钢的控轧控冷试题

一.填空1控制冷却钢材的强化主要是（1）、（2）、（3）引起的。2再结晶的驱动力是储存能。它是以结构缺陷所伴生的能量方式存在。影响储存能的因素可以分为：一类是工艺条件，其中主要是（4）、（5）、（6）；另一类是材料的内在因素，主要是材料的（7）和（8）。3在冷却过程中，随着被冷却物与冷却物的温度差（即过热度）的增加，根据热流密度的不同可以分为四个区域，依次是（9）、（10）、（11）和（12）。4Ar3指的是（13）的温度，当冷却前奥氏体的残余应变增大时，Ar3的变化情况是（14）当冷却速度加快时，Ar3的变化情况是（15）。5在（A＋F）两相区变形时，使其强度升高的因素有16）、（17）、（18）和（19），其中最主要的是（20）。二.名词解释1)控制轧制2)韧性3)静态再结晶临界变形量4)形变诱导析出三.问答1简述钢材强化的几种主要机制，并说明他们对钢材韧性的影响。2说明热变形过程中各阶段的回复再结晶、应力和组织演变情况。3简述控制轧制过程各个阶段Nb（C、N）的析出状态。4简述微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用。5何为一次冷却、二次冷却和三次冷却？简述其冷却目的和要求。6控制轧制和控制冷却时Nb在奥氏体中有哪三种主要存在形式？们对阻碍再结晶和细化晶粒贡献大小如何？7简述在（F+A）两相区轧制时的组织演变。四.阅读资料回答问题。武钢1700热连轧机根据其设备特点和条件，采用控制轧制和轧后控制冷却工艺生产出X-60、X-65级管线用钢。为了获得良好的钢板综合性能，在冶炼时采取了相应技术，进行低碳、低硫和碳化物变性处理，并进行了Nb的微合金化。钢的成分如下，X-60级钢：0.083～0.12%C，0.20～0.33%Si，1.08～1.32%Mn，0.012～0.020％P、0.004～0.021％、0.028～0.040Nb。问题：1)说出钢中各种化学元素的作用。2)X-65钢的C含量比X-60钢的要低，这将导致C的固溶强化效果减弱，可以采用哪些措施来弥补？（X-65钢的性能指标比X-60钢的性能指标要高）3)根据资料判断，生产中采用的控制轧制可能是哪种类型？4)从表中可以看出，产品的Ak值纵横方向差别很大，可能是什么原因造成的？该如何改进？参考答案一填空1.（1）铁素体晶粒细化（2）贝氏体量增多（3）C、N化物的析出。2.（4）变形量（5）变形温度（6）变形速度（7）化学成分（8）冶金状态3.（9）自然对流（10）核态沸腾（泡状沸腾）（11）过渡沸腾（12）稳定膜态沸腾4.（13）冷却时奥氏体开始向铁素体转变的温度（14）提高（15）降低5.（16）产生亚结构（17）位错强化（18）织构强化（19）沉淀强化（20）产生亚结构注：（1）、（2）、（3）三个空答案可以互换；（4）、（5）、（6）三个空答案可以互换；（7）、（8）三个空答案可以互换；（16）、（17）、（18）、（19）四个控答案可以互换。二名词解释1)控制轧制：控制轧制是在热轧过程中通过对金属加热制度，变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变相结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制新工艺。2)韧性：韧性是塑性变形和断裂全过程中吸收能量的能力，是强度和塑性的综合表现。3)静态再结晶临界变形量：在一定的变形温度和变形速度下，为了使静态再结晶发生所必须的最小变形量叫静态再结晶的临界变形量。4)形变诱导析出：钢材经过变形后，由于产生大量位错和畸变能增加，促进了合金元素的析出，叫“形变诱导析出”。5)强化：三问答：1.钢的强化手段有：1)固溶强化：采用添加溶质元素使钢材强度提高，其强化的金属学基础是由于运动的位错与异质原子之间的相互作用。2)位错强化：通过变形使位错增加从而产生强化。其强化机理是位错的增加使得位错相互作用加强，出现交截等现象，变形时位错的积塞更加严重，这都使得使晶体产生滑移所需要的外力增加，即金属强化了。3)沉淀强化：合金元素在轧制或冷却时以C、N化物的形式析出造成的强化叫沉淀强化。其强化机理是细小弥散的析出物颗以钉轧等形式阻碍了位错的运动。4)晶界强化：多晶体中由于晶粒细化造成晶界的增加从而产生的强化叫晶界强化，其机理是多晶体中位错运动过程中要克服晶界的阻力。5)亚晶强化：低温加工的钢材因动态、静态回复形成亚晶造成的强化叫亚晶强化，其强化机理是亚晶本身是位错墙，亚晶细小且位错密度高，阻碍了位错的运动。2.一次冷却是指从终轧温度开始到变形奥氏体向铁素体开始转变温度Ar3或二次碳化物开始析出温度Arm这个温度范围内的冷却控制。这一阶段控制冷却的目的是控制变形奥氏体的组织状态，阻止奥氏体晶粒的长大，阻止碳化物析出，固定因变形引起的位错，降低相变温度，为相变做组织上的准备。一次冷却的开始快冷温度一般说来越接近终轧温度，阻止奥氏体长大和增大有效相变形核面积的效果越明显。二次冷却是指从相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。二次冷却的目的是控制钢材相变时的冷却速度和停止控冷的温度，即控制相变过程，以保证钢材快冷后得到所要求的金相组织和力学性能。根据不同的转变产物要求不同的冷却速度。三次冷却是指相变后至室温范围内的冷却。此阶段采用快速冷却工艺可以阻止铁素体晶粒长大，还可以阻止碳化物的析出，保持其碳化物固溶状态，达到固溶强化的目的。6Nb奥氏体在奥氏体中存在的三种方式为：加热时尚未溶解到奥氏体中的Nb(C、N)；固溶到奥氏体中的Nb；加热时溶解、轧制过程中又从奥氏体中重新析出的Nb(C、N)。一般认为加热时未溶解到奥氏体中的剩余Nb(C、N)由于颗粒大于1000A，不能阻止再结晶的发生与发展。后两者都可以阻碍再结晶和细化晶粒，一般认为加热时溶解、轧制过程中又从奥氏体中重新析出的Nb(C、N)起主要作用。