热轧钢材的组织性能控制 原理、工艺与装备PDF电子书下载

1钢材的力学性能及评价方法 1

1.1 钢的拉伸性能 1

1.1.1 拉伸应力-应变曲线 1

1.1.2 拉伸与均匀变形 2

1.2 钢的韧性和冲击试验 3

1.2.1 钢的韧性 3

1.2.2 钢的韧性评价方法 4

1.3 钢的蠕变性能 6

1.3.1 蠕变曲线 6

1.3.2 持久强度极限 7

1.3.3 持久塑性 8

1.3.4 应力松弛 9

1.4 钢的疲劳性能 9

1.4.1 钢的疲劳失效与应力状态 9

1.4.2 应力循环与S- N曲线 10

1.4.3 钢的疲劳性能评价 11

1.4.4 疲劳的影响因素 11

参考文献 12

2钢的强化和韧化机理 14

2.1 钢的强化机制 14

2.1.1 固溶强化 14

2.1.2 位错强化 16

2.1.3 沉淀强化 18

2.1.4 细晶强化 19

2.1.5 相变强化 21

2.2 钢的增塑和韧化机制 22

2.2.1 钢的增塑机制 23

2.2.2 钢的韧化机制 26

2.2.3 钢的韧化方法 28

参考文献 31

3钢的奥氏体组织演变与控制 33

3.1 高温变形奥氏体的再结晶 33

3.1.1 动态回复和动态再结晶 33

3.1.2 静态再结晶的控制 37

3.1.3 再结晶区域图 43

3.2 奥氏体变形储能及控制 44

3.3 低温奥氏体的形成与控制 48

3.3.1 低温奥氏体组织控制 48

3.3.2 残余奥氏体的稳定性 53

参考文献 55

4热变形奥氏体的动态相变与控制 57

4.1 过冷奥氏体相变及测试方法 57

4.1.1 热分析法 58

4.1.2 差示扫描量热法 58

4.1.3 声发射法 58

4.1.4 电阻法 59

4.1.5 热膨胀法 59

4.2 变形奥氏体的铁素体相变 60

4.2.1 变形对奥氏体向铁素体（γ→α）转变的影响 60

4.2.2 变形奥氏体的相变动力及形核 62

4.2.3 热变形对γ→α相变温度的影响 64

4.2.4 铁素体的变形与再结晶 67

4.3 变形奥氏体的珠光体相变 70

4.3.1 珠光体形核和珠光体形貌参数 70

4.3.2 珠光体的形核与长大 71

4.3.3 变形条件下的珠光体相变温度 72

4.4 变形奥氏体的贝氏体相变 74

4.4.1 贝氏体结构及形核 75

4.4.2 贝氏体的相变动力 77

4.4.3 典型低碳贝氏体钢的连续冷却相变 79

4.4.4 贝氏体相变与MA组织控制 81

4.5 变形奥氏体的马氏体相变 82

4.5.1 马氏体相变温度的影响因素 82

4.5.2 马氏体组织形态 84

4.5.3 马氏体形态与力学性能的关系 85

参考文献 87

5微合金元素的溶解与析出控制 90

5.1 微合金元素化合物特征 90

5.2 微合金元素的高温溶解 91

5.3 微合金元素的析出及控制 94

5.3.1 微合金元素的析出动力学 94

5.3.2 轧制过程中的析出 98

5.3.3 冷却过程中的析出 100

5.3.4 时效过程中的析出 102

5.4 析出物的长大 105

5.5 微合金元素及其在钢中的作用 106

5.5.1 阻止加热时奥氏体晶粒长大 106

5.5.2 抑制形变奥氏体的再结晶 107

5.5.3 强韧化作用 108

参考文献 113

6轧制过程传热学与冷却控制 115

6.1 传热过程物理现象 115

6.1.1 冷却传热现象 115

6.1.2 水冷时的换热现象 116

6.1.3 汽水混合冷却 117

6.1.4 相变与相变潜热 117

6.2 对流换热系数及测量方法 118

6.2.1 分析方法 118

6.2.2 实验方法 119

6.2.3 数值解法 119

6.3 不同冷却方式与对流换热系数 119

6.3.1 气雾冷却 119

6.3.2 层流冷却 120

6.3.3 缝隙喷射冷却 132

6.3.4 柱状流喷射冷却 138

6.4 不均匀冷却与残余应力 141

6.4.1 残余应力的测量 141

6.4.2 温度-相变-应力的耦合 142

6.4.3 热轧残余应力的控制 161

6.5 各种冷却装置及其应用 162

6.5.1 先进冷却装置的技术特征 163

6.5.2 钢材高效控冷技术的应用 167

参考文献 171

7金属塑性变形抗力的研究 172

7.1 金属变形抗力研究概况 172

7.1.1 变形抗力的概念与一般行为 172

7.1.2 金属塑性变形抗力的影响因素 172

7.1.3 金属塑性变形抗力研究概况 176

7.1.4 现有的金属变形抗力数学模型 178

7.2 金属塑性变形抗力的研究方法 179

7.2.1 实验方法 180

7.2.2 试验设备和试验方案 181

7.2.3 静态软化率的研究 182

7.3 典型钢种变形抗力研究案例 183

7.3.1 X80管线钢 183

7.3.2 X120管线钢 187

7.3.3 SPHC热轧带钢 191

7.3.4 95 CrMo工具钢 196

参考文献 204

8中厚板生产中的组织与性能控制 205

8.1 中厚板生产工艺流程 205

8.1.1 一般中厚板工艺流程 205

8.1.2 特殊中厚板工艺流程 205

8.1.3 中厚板生产常用工序功能 205

8.1.4 组织与性能控制关键工序 208

8.2 典型中厚板品种的组织与性能控制 210

8.2.1 高强度管线钢中厚板 210

8.2.2 桥梁用中厚钢板 215

8.2.3 高层建筑用钢 218

8.2.4 船舶及海洋工程用钢 223

8.2.5 锅炉容器钢板 229

8.3 中厚板的组织性能控制新工艺 235

8.3.1 中间冷却（IC）与高效控制轧制 235

8.3.2 温度梯度轧制（GTR） 240

8.3.3 直接淬火（DQ） 247

8.3.4 间断直接淬火（IDQ）与直接淬火分配（DQP） 253

8.3.5 在线热处理（HOP） 256

8.3.6 弛豫析出控制（RPC） 260

8.3.7 常化控制冷却（NCC） 261

参考文献 267

9热轧带钢的组织性能控制 269

9.1 热轧带钢生产工艺流程及特点 269

9.1.1 常规带钢热连轧工艺流程 269

9.1.2 薄板坯连铸连轧工艺流程 271

9.1.3 薄带铸轧工艺流程 274

9.2 带钢热轧过程的组织控制 276

9.2.1 加热铸坯的组织控制 276

9.2.2 热轧带钢生产过程的控制轧制 278

9.3 热轧带钢的控制冷却及相变控制 282

9.3.1 带钢轧后控制冷却工艺 282

9.3.2 冷却工艺对组织性能的影响 284

9.4 典型热轧带钢组织与性能控制应用 288

9.4.1 热连轧TRIP钢的组织与性能控制 288

9.4.2 热轧管线钢带的组织性能控制 291

参考文献 293

10组织性能控制在型钢生产中的应用 295

10.1 棒材及钢筋的组织性能控制 295

10.1.1 热轧棒材工艺及设备布置 295

10.1.2 棒材热轧过程的温度控制 298

10.1.3 热轧轴承钢棒材的组织控制 302

10.1.4 传统棒材生产线的控制轧制 311

10.1.5 热轧钢筋的组织性能控制 313

10.2 线材的组织性能控制 324

10.2.1 线材生产的温度控制 324

10.2.2 线材在线热处理工艺 335

10.3 异型材的组织性能控制 338

10.3.1 H型钢的组织性能控制 338

10.3.2 钢轨的在线热处理 343

参考文献 348

11热轧无缝钢管的组织性能控制 350

11.1 热轧无缝钢管的用途及性能要求 350

11.2 热轧无缝钢管的控制轧制 351

11.2.1 热轧无缝钢管变形规律研究方法 351

11.2.2 无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究 355

11.3 热轧无缝管的组织性能控制应用 360

11.3.1 轧后快速冷却工艺 360

11.3.2 轧后直接淬火 364

11.3.3 在线常化工艺 377

参考文献 383

12热轧钢材的组织性能预报与控制 385

12.1 加热过程的组织演变 385

12.1.1 奥氏体的形核与晶粒长大 385

12.1.2 影响奥氏体晶粒尺寸的主要因素 385

12.1.3 奥氏体晶粒长大模型 386

12.2 轧制过程中的组织演变 388

12.2.1 动态回复与再结晶 388

12.2.2 静态回复与再结晶 391

12.2.3 微合金元素的影响 393

12.3 轧后冷却过程的组织演变 399

12.3.1 相变平衡温度计算模型 399

12.3.2 相变孕育期计算模型 403

12.3.3 相变转变量计算模型 404

12.4 室温组织与力学性能关系模型 407

12.4.1 固溶强化模型 408

12.4.2 析出强化模型 408

12.4.3 位错强化模型 409

12.4.4 细晶强化模型 409

12.5 热轧钢材组织性能预报与控制系统及应用 410

12.5.1 热轧钢材组织性能预报模型构成 410

12.5.2 组织性能在线预报系统构成与应用 412

参考文献 415