活套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。活套軋制鋼的性能可以達到或者超過現有熱處理鋼材的性能。
優點
活套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,用活套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。例如活套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。活套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得以提高,自然地導致鋼材使用範圍的擴大和產品使用壽命的增長。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,會使鋼材的成本降低。
(4)用活套軋制鋼材製造的設備重量輕,有利於設備輕型化。
種類
活套軋制是以細化晶粒為主,用以提高鋼的強度和韌性的方法。活套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(再結晶過程、非再結晶過程或γ-α轉變的兩相區變形),活套軋制可分為三種類型。
(一)再結晶型的活套軋制
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素體晶粒長大,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。
(二)未再結晶型活套軋制
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,晶粒內有大量變形帶,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。
(三)兩相區活套軋制
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,並在Ar1溫度以上結束軋制。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晶;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。
套用
在實際軋制中,由於鋼種、使用要求、設備能力等各不相同,各種控制軋制可以單獨套用,也可以把兩種或三種控制工藝配合在一起使用。