宽厚板轧制生产线精整技术

宽厚板轧制生产线精整技术新建宽厚板轧制生产线是按所轧钢种强度采用平整能力相当的平整设备。现有这类轧机改造则把采用匹配的平整机放在首位。谢维尔公司属第3种情况—现有设备平整能力虽然不足，却用技术创新解决了强度极高钢种所轧宽厚板的平直度问题。谢维尔一直是载重卡车，特别是矿用自卸卡车制造厂商的宽厚板供应者。在竞争日益激烈的市场形势下，按照用户需求生产高强度宽厚板是谢维尔的唯一出路。作为重型卡车车身原材料，老牌号钢轧制的宽厚板已太落后，而高强度可焊钢能为装备制造厂商提升其竞争力。前苏联载重卡车车身材料为10XCHП、屈服强度仅为δT=400N/mm2。目前独联体境内的此种材料为10XCHDδT=800N/mm2。而谢维尔新上马的高强度可焊钢强度（硬度）为1050N/mm2。很明显，用新钢种轧制宽厚板制造卡车车身，不仅能大大减轻车身重量，而且由于车身耐磨性及抗变形能力极大提高（50%～30%），车身寿命几乎翻了一番。高强度可焊钢基本上属于调质钢，是通过淬火及回火来保证要求的机械强度。俄罗斯国产这类钢δ=800N/mm2。谢维尔在用更高极限强度可焊钢轧制宽厚板中遇到不少困难，其中主要一点是达不到要求的板子平直度，原因是现有的板子平整机是按钢极限强度不超过800N/mm2设计的平整能力明显偏低。为在现有设备条件下达到要求的板子平直度（每米≤10mm），谢维尔开发一项新技术，经反复试验获得成功，解决了18ΧΓФΗΜФΡ号钢所轧宽厚板的平整问题。根据表中数据不难看出，经新方法处理的板子具有更佳机械强度。改为平整机上淬火及自回火，除使钢得到强化外，还提高了钢的韧性，增加了材料从脆性断裂转为晶质的纤维组分。这项新技术使谢维尔在现有设备能力有限条件下解决了高强度可焊钢宽厚板平直度问题，即无需在2800宽厚板轧机热处理车间进行高能耗调质热处理，达到了要求的板平直度并提升了板强度等级。对高强度可焊钢传统热调质工艺及新创平整及淬火合并法的效果进行比较，必须仔细研究钢的微观组及探讨这样一个问题，即制造载重卡车车身用高强度可焊钢具备何种金相组织最为合适？按有关标准取样，用透射电子显微及光学显微技术对传统工艺及新创工艺生产的18ΧΓФΗΜФΡ钢组织分别作了研究。以前单独加热及回火时，此钢的组织是0.18%碳含量热调质钢的典型组织，即带有位错亚组织的板条型马氏体晶体，晶界上有析出的渗碳颗粒及钒碳化物。虽然是高温回火，但其位错亚组织未显现多边化迹象，而是开始再结晶形成细晶铁素体。众所周知，马氏体错位亚组织多边化乃是保持高强度以及微观和宏观组织的前提。马氏体组织非常硬，这使板子很难平整；同时，马氏体一旦变形便产生组织缺陷，导致材料易于破损。在平整机上平整当中适当用水冷却时，形成的钢组织是不同形态相的混合组织。其主要成分是由贝氏体及针状铁素体构成的厚实片状晶体。这种组织位错充足，在γ→α转变中碳顺利扩散到边界，形成孪晶化马氏体，使整个晶体内遍布很细的马氏体。这说明碳发生二次扩散分配，使奥氏体中碳含量增高，因而在随后奥氏体富碳转变中不但形成高碳马氏体，而且还生成贝氏体及珠光体、针状铁素体。因此，板子在精轧结束后立即在平整中用水冷淬火产生的组织是从极硬孪晶马氏体到较软针状铁素体的多相聚集体。由于最初发生在马氏体晶体内的峰值应力得到松驰，重新分配到不太硬的铁素体及珠光体上，所以这种多相组织会具有更高的抗断裂强度。这样，钢的机械性能便有所提升。这启示我们：只有通过应力松驰及峰值应力重新分配才可保持高强度以及微观和宏观组织。至于高强度可焊钢宽厚板之所以能在平整和淬火合并进行的条件下达到要求的平直度，如前所述，是因为平整是淬火过程中，在钢组织发生相变中进行的。在淬火相变中，钢有了较好的加工塑性，因而无需用能力更高的平整机，即可达到每米不超过10mm的平直度。而传统热调质工艺靠应力进行峰值应力重新分配的条件很有限，因而钢的韧性很差，致使板子仍存在明显的不平直，甚至进行多次冷平整也无济于事。结语研发并实施高强度可焊钢宽厚板平整的新方法，即不再作单独的热调质，而是在板子精轧后进入平整机时立即适当进行水冷淬火，在γ→α相变中完成平整。而原先的高耗能热调质工艺，使能力不足的平整机难以达到要求的平直度，并会带来钢板内在质量问题。将淬火与平整配合起来平整，能取得优异成效，是因为钢经相变发生了加工塑性，从而可用只能平整800N/mm2强度以下的宽厚板的平整机圆满平整极限强度在1000N/mm2以上的高强度可焊钢宽厚板，使平直度在每米不超过10mm。新方法由于使钢组织形成从极硬孪晶化马氏体到较软针状铁素体的多相聚集体，所以还提升了板的机械性能等级。抗断裂强度提高的原因则是马氏体内峰值应力二次分配到较软的铁素体及珠光体相。