度对钢板强度的影响94

8.1.3加热温度对钢板韧性的影响96

8.2钢板和带钢控制轧制工艺的种类和特点97

8.2.1奥氏体再结晶型控制轧制的特点97

8.2.2奥氏体未再结晶型控制轧制的特点99

8.2.3奥氏体和铁素体两相区控制轧制特点99

8.2.4铁素体控制轧制的特点101

8.3中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的应用103

8.3.1合理选择钢的化学成分103

8.3.2不同类型中厚板轧机所采用的控制轧制工艺104

8.3.3中厚钢板的在线控制冷却107

8.3.4中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的结合115

8.3.5典型专用中厚钢板采用的控轧控冷工艺116

8.4热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺129

8.4.1热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺的应用129

8.4.2热连轧带钢生产线上的铁素体控轧控冷工艺133

8.5薄板坯连铸连轧生产线上采用的控轧和控冷工艺134

8.5.1薄板坯连铸连轧生产线的特点134

8.5.2CSP生产线上采用的控轧控冷工艺134

8.6控制轧制和控制冷却技术在双相钢板带生产中的应用136

8.6.1双相钢的组织、性能特点和生产方法136

8.6.2热轧双相钢的控制轧制和控制冷却138

8.7控制轧制和控制冷却技术在连铸坯直送或热送轧制板带生产中的应用141

8.7.1连铸坯直送或热装轧制板带的特点141

8.7.2连铸坯直送或热装轧制采用控制轧制和控制冷却工艺的要求142

8.7.3热连铸坯直送轧制钢材与连铸冷坯再加热轧制钢材力学性能的比较142

参考文献143

9控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用145

9.1型钢的控制轧制和控制冷却145

9.1.1大中型型材的控制轧制和控制冷却145

9.1.2钢轨的在线热处理154

9.2棒材及钢筋的控制轧制和控制冷却155

9.2.1棒材的控制轧制和控制冷却155

9.2.2轴承钢棒材的控制轧制和控制冷却161

9.2.3带肋钢筋的控制轧制和控制冷却167

9.3高速线材轧机机组的控制轧制和控制冷却工艺173

9.3.1高速线材轧机的概况173

9.3.2高速线材轧机机组的控制轧制174

9.3.3高速线材机组轧后控制冷却177

9.3.4线材的控制轧制及控制冷却工艺的应用184

参考文献188

10控制轧制、控制冷却及形变热处理技术在钢管生产中的应用189

10.1热轧无缝钢管控制轧制工艺研究基础189

10.1.1热轧无缝钢管变形规律的研究方法190

10.1.2热轧无缝钢管轧制过程中温度变化及变形量分配190

10.1.3热轧无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究193

10.1.418-8型奥氏体不锈钢管控制轧制200

10.1.5在热扩径机上采用控制轧制工艺生产锅炉管201

10.2热轧无缝钢管在线热处理的开发及应用202

10.2.1热轧无缝钢管轧后直接淬火202

10.2.2热轧无缝钢管轧后快速冷却工艺216

10.2.3热轧无缝钢管轧后余热正火（在线常化）217

10.3热轧钢管的形变热处理工艺222

10.3.1高温形变淬火222

10.3.2低温形变淬火223

10.3.3高温形变贝氏体化处理工艺224

10.4非调质钢的无缝钢管控轧工艺225

10.4.1微合金化非调质钢225

10.4.2高强度油井管的微合金非调质钢成分的优化225

10.4.3非调质高强度油井管钢控轧控冷工艺226

10.4.4微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例227

10.5热轧无缝钢管生产中采用控轧、控冷和在线热处理工艺的展望230

参考文献231