轧制道次对变形量的影响

3多道次轧制中铁索体晶粒的细化机理在此研究的同时，作者用0.18C-0.44Si-1.36Mn钢为试件，将其加热到1300℃或1150℃，调查了对从1个道次到多道次轧制的相变组织变化(精轧厚度通常为20mm)。归纳结果如下：首先，加热到1150℃后，改变温度和压下率进行轧制后，空冷的组织分类示于图4b。如果1150℃不轧制而空冷的话，则会变成魏氏组织(论文中用代号w表示)。如果轧制一个道次，则可得到各种相变组织。即10％的压下率在任何温度下奥氏体都不发生再结晶，在700℃时任何压下率都不再结晶而变成魏氏组织。根据再结晶温度，25％、40％的轧制将使奥氏体多少因再结晶而细化晶粒，变成铁素体、珠光体组织，偶尔混有部分魏氏组织。但是，在未再结晶温度进行25％、40％轧制时，如图5所示，原始奥氏体晶粒内会产生大量的微细铁素体，而在晶界以外，却受到从晶粒内产生的铁素体相变核的生成的促进(论文中称该组织为w)。图4轧制一个道次时的相变组织分类0.18C-1.36Mn钢，加热温度：a-1300℃，b-1150℃“奥氏体状态”-左侧阴影部分：未再结晶；中心的白色区：再结晶；右侧阴影部分：粗大再结晶图5奥氏体再结晶温度以下大压下变形时的组织（与图4的试验钢相同，加热到1150℃）a-700℃，25%压下率；b-700℃，40%压下率其次，加热到1300℃后，进行下面4个系列的轧制试验。(1)1个道次以20％的定压下率轧制，最终轧制道次温度为900℃，在高温侧进行增加轧制道次的轧制(即轧制开始温度随轧制道次数增多)，结果如图6所示。金相组织在2—3个道次时是魏氏组织状态，再增加轧制道次，虽然变成铁素体、珠光体，但是不发生铁索体的晶粒细化。也就是高温轧制虽然使奥氏体再结晶相变为铁素体、珠光体晶粒，不再结晶成为使铁素体晶粒细化的细粒奥氏体。(2)将开始轧制温度固定在900℃，与前面相反，在低温侧进行增加道次数的轧制(终轧温度随轧制道次数下降)，结果示于图7。最初为魏氏组织，随着轧制道次数的增加变成在原始奥氏体晶粒内生成微细铁素体的组织，最终成为极其细微的层状铁素体、珠光体组织。虽然没有发生奥氏体的再结晶，但是随着对奥氏体累积压下的同时金相组织微细化了。在上述的任何一种情况下，力学性能随金相组织的变化而变化，尤其如图7中所示，强压下时，奥氏体相变时屈服点的上升以及转变温度的降低很明显。(3)轧制温度范围(轧制开始温度-轧制终止温度)，将其固定在200℃进行改变轧制温度的试验，结果已在前面有过分析。(4)在全压下量一定(140mm→20mm)的条件下，进行了变化轧制温度、轧制道次、压下量形式的轧制，其结果是铁素体晶粒大小、断裂转变温度与低温侧的累积压下率有关。例如，设hf为精轧厚度，h(950)为轧制温度950℃时的板厚，则断裂转变温度与压下比h(950)/hf有很好的相关关系，以上结果可运用图1进行说明。也就是在各个温度区域的轧制效果，在高温区域I内奥氏体再结晶引起晶粒预细化；区域Ⅱ内反复再结晶造成奥氏体的晶粒细化；区域Ⅲ内因奥氏体未再结晶加工增加了铁素体核的生成。即区域I的主要的效果是相变组织的正常均匀化。区域Ⅱ是该区域内累积压下量越大，越是反复再结晶，奥氏体乃至铁素体晶粒细化的可能性也越大。区域Ⅲ是由于累积加工的作用，奥氏体晶粒的伸长效果和晶粒中晶核的生成，使铁素体晶粒细化。在区域n和区域Ⅲ内轧制造成的铁素体晶粒细化的机理不同，可认为具有加法性质。因此，作为描述控制轧制的指标，用奥氏体再结晶成为细晶粒那一温度下的压下比，例如上面的f(950/hf)或累积压下比(区域Ⅱ+区域Ⅲ)。另外，强化区域Ⅲ的轧制，将使相变组织的集合金相组织发达，可以认为由于轧制后奥氏体具有的特定方位关系相变成为铁素体的缘故。图6从高温侧增加轧制道次时组织和力学性质的变化实验为图4的钢加热到1300℃后，精轧温度固定为900℃，从高温侧以1个道次20%压下率增加轧制道次图7从低温侧增加轧制道次时组织和力学性质的变化实验为图4的钢加热到1300℃，开始轧制温度固定为900℃，从低温侧以1道次20%压下率增加轧制道次图8低温下的压下比（h（950）/hf）和断裂转变温度（vTs）的相关关系h（950）：950℃时的厚度；hf：精轧板厚（20mm）除了上述的C-Si-Mn钢以外，对铌钢(O.19C-0.13Si-0.99Mn-0.33Nb)和软钢(0.12C-0.02Si-0.59Mn)也作了同样的试验。综上所述，可得到如下述结论：铌钢的奥氏体的再结晶温度高，因此在控制轧制区域Ⅲ的效果重要。低碳钢相变温度高，得不到奥氏体区的控制轧制效果，在低温精轧为铁索体相变后的轧制，而且铁素体的再结晶温度比相变温度低，因此造成铁索体晶粒粗大，结果是低碳钢的铁素体晶粒细化困难。