带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形原因分析

张清东　刘周晓敏(北京科技大学机械工程学院,北京100083)

邹玉贤　黄夏兰　彭　俊

(宝钢股份公司冷轧厂)

【摘要】　现场跟踪发现,带钢经过连续退火炉的板形变化复杂多样,而且其程度不亚于轧制过程。为此运用带钢的板形屈曲及后屈曲理论,分析了退火炉内高温态下带钢的板形屈曲临界条件,结合板形生成理论,指出退火炉内带钢板形发生变化的原因和主要相关因素。

【关键词】　连续退火　带钢　板形　屈曲/后屈曲

RESEARCH ON STRIP PROFI L E BUCK LING DEFORMATION

D URING CONTINUOUS ANNEALING PROCESS

Zhang Qingdong　Liu Y unyun　Zhou X iaomin (Mechanical Engineering School,UST Beijing)

Z ou Y uxian　Huang X ialan　Peng Jun

(Baoshan Iron&Steel C o.,Ltd.)

【Abstract】　According to the examining data from a C AP L in Baosteel,the strip shape varied com plicatedly and markedly while passing through the continuous annealing furnace,nearly to the extent of the rolling process.The buckling criteria of the strip profile deformation at high tem perature in the continuous annealing furnace was analyzed by the theories of strip buckling and post2buckling;the reas on and correlative influencing factors of the strip shape variation in continuous annealing furnace were presented on the basis of the shape creation principle.

【K ey Words】　C ontinuous Annealing,Strip,Shape,Buckling/P ost2Buckling

1　引言

连续退火机组集带钢的清洗、退火、平整、精整等工艺于一体,具有生产效率高、成本低、质量高、品种多样化等许多优点。但生产中经常出现带钢经过退火炉时板形从一种浪形形态变为另一种完全不同甚至相反的浪形形态,变化复杂多样且显著,对板形控制和生产稳定都构成严重挑战。

2　带钢板形变化现场跟踪

在现场跟踪了某连续退火机组生产的大量钢卷,通过分类统计定量说明这种板形变化的普遍、剧烈和大致规律[1]。

带钢从连续退火炉前到炉后的板形变化的分类统计见表1,从中可以看出各种规格的带钢在连续退火机组炉前炉后板形的对应性较差,能对应的只占总体的4719%,确存在板形的大小和形态的明显变化。

表1　炉前后板形变化与浪形关系概率

板形变化类型概率塑性延伸部位概率

浪形一致719%无局部塑性延伸4719%

双边浪变平

平变中浪

1215%

1014%

带钢中部2219%

单边浪变平

单边浪换侧

412%

1215%

带钢单侧边部1617%

中浪变平

中浪变边浪

613%

带钢双侧边部1216%

根据数据统计和分析,带钢板形在退火炉发生了永久变化,也即带钢在退火炉中可能发生了塑性变形,尤其是局部宽度的塑性拉伸变形,见表1;此机组退火炉中存在着能使带钢板形发生变化的因素和力学过程,而且其变形较常温态板形屈曲更为复杂。

第27卷　第4期上　海　金　属V ol127,N o14　27 2005年7月SH ANG H AI MET A LS July,2005

3　连续退火炉内带钢的板形屈曲机理

带钢产生板形屈曲的根本动因是带钢各条纵向纤维长度不相等(沿宽向的不均匀轧制或延伸导致),且达到屈曲临界条件。在退火炉内带钢发生各条纵向纤维不均匀延伸应是高温带钢的横向温差与原始板形缺陷和工艺张力共同作用的结果。带钢运行在退火炉内时温度较高、张力较小,比常温态下更容易发生板形屈曲。

为分析研究方便,将连续退火工艺段分三段分别来考虑:退火炉入口段(炉前)、退火炉内、退火炉出口段(炉后)。

311　退火炉入口段

在退火炉入口段,带钢的屈曲问题为一般的板形屈曲问题。开卷后,在张力作用下,带钢内部原存在的纵向纤维不均匀延伸,导致带材上有的部分受拉应力,有的部分受压应力。当压缩部分的压应力超过一定临界值时,该部分的带材将会出现受压失稳,带材产生某种形式的屈曲变形,带材出现翘曲波浪,也就是源自于冷轧带钢的原始板形缺陷。这是一个薄宽板的屈曲与后屈曲力学问题,可以求得其屈曲临界条件[2,3]。

冷态屈曲临界延伸率差为:

Δε

pcr =

F e

[F1εf+

(δ/b)2

6(1-μ2)

(F1F2-μF3+(1-μ)F4)](1)屈曲临界应力为:

Δσ

=EΔεpcr(2)式中δ—带钢厚度

b—带钢半宽度

μ—带钢泊松比

─平均张应变;

F e、F1、F2、F3、F4─5个由数值积分法得

到的常数[3]。

运用薄板弹性小位移理论,根据能量原理和变分法可以求解各种板形应力形式下的屈曲发生界限,但不能得到关于屈曲临界条件的显式表达式,必须通过数值计算才能求得各种工况下的屈曲临界应力值。

312　退火炉内

在退火炉内,带钢的板形屈曲在高温下进

行,高温将降低带钢的屈服应力值和屈曲临界应力值,横向温差将制造新的纵向纤维不均匀延伸并和原始板形缺陷相叠加使带钢的张力沿宽度方向分布不均匀。不均匀的张力分布既是在受拉区域导致塑性延伸的动力,也是在受压区域发生屈曲变形的条件。因此,温度、横向温差、原始板形和张力是炉内带钢屈曲变形的相关因素。

(1)带钢温度

带钢温度对炉内板形屈曲的影响主要在于对带钢材料性能的影响。在退火炉内不同区域的温度不同,同一材质不同的退火工艺或同一退火工艺不同的材质,带钢的弹性模量、屈服应力皆不同;温度越高,带钢弹性模量、屈服极限、屈曲临界应力等越低,带钢发生塑性拉伸变形的可能性越大。

相同材质带钢的弹性模量E与温度t的关系可以用下式表示:

E=208570-0120986t　N/mm2(3)温度t对带钢的屈服应力σs(t)也有很大的影响,相同材质带钢的屈服极限与温度的关系可以用式(4)表示:

(t)=4619×gEXP[-010044t](4)

为分析屈曲临界应力值与温度的关系,需要求解高温带钢的板形屈曲临界应力。采取和常温下相同的带钢屈曲临界应力求解思路,即在一定的板内纵向应力形式下,先对带钢给出一个形态与实际后屈曲的位移形态和约束条件相同的微小初始变形,然后用能量原理去决定使这种形态的变形成为无限快的条件,从而求出屈曲应力。其中考虑温度的影响。

由于求解过程相对复杂,需要数值计算。特别选取εf=315I和211I,B=1025mm,h= 0129mm,μ=0122的典型工况代入计算。计算结果表明,对于取定的平均张应变和各种最常见的板形缺陷形式,一致表现为温度升高显著降低发生板形屈曲的临界应力,见图1。

(2)带钢横向温差

一般,张力自动控制系统可以在带钢发生弹性或塑性延伸时维持总张力基本稳定于工艺设定值,但横向温差引起的纵向纤维不均匀延伸会改变带钢张力沿横向的分布。

　上　海　金　属第27卷　

图1　临界应力与温度的关系

如果不考虑炉辊辊形对带钢张力分布的直接

影响,退火炉内带钢各纵向纤维沿横向的分布不均系由原始板形和横向温差共同决定,理想情况是横向温差正好弥补了原始板形的延伸不均,如图2。此时退火炉内带钢各纵向纤维沿横向的分布均匀,表现出良好板形,但当带钢出了退火炉或温差消失后原始板形缺陷会重新呈现出来。然而,一般情况是带钢各纵向纤维沿横向的分布不均导致张力分布严重不均,使带钢宽向上呈受拉和受压两个区域,在受拉区域如果张应力大于屈服应力可能会产生塑性延伸,在受压区域如果张应力大于屈曲临界应力值将产生屈曲变形

。

图2　横向温差与原始板形的叠加

受拉区域是否发生塑性延伸主要取决于张应

力大小和屈服应力值。屈服应力值属于材料特性,只与温度有关,温度越高,其值越小。对于确定的炉辊辊形和工艺张力,带钢承受张应力(纵向纤维相对较短)的区域宽度越窄,承受压应力(纵向纤维相对较长)的区域宽度越宽,则张应力越大,也即此张应力大小与原始板形和横向温差有关。因此,是否发生塑性延伸取决于带

钢规格、材质、温度、原始板形、横向温差、炉辊辊形和工艺张力等因素。

受压区域是否发生屈曲变形主要取决于压应力大小和屈曲临界应力值。对于确定的炉辊辊形和工艺张力,带钢承受压应力(纵向纤维相对较长)的区域宽度越窄,承受张应力(纵向纤维相对较短)的区域宽度越宽,则压应力绝对值越大,也即此压应力大小与原始板形和横向温差有关。屈曲临界应力值与带钢的规格、材质、温度、工艺张力以及可能的屈曲模态都有关。因此,是否发生屈曲变形取决于带钢规格、材质、温度、原始板形、横向温差、炉辊辊形和工艺张力等因素。

如果首先在受拉区域发生了塑性延伸,那么各纵向纤维沿横向分布的不均匀程度随即降低、张应力横向分布也趋于均匀,同时降低张应力值和压应力绝对值,所以受压区域不可能再发生屈曲变形,受拉区域的塑性延伸也将减弱或停止。如果首先在受压区域发生了屈曲变形,那么由于翘曲过程中的“应力松弛”现象,各纵向纤维沿横向分布的不均匀程度被翘曲浪形部分“消

化”[4],张应力横向分布也趋于均匀,同时降低张应力值和压应力绝对值,所以受拉区域不可能再发生塑性延伸,受压区域的后屈曲变形将停止于一定大小的浪形。因此,带钢不会在受拉区域和受压区域同时分别发生塑性延伸和屈曲变形。

其次,相对而言,较厚或较软带钢易发生塑性延伸;较薄或较硬带钢易发生屈曲变形。313　退火炉出口段

在连续退火炉出口,与退火(下转第33页)

92第4期

张清东等:带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形研究　

图中可以看出,轧件在最初的入口处所受扭矩非常小,可以近似认为是0;但是,随着时间的变化,扭矩值会逐渐增大并达到一最大值,从图中大致可估算该峰值近似为81640×104N?mm,然后又慢慢减小至0,也即整个轧制过程结束。

4　结论

(1)模拟结果表明,沿厚度层方向,从硅钢片的表面层至中心层,轧制应力及应变逐渐增大。

(2)三维等效应力和扭矩有着相同的变化规律:硅钢片在轧制时,沿轧向,从入口至某一轧制处的扭矩和应力均逐渐增大至某一峰值,然后慢慢减小至0;而轧件所受应变却从始至终一直增大。

(3)轧件所受应力应变的不均匀证明了在试样各厚度层畸变程度的不同,这与传统理论所述结果基本一致。

(4)轧制变形过程的模拟能象实验一样提供可信的数据,从而可以根据模拟结果进行优化设计新的轧制生产工艺,达到指导生产的目的。

参考文献

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加工中的应用.模具技术.1997,(4):20

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[8]周邦新,陈能宽.热轧铁硅单晶体再结晶的研究.金属学

报.1965,8(2):244～249

[9]王廷溥,齐克敏.金属塑性加工学.北京:冶金工业出版

社.2001.9

收修改稿日期:2004212224

(上接第29页)炉入口一样,为常温态带钢的板形屈曲问题。当带钢出了退火炉并且温差消失后,如果在炉内受拉区域发生的塑性延伸很小或为零,且对于带钢原始板形所具有的各纵向纤维沿横向分布的不均匀程度基本没有改变,那么炉后带钢浪形和炉前保持一致;如果在炉内受拉区域发生的塑性延伸很大,不仅抵消了带钢原始板形所具有的各纵向纤维沿横向分布的不均匀程度,而且又产生新的相反分布形式的延伸不均,如果此新的延伸不均也达到了屈曲临界条件,那么炉后带钢浪形和炉前类型刚好相反;如果是上述之外的第三种情况,即受拉区域的塑性延伸与原始板形所具有的各纵向纤维沿横向分布相抵消后产生的新的延伸不均,尚不能使带钢发生板形屈曲,那么炉后带钢板形良好,无任何浪形。这就是退火炉前后带钢板形变化复杂多样的原因。4　结论

带钢经过退火炉时板形从一种浪形变为另一种完全不同甚至相反的浪形,其原因就是带钢在炉内发生了局部受拉塑性延伸。因此,通过均匀化张力分布或降低平均张力而消除张应力尖峰,是避免炉内带钢发生拉伸塑性变形和抑制带钢发生板形屈曲的根本策略。对于工厂的生产机组,尽量减小炉内各处带钢的横向温差、要求来料带钢的板形尽量平坦和避免工艺张力过大是减少连退炉内的带钢板形变化、避免发生前述的塑性延伸的基本工艺对策。

参考文献

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[2]刘 ,张清东等.连续退火炉内带钢的板形屈曲及后屈

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士学位论文,1987(12)

收稿日期:2004209222

第4期徐新平等:硅钢片轧制过程的有限元数值模拟

连续退火炉基础知识

连续退火炉Continuous Annealing Furnace基础知识 1.炉型的选择和应用，采用什么炉子退火，主要根据产品种类和钢种特性决定（表6-21）表6-21各类不锈钢退火炉型选择钢种热轧后冷轧后马氏体钢罩式炉（BAF）连续退火炉铁素休钢罩式炉（BAF）连续退火炉奥氏体钢连续退火炉连续退火炉热轧后的马氏体钢通过BAF在大于A3温度条件下退火。使热轧后的马氏体组织在保温的条件下充分转化奥氏体组织，然后缓冷至一定温度这时完全转变为铁素体组织，消除了热轧后的马氏体组织。另外，在保温期间碳化物也得到均匀分布。热轧后的铁素体钢几乎总有一些马氏体，因此往往也选用BL 炉。当然，对于单相铁素体钢，热轧后不存马氏体，采用AP（H）炉退火更合理。热轧后奥氏体钢需通过退火使碳化物溶解和快速冷却防止再析出，所以只能用AP（H）炉。至于冷却后不锈钢的退火，都是通过再结晶消除加工硬化而过到过到目的的。奥氏体不锈钢除此之外，还要使冷轧时产生的形变

马氏体转变为奥氏体，因此都用AP（C） BA 这样的连续炉退火。如果用BL 炉，则存在以下问题：1. 不管在什么条件下退火，由于退火时间长表面都会氧化，生成不均匀的铁鳞，存在显著的退火痕迹 2. 退火温度较高时，容易粘结和发生层间擦伤等表面缺陷。 ⑵退火条件 ①退火条件的确定按下面的程序框图确定退火条件。应注意的事项：用记的加工制造方法变化或对材质的要求变动时，应修订退火条件。初期阶段没有充分把握，应按用户对退火产品的质量评价判定退火条件是否合适。再结晶特性调查用碳矽棒热处理作实验（画出硬度曲线、晶粒度曲线、确认金相组织）退火温度设定设定退火温度上、下限值及退火时间出炉口目标材料温度的设定设定材温仪表指示值的目标值（上、下限温度）各段炉温和机组速度设定根据理论计算进行初步设定机组实际运行试验确认燃烧状况（烧咀负荷等）和通板状况（机组速度、除鳞性前后操作状况）判定性能是否合格根据检查标准判定退火条件确定前部工序，如炼钢、热轧、甚至冷轧的条件发生变化，需要修改

热处理变形的原因

热处理变形的原因在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。一、热处理变形产生的原因钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。 1.热应力在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。 2.组织应力组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力，心部产生拉应力。二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选材和提高硬度要求对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系

连续退火铜线拉机操作规程

连续退火铜线拉机操作规程 1. 设备用途及主要技术参数 1.1 该设备用于1.0～3.0mm圆铜线的拉制与退火。 1.2 主要技术参数:工作电压—380V；拉丝机功率—15Kw；总装机容量—75KVA; 最大退火速度—0～5m/s;最高产量—500kg/h;环境温度—（-10～40）℃。 2. 技术要求 2.1 按表1规定装好拉丝模具，模具应经常清洗，内孔不得有铜渣，否则会影响拉丝质量。表1: 2.2 拉出线的直径允许有±0.01mm的误差。 2.3 铜线要圆整、光洁、无倒刺、表面无缺陷。 3. 注意事项 3.1 拉丝机在开机前必须将防护罩装好，确保人员安全。 3.2 在开机前请打开油孔盖加入齿轮油，拧紧加油盖。 3.3 开机时严禁在设备上放置任何物品。 3.4 开机时切勿打开设备上塔伦箱盖，防止润滑液飞溅。

3.5 接通电源，踩下脚踏开关，点动试机，确保设备无异常情况后再开机。 3.6 设备开机前先将冷却泵打开。 3.7 设备开机前先将铜线沿拉丝机牵引轮缠绕3～5圈再引出。 3.8 工作中如发现异常现象，应立即停机检查设备。要经常保持拉丝机清洁。 4. 开机操作 4.1 检查电气接线是否可靠，机械部分是否到位。还应将水槽加满水。 4.2 检查各部件无异常后方可开机。 4.3 把铜线经井子论、上铜轮、下铜轮、往复轮、测速轮引至收线盘上。 4.4 检查母切换线板位置是否正确。 4.5 接通电源。 4.6 按下表设置控制器退火参数 4.7 按下主机启动按钮；按下控制器启动按钮控制器显示，设置线径、速度，然后显示退火电流和速度，然后显示退火电流和速度，设备正常运转。 4.8 根据退火后铜线的延伸效果，调整‘系数1’ 4.9 根据铜线出水干燥程度，调整干燥电位或气流开关。

常用变形铝合金退火热处理工艺规范标准

常用变形铝合金退火热处理工艺规 1 主题容与适用围本规规定了公司变形铝合金零件退火热处理的设备、种类、准备工作、工艺控制、技术要求、质量检验、技术安全。 2 引用文件 GJB1694变形铝合金热处理规 YST 591-2006变形铝及铝合金热处理规《热处理手册》91版 3 概念、种类 3.1 概念：将变形铝合金材料放在一定的介质加热、保温、冷却，通过改变材料表面或部晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。 3.2 种类车间铝合金零件热处理种类：去应力退火、不完全退火、完全退火、时效处理。 4 准备工作 4.1 检查设备、仪表是否正常，接地是否良好，并应事先将炉膛清理干净； 4.2 抽检零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量； 4.3工艺文件及工装夹具齐全，选择好合适的工夹具，并考虑好装炉、出炉的方法； 4.4 核对材料与图样是否相符，了解零件的技术要求和工艺规定； 4.5在零件的尖角、锐边、孔眼等易开裂的部位，应采用防护措施，如包扎铁皮、石棉绳、堵塞螺钉等； 5 一般要求 5.1 人员：热处理操作工及相关检验人员必须经过专业知识考核和操作培训，成绩合格后持证上岗5.2 设备 5.2.1 设备应按标准规要求进行检查和鉴定，并挂有合格标记，各类加热炉的指示记录的仪表刻度应能正确的反映出温度波动围； 5.2.2 热电温度测定仪表的读数总偏差不应超过如下指标：当给定温度t≤400℃时，温度总偏差为±5℃；当给定温度t＞400℃时，温度总偏差为±(t/10)℃。 5.2.3 加热炉的热电偶和仪表选配、温度测量、检测周期及炉温均匀性均应符合QJ 1428的Ⅲ类及Ⅲ类以上炉的规定。 5.3 装炉 5.3.1 装炉量一般以装炉零件体积计算，每炉零件装炉的有效体积不超过炉体积一半为准。 5.3.2 零件装炉时，必须轻拿轻放，防止零件划伤及变形。 5.3.3堆放要求： a.厚板零件允许结合零件结构特点，允许装箱入炉进行热处理，叠放时允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm. b.厚度t≤3mm的板料以夹板装夹，叠放厚度≤25mm，零件及夹板面无污垢、凸点，零件间、零件与夹板间应垫一层雪花纸，以防止零件夹伤。 5.3.4 装炉后需检查零件与电热原件，确定无接触时，方可送电升温，在操作过程中，不得随意打开炉门； 5.3.5 加热速度：变形铝合金退火的加热速度约13℃～15℃/秒，例如加热到410℃设定时间为0.5小时。

热处理淬火及变形

热处理工艺、操作与变形关系一、预处理淬火前通过对工件进行消除应力、改善组织的预备热处理，对减少淬火变形是非常有利的。预处理一般包括球化退火、消除应力退火，有些还采用调质或正火处理。 ①消除应力退火：在机械加工过程中，工件表层在加工方法、背吃刀量、切削速度等的影响下，会产生一定的残余应力，由于其分布的不均衡，导致了工件在淬火时产生了变形。为了消除这些应力的影响，淬火前将工件进行一次消除应力的退火是必要的。消除应力退火的温度一般为500-700 ℃，在空气介质中加热时，为防止工件产生氧化脱碳可采用500-550 ℃进行退火，保温时间一般为2-3h。工件装炉时要注意可能因自重引起的变形，其他操作同一般退火操作。 ②以改善组织为目的的预热处理：这种预处理包括球化退火、调质及正火等。 ——球化退火：球化球退火是碳素工具钢及合金工具钢在热处理过程中必不可少的工序，球化退火后所获得的组织对淬火变形趋势影响很大。所以可以通过调整退火后的组织来减少某些工件有规律的淬火变形。 ——其他预处理：为减少淬火变形所采用的预处理方法有很多种，如调质处理、正火处理等。针对工件产生淬火变形的原因及工件所用材料，合理地选用正火、调质等预处理对减少淬火变形是有效的。但应对正火后引起的残余应力及硬度提高对机加工的不利影响应给予注意，同时调质处理对含W Mn 等钢可减少淬火时胀大，而对GCr15等钢种的减少变形作用不大。在实际生产中要注意分清淬火变形产生的原因，即要分清淬火变形是由残余应力引起的还是由组织不佳引起的，只有这样才能对症处理。若是由残余应力引起的淬火变形则应进行消除应力退火而不用类似调质等改变组织的预处理，反之亦然。只有这样，才能达到减少淬火变形的目的，才能降低成本，保证质量。以上各种预处理的具体操作同其他相应操作，此处不赘述。

热处理变形

热处理变形：一:钢的内应力及应力变形: 1.热应力:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力. 组织应力:冷却初期表面为压应力,心部为拉应力.冷却最终则是表面为拉应力,心部为压应力. 附加应力:因表面和心部组织结构的不均匀性及钢件内部的弹塑性变形不一致形成的内应力. 局部淬火或表面淬火:表层呈现压应力,中心呈现拉应力. 渗碳件淬火:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力.(最大的压应力不在渗碳层的最外层,而存在于渗碳层表面以里约50-60%的深度处,此处碳浓度低于0.5%). 2.影响钢的内应力的因素: 1)钢的化学成分的影响: 在全淬透的情况下,试样表层和中心显现压应力,中间层显现拉应力,故表层的应力分布以热应力为主,而内部则以组织应力主.随着含碳量的增加,热应力减弱,组织应力逐渐增强,因此表层的压应力减小,中间层的拉应力略有下降,心部的压应力则增大,且中间层的拉应力最大值随含碳量的增加而移向表层.因切向应力较大,故对高碳钢极易产生纵向裂纹. 在未淬透的情况下,钢件表层为压应力,心部为拉应力.淬透性愈小,表层压应力愈大. Ms点温度较高的钢,热应力作用较强烈,残余拉应力最大值移向中心,表层显现压应力. 2)淬火工艺的影响: 淬火加热温度愈高,产生的淬火应力愈大,但径向应力变化较小,切向和轴向应力变化较大.加热温度高,还易于造成钢的过热,即组织粗大化而导致脆性增大,易引起开裂. a:水淬钢全部淬透时,其应力分布为表面和心部呈压应力,中间区域呈拉应力,即属于热应力和组织应力重叠型的分布规律.当中心未淬透时,表面被淬火部分受压应力,中心受拉应力作用. b:油中全淬透时,表层具有拉应力,心部为压应力,即属于单一的组织应力分布规律.未淬透时,表层具有压应力,心间为拉应力,但应力变化较缓和. c:在穿透淬火时,水淬钢的最大拉应力值显现在钢件表面附近,油淬钢的拉应力显现在钢的表面.这种表面附近的拉应力是形成淬火裂纹的主要危险.这时切向应力大于轴向应力,易形成纵向裂纹. 3)钢件尺寸大小和形状的影响: 内孔直径很小的圆套筒的淬火应力是内孔的表面和外表面具有压应力,中间层为拉应力.内孔直径稍大时,随壁厚的减小热应力的影响急剧减小,从而其残余应力的分布是内表面和外表面具有拉应力,中间层具有压应力.在淬火效果差时,内表面产生的拉应力将很大,故内径小的高碳钢套筒内壁易产生淬火裂纹.内径进一步增大,壁厚进一步减小时,组织应力的影响增强,热应力分布减弱,则总的淬火应力趋于降低. 4)钢件表面脱碳的影响:脱碳使得钢伯的脱碳层具有拉应力. 脱碳层浓度不同,其应力分布也有差别:随脱碳层浓度的增加,表面的切向应力由压应力转变为拉应力.轴向应力则随脱碳层浓度的增加,开始为拉应力而后转为压应力.

模拟退火算法算法的简介及程序

模拟退火算法模拟退火算法来源于固体退火原理，将固体加温至充分高，再让其徐徐冷却，加温时，固体内部粒子随温升变为无序状，内能增大，而徐徐冷却时粒子渐趋有序，在每个温度都达到平衡态，最后在常温时达到基态，内能减为最小。根据Metropolis准则，粒子在温度T时趋于平衡的概率为e-ΔE/(kT)，其中E为温度T时的内能，ΔE为其改变量，k为Boltzmann常数。用固体退火模拟组合优化问题，将内能E模拟为目标函数值f，温度T演化成控制参数t，即得到解组合优化问题的模拟退火算法：由初始解i和控制参数初值t开始，对当前解重复“产生新解→计算目标函数差→接受或舍弃”的迭代，并逐步衰减t值，算法终止时的当前解即为所得近似最优解，这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程。退火过程由冷却进度表(Cooling Schedule)控制，包括控制参数的初值t及其衰减因子Δt、每个t值时的迭代次数L和停止条件S。模拟退火算法的模型模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。模拟退火的基本思想: (1)初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L (2) 对k=1，……，L做第(3)至第6步： (3) 产生新解S′ (4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数 (5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt′/T)

接受S′作为新的当前解. (6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。 (7) T逐渐减少，且T->0，然后转第2步。算法对应动态演示图：模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤：第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法，如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等，注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构，因而对冷却进度表的选取有一定的影响。第二步是计算与新解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生，所以目标函数差的计算最好按增量计算。事实表明，对大多数应用而言，这是计算目标函数差的最快方法。第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则，最常用的接受准则是Metropo1is准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。第四步是当新解被确定接受时，用新解代替当前解，这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现，同时修正目标函数值即可。此时，当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时，则

罩式退火和连续退火优缺点

罩式退火和连续退火优缺点 1）生产工艺全氢罩式退火炉是冷轧钢卷以带有少量残余乳化液的状态，未作脱脂便送入罩式退火炉进行退火处理，在氢气气氛中冷却，然后通过平整机中间库直接送往平整机，再检查等，设备布置空间大，生产周期长，但产品规格和产量变化灵活性强。连续退火线上冷轧带卷在进口段进行脱脂，在连续退火的第一段进行退火，随后采用气体或水等进行冷却，在退火第二段进行时效处理，然后进行在线平整，检查等，设备布置紧凑，占地面积小，生产周期短，但产品规格范围覆盖面不宜太宽，产量不宜太低。 2）总成本所谓总成本包含工艺设备新建的投资费用再加上生产运行费用。对于全氢罩式退火工艺途径来说，其投资、消耗与维修费用与连续退火线相比都要低，只有人员较多和材料损失比较高。此外，对于连续退火线而言，还应累加冶炼深冲钢种所需的附加费用(用于真空脱气、微合金化等)以及较昂贵的酸洗费用(用于清除热轧卷取温度较高而形成的红色氧化铁皮)。所以，从有关的资料评价估计全氢罩式退火炉的总成本比连续退火机组低。 3）品种性能品种方面，全氢罩式退火通常生产的品种有CQ、DQ和DDQ，生产EDDQ、S―EDDQ、HSLA等品种难度很大，适合小批量、多品种生产。连续退火品种有CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S―EDDQ、HSLA、HSS等，生产厚规格(大于2．5mm)产品有困难，规格范围太宽将增加控制难度，适合大批量、少品种生产。表面洁净度方面，全氢罩式退火通过建立正确退火制度，加上在热轧、冷轧的预防措施(严格控制板形、新型轧制技术、一定程度的均匀粗糙度、精确的卷取张力等)，减少粘结、折边、碳黑等缺陷。而连续退火后的钢板表面十分光洁，不会出现粘结、折边、碳黑等缺陷，适合生产表面质量要求高的钢板。深冲性方面，对于铝镇静钢而言，一般用全氢罩式退火比用连续退火质量要优，其机械性能均匀，塑性应变比r 值、加工硬化指数n值一般都能高于连续退火的产品。近年发展起来的微合金化超深冲(IF)钢，又称无间隙原子钢，该钢具有极优良的成形性，即高r值(r>2．0)、高n值(n>0．25)、高伸长率(8>50％)和非时效性(AI=0)。用连续退火生产出的IF钢的深冲性要优于用全氢罩式退火生产出的铝镇静钢的深冲性。无论用全氢罩式退火还是用连续退火均可生产微合金化超深冲(IF)钢，但用全氢罩式退火生产(IF)钢效率较低。连续退火工艺是以严格控制钢的成份为基础的，炼钢工序中需低碳、低锰，磷、硫等杂质含量要低，而这些控制技术难度高，工艺操作复杂。国外(日本等)IF钢的退火主要采用连续退火工艺，国内F钢的退火则主要采用全氢罩式退火工艺。用全氢罩式退火生产一般冷轧板热轧中低温卷取即可，用连续退火生产一般冷轧板热轧中需高温卷取。用连续退火生产IF钢时可省去过时效处理，热轧又可采用低温加热及低温卷取，比用全氢罩式退火生产IF钢优势大。对于汽车上的难冲件，用IF钢生产比用铝镇静钢生产成品率高。强度方面，高强度板按强化机理主要有：固溶强化型加磷钢板、弥散强化型高强度低合金钢板、相变强化型双相钢板和马氏体钢板、烘烤硬化型的BH钢板等等。全氢罩式退火一般生产软质钢板，生产的低合金结构高强钢(HSLA)强度级别和深冲等级均受到限制，不适宜作高强度原板。连续退火既能生产多种深冲等级(如CQ、DQ、DDQ等)深冲钢板，又能生产强度和深冲均好的深冲高强钢板(其中CQ―HSS强度级别为340MPa和590MPa，DQ―HSS强度级别为340MPa和440MPa，DDQ―HSS强度级别为340MPa和440MPa，BH―HSS强度级别为340MPa，DP―HSS强度级别为340MPa、440MPa、590Mpa、780MPa，TRIP―HSS 强度级别为590MPa和780MPa等等)。温度均匀性方面，全氢罩式退火以紧卷状态进行处理，热工性能差，在加热和冷却过程中，其两端、内外层和中心的温度存在一定程度的不均

汽车用薄钢板的连续退火技术

2004年8月 August 2004 钢　铁　研　究 Research on Iron &S teel 第4期(总第139期) N o.4　(Sum139) 汽车用薄钢板的连续退火技术何建锋 (上海宝山钢铁股份公司冷轧厂,上海,201900) 摘　要:回顾了冷轧板退火技术的发展,对汽车板高温退火中的通板技术、高速冷却技术进行了分析和对比,简要总结了宝钢冷轧汽车板的生产情况。关键词:退火;汽车板;高速冷却中图分类号:TG 156　文献标识码:A 文章编号:1001-1447(2004)04-0039-04 CONTINU OUS ANNEA LING TECHN OLOG Y FOR AUTOMOBI LE SHEET HE Jian -feng (C old R olling Plant ,Baoshan Iron and S teel C o.,Ltd.,Shanghai 201900,China ) Synopsis :T his paper reviews the development of annealing techn ology of cold rolling sheet ,ana 2lyzes band passing techn ology and high speed cooling techn ology for high tem perature annealing of au 2tom obile sheet ,and briefly summarizes the production of cold rolling autom obile sheet in Baosteel. K eyw ords :annealing ;autom obile sheet ;high speed cooling 作者简介:何建锋(1970-),男,江西丰城人,高级工程师,主要从事汽车板技术研究. 1　前　言由于连续退火具有生产效率高(生产周期由10d 左右缩短到1h 以内)、产品品种多样化、产品质量高、生产成本低等许多罩式退火工艺无法比拟的优势,连续退火技术得到了迅速的发展。从20世纪70年代以后,世界上有60多条连续退火生产线投产,世界上已有十几个国家拥有连续退火生产线,在钢铁大国日本,用连续退火工艺生产的冷轧板占总量的约80%。2　薄板冶金技术早在20世纪50～60年代,用连续退火炉处理镀锡原板得到了广泛的应用,由于这种退火生产线加热快速、短时间均热、快速冷却,使铁素体晶粒细小且固溶碳含量较高,退火后的带钢钢质硬,机械性能单一,不适合冲压和深冲。后来,日本钢铁界采用控制钢的化学成分、热轧高温卷取、退火均热后快速冷却及过时效处理等手段,从20世纪80年代初开始新日铁、川铁、日本钢管等大的钢铁公司选用超低碳钢的连续退火法生产深冲冷轧板,并研究开发了各种类型的高强钢。现在,连续退火产品品种十分丰富,不仅有普通的冷轧板(如C Q ,DQ ),还能生产深冲级和超深冲级冷轧板(如DDQ 、E DDQ 、SE DDQ ),为适应汽车工业高速发展的要求,开发了一系列高强钢产品,以满足汽车各部件的不同需求。和罩式炉工艺相比,连续退火工艺具有许多明显优势,如高的均热温度、快的冷却速度、过时效处理等,因而连续退火工艺在冶金上有更广阔的用武之地。2.1　超深冲软质钢板的生产现在已投入商业生产的超深冲级别钢板有E DDQ ,SE DDQ ,有的公司正在试制Hyper E DDQ ,利用高纯钢和高的退火温度,产生大量{111}织构,达到特殊性能,其中r 值达到或大于2.5,延伸率大于55%(板厚0.8mm ,参见图1)。如在加钛的 IF 钢中,w (C )控制在30×10-6 以下,冷轧变形率大于或等于75%,退火温度在850℃左右均热。这些软钢可用来制造油箱、汽车后挡板、侧门等变形大的部件。深冲钢特性见图1。2.2　高强钢的生产目前退火机组生产的高强钢有C Q -HSS ,DQ -HSS ,DDQ -HSS ,DP ,BH 钢,在超高强钢方面, ? 93?

铜线连续退火装置的设计与实践

电线电缆行业，导体加工工序是必不可少的。在电线电缆制造过程中占有相当大的比重，由于电线电缆产品其性能要求各不相同，自然对导体材料及加工要求也各有差异，其中拉制工序尤为突出。特别对铜导体来说，在连续拉线、退火后 (除原材料本身外)的质量将直接影响到电缆产品的性能。一、前言本文将着重阐述铜导体的连续拉制、连续退火装备方面的几个关键环节。由于电线电缆产品中的铜导体如:通讯电缆、塑力缆、高压电缆、电磁线等等，几乎都要求导体为经过退火的软线芯，最基本的要求其表面光亮，不氧化，不允许烧伤，延伸率均匀。有些产品要求导体具有特殊的柔软度等等，无论采用什么样的方式进行退火，如辉光退火、感应式退火或者目前普遍采用的电阻接触式退火，其最终目的都要求俐线必须达到电缆产品所需的导体性能。铜线材的加工装备主要有巨拉、大拉、中拉、小拉、细拉、微拉以及型材加工机械等。其中大、中、小拉线机基本上都需配置连续退火装置。目前国内各电线电缆厂所使用的拉线机除从欧洲尼霍夫公司、亨利希公司、桑普公司、日本公司进口一些以外，其余均由国内十多家电工机械厂 (包括台资在国内设厂制造的一些拉线机在内)提供，从大量的资料及反馈的信息得知，带连续退火的拉线机所生产的铜线材，或多或少存在着一些问题，钢线表面氧化、电火花烧伤甚至烧断，延伸率〔及软硬程度〕不一致.有时会出现竹节状等等缺陷，严重影响到电缆的质量。二、设计与分析现将各电线电缆厂使用最多其产品在后续工序用途最广的中等规格的拉线机即 LH280/17型及M30型拉线机为例进行分析.这类拉线机其加热原理视图示。图1为连续退火装置加热原理示意图;图2为它的等效电路图。由于中等规格的铜线芯其用途较广，通信电缆、电线、绕组线等多需这些规格，所以在考虑退火结构型式时采用三段加热方式即预热、退火、干燥三段，这种结构型式紧凑。只需一个电源 (国外也有二段)。无论从机械角度或电气三个加热段角度来看都构成一个三角形，对于它的原理及规律这里就不再赞述。由图1所示，设加于上接触导轮A和下接触导轮B的直流电压、电流为U退和U总.则三角形区域上的电压、电流之间应具有如下关系:

减小和控制热处理变形的有效措施(1)

热处理变形产生的原因及控制方法学院：化学化工学院班级：09材料化学姓名：张怡群学号：090908050 摘要：热处理变形是热处理过程中的主要缺陷之一，对于一些精密零件和工具、模具，常常会因为热处理变形超差而报废。为此，本文对热处理变形产生的原因进行了阐述，并总结了减少和控制热处理变形的几种方法。关键词：热处理变形、产生原因、控制方法前言：金属热处理是将金属工件在适当的温度下通过加热、保温和冷却等过程，使金属工件内部组织结构发生改变，从而改善材料力学、物理、化学性能的工艺。热处理是改善金属工件性能的一种重要手段。在工件制造中选取合适的材料后，为了达到工艺要求而经常采用热处理工艺，但是热处理除了具有积极作用外，在处理过程中也不可避免地会产生形变。在实际生产中，热处理产生的变形，对后续工序的影响是至关重要的，有些贵重材料和一些机器中的重要零部件，因变形过大而导致报废。钢件在热处理过程中由于钢中组织转变时比容变化所造成的体积膨胀，以及热处理所引起的塑性变形，使钢件体积及形状发生不同程度改变。变形是热处理较难解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。正文：1热处理变形的原因在生产实际中，热处理变形的表现形式多种多样，有体积和尺寸的增大和收缩变形，也有弯曲、歪扭、翘曲等变形，就其产生的根源来说, 可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。 (1) 内应力塑性变形热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性, 都会产生内应力, 在一定塑性条件的配合下, 就会产生内应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内外层加热和冷却速度不同造成各处温度不一致,致使热胀冷缩的程度不同, 这样产生的应力变形叫热应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内部组织转变而发生的时间不同, 这样产生的应力变形叫组织应力变形塑性变形。 (2) 比容变形在热处理过程中, 各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。比容变形一般只与奥氏体中碳和金元素的含量、游离相碳化物、铁素体的多少、淬火前后组织比容变化差和残余奥氏体的多少和钢的

影响淬火热处理变形的原因

影响淬火热处理变形的原因淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。但冷却过快，工件的体积收缩及组织转变都很剧烈，从而不可避免地引起很大的内应力，容易造成工件变形及开裂。由于淬火变形影响因素非常复杂，导致变形控制十分棘手。而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量，都会增加成本，因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素，提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。零件热处理变形原因分析 1 热应力引起的变形钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中，并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢，淬火加热温度很高，如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件开裂而报废。此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。 2 组织应力引起的变形体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀，没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形，导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力，热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况，淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。影响淬火热处理变形的主要因素在实际生产中，影响淬火热处理变形的因素有很多,其中主要包括钢的原始组织、含碳量、零件尺寸和形状、淬火介质的选择、淬火工艺、钢的淬透性等。 1 钢中的含碳量对零件淬火热处理变形的影响形成显微裂纹敏感度随马氏体中碳含量增高增大。当钢中碳含量大于1.4%时，形成显微裂纹敏感度反而减小。因为钢中碳含量大于 1.4%时马氏体的形态改变了，片变得厚而短，马氏体片之间的夹角变小，撞击机会和应力都有所减小。

铜丝连续退火设计摘要

铜丝连续退火设计摘要退火在宏观上是热和温度的问题，在微观上是扩散、恢复、再结晶、固溶和时效等过程。对铜而言仅仅是恢复再结晶过程，故可快速冷却，可以与高速度的拉线同时进行。连续退火的方法是：通过带有交流或直流电的导轮（称接触轮），向运行中的线材导入大的电流，电流与线材自身电阻作用而发热升温，到达退火温度后，在淬水使其快速地冷却下来。欲使连续退火正常运行时，首先要解决一系列技术问题。如：线径和出线速度与电流电压的关系问题，大电流和快速运行时接触轮与线材的接触和稳定馈电问题，在高温下防止线材氧化问题，线材软化后承受张力问题，还有电的安全问题等等。下面分别作简要介绍。电与工艺的关系工件通电后因电阻而发热的关系式为： Q1=?2 1224.0t t Rdt I （J ）工件受热而温升的关系式为： Q2=?????21 T T dT S L C γ （J ）忽略热损失时，二式相等。且有：线材的电阻：)(/)1(20Ω??+=S L T R ρ 加热的时间：)(/s L t υ = 退火电流： )(/A R U I = 线的截面积：)(422 mm d S π = 式中：υ为线材运行速度（m/s ）； T 为温度 ;),(21T T T C -=?? T 为时间（s ）； L 为加热段长度（m ）； U 为退火电压（V ）； C ．γ．20ρ和α分别为线材的比热、比重、20C ?时的电阻率和电阻温度系数。若为紫铜时则可用： 00393.0)/(9.8)/(01754.0) /(1.03220==?Ω=??=αγρcm g m mm C g cal C 代入并简化后有： )(11118012 2A T T n L d I ααυ ++?=

热处理变形与裂纹

热处理变形与裂纹工件热处理后常产生变形和开裂，其结果不是报废，也要花大量工时进行修整。工件变形和开裂是由于在冷、热加工中产生的应力所引起的。当应力超过弹性极限时，工件产生变形；应力大于强度极限时，工件产生裂纹。热处理中热应力和组织应力是怎样产生的只有不断认识这个问题，才能采用各种工艺方法来减小和近控制这两种应力。在加热和冷却时，由于工件热胀冷缩而产生的热应力和组织转变产生的组织应力是造成变形和开裂的主要原因，而原材料缺陷、工件结构形状等因素也促使裂纹的产生和发展。后面主要叙述热处理操作中的变形和开裂产生原因及一般防止方法，也讨论原材料质量、结构形状等对变形和开裂的影响。一、钢的缺陷类型 1、缩孔：钢锭和铸件在最后凝固过程中，由于体积的收缩，得不到钢液填充，心部形成管状、喇叭状或分散的孔洞，称为缩孔。缩孔将显著降低钢的机械性能。 2、气泡：钢锭在凝固过程中会析出大量的气体，有一部分残留在处于塑性状态的金属中，形成了气孔，称为气泡。这种内壁光滑的孔洞，在轧制过程中沿轧制方向延伸，在钢材横截面的酸浸试样上则是圆形的，也叫针孔和小孔眼。气泡将影响钢的机械性能，减小金属的截面，在热处理中有扩大纹的倾向。 3、疏松：钢锭和铸件在凝固过程中，因部分的液体最后凝固和放出气体，形成许多细小孔隙而造成钢的一种不致密现象，称为疏松。疏松将降低钢的机械性能，影响机械加工的光洁度。 4、偏析：钢中由于某些因素的影响，而形成的化学成份不均匀现象，称为偏析。如碳化物偏析是钢在凝固过程中，合金元素分别与碳元素结合，形成了碳化物。碳化物（共晶碳化物）是一种非常坚硬的脆性物质，它的颗粒大小和形状不同，以网状、带状或堆集不均匀地分布于钢的基体中。根据碳化物颗粒大小、分布情况、几何形状、数量多少将它分为八级。一级的颗粒最小，分布最均匀且无方向性。二级其次，八级最差。碳化物偏析严重将显著降低钢的机械性能。这种又常常出现于铸造状态的合金具钢和高速钢中。对热处理工艺影响很大，如果有大块碳化物堆集或严重带状分布，聚集处含碳量较高，当较高温度淬火时，工件容易因过热而产生裂纹。但为了避免产生裂纹，而降低淬火温度，结果又会使硬度和红硬性降低。碳化物偏析严重将直接影响产品质量，降低使用寿命或过早报废。 5、非金属夹杂物：钢在冶炼、浇铸和冷凝等过程中，渗杂有不溶解的非金属元素的化合物，如氧化物、氮化物、硫化物和硅酸盐等、总称为非金属夹杂物。钢中非金属夹杂物存在将破坏基体金属的连续性，影响钢的机械性能、物理性能、化学性能及工艺性能。在热处理操作中降低塑性和强度而且夹杂物处易形成裂纹。在使用过程中也容易造成局部应力集中，降低工件使用寿命。夹杂物的存在还降低钢的耐腐蚀性能。 6、白点：钢经热加工后，在纵向断口上，发现有细小的裂纹，其形状为圆形或椭圆形的，呈银亮晶状斑点。在横向热酸宏观试样上呈细长的发裂，显微观察裂缝穿过晶粒，裂缝附近不发现塑性变形，裂缝处无氧化与脱碳现象。这种缺陷称为白点。白点将显著降低横向塑性与韧性，在热处理中易形成开裂。 7、氧化与脱碳：钢铁在空气或氧化物气氛中加热时，表面形成一层松脆的氧化皮，称

现代热镀锌机组连续退火技术

张摘要随着社会的发展进步,对热镀锌钢板的要求越来越高。因此近年来热镀锌钢板的连续退火技术发展变化很大,本文详细介绍了热镀锌连续退火工艺的发展变化、现代热镀锌连退火设备及其控制,对现代热镀锌连续退火技术作了一个全面的阐述。关键词现代热镀锌连续退火技术 CONTINUOUS ANNEALING TECHNOLOGY FOR MODERN HOT GALVANIZING LINE Zhang Hong (Wuhan Iron & Steel Design and Research Institute) Abstract Demands for hot galvanized steel sheets are ever increasing with the progress of the society, therefore the technology in this field has seen an amazing advance. The present paper reviews and discusses in detail the changes and progress in the continuous annealing technology for the hot galvanizing line as well as its related control and equipments. Keywords modern hot galvanizing continuous annealing technology 1 热镀锌机组连续退火技术的发展热镀锌板主要用于建筑、家电,汽车等行业,以前在数量上建筑业是第一大用户,随着人们对汽车质量的要求越来越高,热镀锌板开始大量用于汽车面板、内板、底盖等,而且使用比例越来越大。目前发达国家用于汽车行业的热镀锌板占其总产量的40%以上。汽车用板对表面质量,焊接性,着漆性,粘附性有严格要求,同时由于使用部位的不同,对原板的深冲性能,强度也有更高的要求。为了满足这些要求,现在一些现代化热镀锌机组生产的热镀锌板其深冲钢板屈服强度范围达到135～215N/mm2,抗拉强度范围达到270～350N/mm2,高强钢板屈服强度达到215～305N/mm2,抗拉强度范围达到340～450N/mm2,而且还可以生产一些特殊的镀锌板如烘烤硬化板等。另外通过改变镀液成分,还可生产锌合金镀层钢板,如铝锌合金镀层钢板(Galvalume),其耐腐蚀性是常规镀锌钢板的2～6倍,并可在500℃温度下长期工作,锌铝合金镀层钢板(Galfan),耐腐蚀性是常规镀锌钢板的

硅钢连续退火操作

1．设备概要本设备是对一次冷轧后的中、低牌号无取向硅钢在碱洗后进行脱碳退火，而且对无取向硅钢成品进行绝缘涂层。 2. 设备主要规格 2.1 原料钢卷 2.1.1 材质硅钢板（W18-50，BDG） 2.1.2 板厚0.35-0.65mm（头部允许max2.0mm） 2.1.3 板宽750—1280mm 2.1.4 卷径内径：Φ510mm 外径：1000-2100mm 2.1.5 钢卷重量max30.0t 2.2 成品钢卷 2.2.1 材质硅钢板（W18-50,BDG） 2.2.2 板厚0.35-0.65mm（头部允许max2.0mm） 2.2.3 板宽750—1280mm 2.2.4 卷径内径510mm 外径1000-2100mm 2.3 钢带张力 2.3.1 开卷张力最大10N/mm2 2.3.2 脱脂段张力：最大15N/mm2 2.3.3 炉内张力：2.5—10N/mm2 0.35mm高牌号：0.8—2.5N/m㎡ 2.3.4 卷取张力：最大30N/mm2 2.3.5 其他张力：最大10N/mm2 2.4 作业线速度 2.4.1 入口段：max240m/min 2.4.2工艺段（机组中部）：max180/min 2.4.3出口段：max240m/min 2.4.4 穿带速度：25m/min 3. 作业线运行准备 3.1 作业线送电 3.1.1 与电气联系，向全作业线各设备送电。 3.1.2 将电源选择开关置于正常电源位置，电源使能开关置于正常位置，并确认指示灯亮。 3.1.3 向仪表CRT，电气HMI，铁损仪CRT系统送电。 3.1.4 将作业线锁定开关置于“不锁定”。 3.2 确认入侧主复位条件，并按下入侧主复位按钮，确认指示灯亮。 3.2.1 在入侧HMI上确认1#、2#开卷机，1#张紧装置，入侧活套的锁定转换开关置于“解锁”并确认指示灯亮。 3.2.2 入侧活套入侧及中部紧急停止极限开关置于“断”位置。 3.2.3 确认入侧作业线速度为“0”。 3.2.4 确认开卷机及入侧活套未断带。 3.3 确认中部主复位条件，按下中部主复位按钮，并确认指示灯亮。 3.3.1 将作业线的锁定开关置于“不锁定”位置 3.3.2 在中部HMI上，确认2#、3#、4#、5#、6#、7#张紧装置，出侧活套的锁定转换开关置于“解锁”的位置，并确认指示灯亮。 3.3.3 入侧活套入侧及中部紧急停止极限开关置于“断”位置。 3.3.4 出侧活套中部及出侧紧急停止极限开关置于“断”位置。

热处理变形基础知识

热处理变形工件的热处理变形—主要是由于热处理应力造成的。工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和和冷却时的支承或夹持不当等因素也能引起变形。凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程,都可能造成工件变形。但是,淬火变形对热处理质量的影响最大。严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正,即使对淬火变形的工件能够进行校正和机加工修整,也会因而增加生产成本。工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态,在常温和零下温度,长时间放置或使用过程中,逐渐发生转变而趋于稳定,也会伴随引起工件的变形,这种变形称为时效变形。时效变形虽然不大,但是对于精密零件和标准量具也是不允许的。工件的热处理变形分为尺寸变化(体积变形)和形状畸变两种形式。尺寸变形归因可相变前后比体积差引起工件的体积改变,形状畸变则是由于热处理过程中,在各种复杂应力综合作用下,不均匀的塑性变形造成的。这两种形式的变形很少单独存在,但是对具体工件和热处理工艺,可能以一种形式的变形为主。 1>工件热处理的尺寸变化不同的组织具有不同的体积。常见组织的比体积表如下; 组织wc(％) 室温下的比体积/ (cm3/g) 奥氏体0—2 0.1212+0.0033(C％) 马氏体0---2 0.1271+0.0025(C％) 铁素体0---0.02 0.1271 渗碳体 6.7+-0.2 0.130+-0.001 ∈-碳化物8.5+-0.7 0.140+-0.002 石墨100 0.451 铁素体+渗碳体0---2 0.1271+0.0005(C％) 低碳马氏体+∈-碳化物0---2 0.1277+0.0015(C％-0.25) 铁素体+∈-碳化物0---2 0.1271+0.0015(C％) 工件在热处理加热和冷却过程中,由于相变引起的体积差造成的体积变形。碳钢组织转变引起的尺寸变化组织转变体积变化(％) 尺寸变化(％) 球状珠光体->奥氏体- 4.64+2.21(wc) - 0.015+0.0074(wc) 奥氏体->马氏体 4.64 – 0.53 (wc) - 0.0155+0.0018(wc) 球状珠光体->马氏体 1.68 (wc) 0.0056(wc％) 奥氏体->下贝氏体 4.64 – 1.43 (wc) 0.0156 – 0.0048(wc) 球状珠光体->下贝氏体0.78 (wc) 0.0026(wc) 奥氏体->铁素体->渗碳体 4.64 – 2.21(wc) 0.0155 – 0.0074(wc) 球状珠光体->铁素体->渗碳体0 0