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绪论 1

第一篇 控制轧制及控制冷却理论 1

1钢的强化和韧化 3

1.1钢的强化机制 3

1.1.1固溶强化 3

1.1.2形变强化 4

1.1.3沉淀强化与弥散强化 5

1.1.4细晶强化 6

1.1.5亚晶强化 7

1.1.6相交强化 8

1.2材料的韧性 8

1.2.1韧性定义及其表示方法 8

1.2.2影响钢材韧性的因素 8

参考文献 12

2钢的奥氏体形变与再结晶 13

2.1热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为 13

2.2热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为 16

2.3动态再结晶的控制 18

2.3.1动态再结晶发生的条件 18

2.3.2动态再结晶的组织特点 19

2.4静态再结晶的控制 21

2.4.1静态再结晶的形核机构 21

2.4.2静态再结晶的临界变形量 22

2.4.3静态再结晶速度 22

2.4.4静态再结晶的数量 23

2.4.5静态再结晶晶粒的大小 23

2.4.6再结晶区域图 27

参考文献 29

3在变形条件下的相变 31

3.1变形后的奥氏体向铁素体的转变（A→F） 31

3.1.1从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒 31

3.1.2从部分再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒 32

3.1.3从未再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒 32

3.2变形条件对奥氏体向铁素体转变温度Ar3和组织结构的影响 35

3.2.1变形条件对Ar3温度的影响 36

3.2.2相变温度Ar3变化对组织结构的影响 38

3.3变形条件对奥氏体向珠光体转变、奥氏体向贝氏体转变的影响 38

3.4铁素体的变形与再结晶 39

3.4.1铁素体热加工中的组织变化 39

3.4.2在变形间隙时间里铁素体发生的组织变化 40

3.5在两相区（A＋F）轧制时组织和性能的变化 41

3.6超细晶化钢生产中控轧控冷工艺的特点 43

3.6.1形变诱导（强化）铁素体相变钢 44

3.6.2低（超低）碳贝氏体钢和针状铁素体钢 46

参考文献 49

4微合金元素在控制轧制中的作用 50

4.1微合金元素在热轧前加热过程中的溶解 50

4.1.1铌在奥氏体中的溶解 50

4.1.2钒在奥氏体中的溶解 51

4.1.3钛在奥氏体中的溶解 51

4.2控制轧制过程中微量元素碳氮化合物的析出 52

4.2.1各阶段中Nb（C、N）的析出状态 52

4.2.2影响Nb（C、N）析出的因素 55

4.3微合金元素在控制轧制和控制冷却中的作用 57

4.3.1加热时阻止奥氏体晶粒长大 57

4.3.2抑制奥氏体再结晶 57

4.3.3细化铁素体晶粒 61

4.3.4影响钢的强韧性能 62

参考文献 65

5中高碳钢控制轧制特点 67

5.1中高碳钢奥氏体的再结晶行为 67

5.1.1铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶临界变形量的影响 67

5.1.2铌、碳对中高碳钢奥氏体再结晶晶粒度的影响 68

5.2中高碳钢控制轧制钢材的组织状态 69

5.2.1常温组织以铁素体为主的钢材（wMn<1.0％） 70

5.2.2常温组织以珠光体为主的钢材 70

5.2.3共析钢 70

5.3中高碳钢的组织与性能的关系 71

5.3.1中高碳钢组织对性能的影响 71

5.3.2控制轧制中组织性能的变化 72

参考文献 74

6控轧条件下钢的变形抗力 75

6.1影响控轧条件下钢的变形抗力的组织因素 75

6.2考虑变形累计效果时的变形抗力计算 77

参考文献 78

7钢材控制冷却理论基础 79

7.1钢材水冷过程中的物理现象 79

7.1.1水冷时的沸腾换热现象 79

7.1.2相变热释放现象 81

7.1.3对流换热系数α及其确定方法 82

7.2控制冷却各阶段的冷却目的 82

7.3轧后快速冷却工艺参数对钢材强韧性的影响 84

7.3.1轧后冷却速度的影响 84

7.3.2轧后开冷温度的影响 86

7.3.3轧后快速冷却终冷温度的影响 87

7.3.4Nb、Ti等微合金含量的影响 87

7.4控制冷却中的控制策略和数学模型 89

7.4.1控制冷却策略 89

7.4.2控冷数学模型 90

参考文献 91

第二篇 控制轧制和控制冷却技术的应用 91

8控制轧制和控制冷却技术在板带生产中的应用 93

8.1控制轧制时板坯加热制度的选择 93

8.1.1钢的化学成分与加热温度的关系 94

8.1.2加热温度对钢板强度的影响 94

8.1.3加热温度对钢板韧性的影响 96

8.2钢板和带钢控制轧制工艺的种类和特点 97

8.2.1奥氏体再结晶型控制轧制的特点 97

8.2.2奥氏体未再结晶型控制轧制的特点 99

8.2.3奥氏体和铁素体两相区控制轧制特点 99

8.2.4铁素体控制轧制的特点 101

8.3中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的应用 103

8.3.1合理选择钢的化学成分 103

8.3.2不同类型中厚板轧机所采用的控制轧制工艺 104

8.3.3中厚钢板的在线控制冷却 107

8.3.4中厚钢板控制轧制和控制冷却工艺的结合 115

8.3.5典型专用中厚钢板采用的控轧控冷工艺 116

8.4热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺 129

8.4.1热连轧带钢的控制轧制和控制冷却工艺的应用 129

8.4.2热连轧带钢生产线上的铁素体控轧控冷工艺 133

8.5薄板坯连铸连轧生产线上采用的控轧和控冷工艺 134

8.5.1薄板坯连铸连轧生产线的特点 134

8.5.2CSP生产线上采用的控轧控冷工艺 134

8.6控制轧制和控制冷却技术在双相钢板带生产中的应用 136

8.6.1双相钢的组织、性能特点和生产方法 136

8.6.2热轧双相钢的控制轧制和控制冷却 138

8.7控制轧制和控制冷却技术在连铸坯直送或热送轧制板带生产中的应用 141

8.7.1连铸坯直送或热装轧制板带的特点 141

8.7.2连铸坯直送或热装轧制采用控制轧制和控制冷却工艺的要求 142

8.7.3热连铸坯直送轧制钢材与连铸冷坯再加热轧制钢材力学性能的比较 142

参考文献 143

9控制轧制及控制冷却技术在型钢生产中的应用 145

9.1型钢的控制轧制和控制冷却 145

9.1.1大中型型材的控制轧制和控制冷却 145

9.1.2钢轨的在线热处理 154

9.2棒材及钢筋的控制轧制和控制冷却 155

9.2.1棒材的控制轧制和控制冷却 155

9.2.2轴承钢棒材的控制轧制和控制冷却 161

9.2.3带肋钢筋的控制轧制和控制冷却 167

9.3高速线材轧机机组的控制轧制和控制冷却工艺 173

9.3.1高速线材轧机的概况 173

9.3.2高速线材轧机机组的控制轧制 174

9.3.3高速线材机组轧后控制冷却 177

9.3.4线材的控制轧制及控制冷却工艺的应用 184

参考文献 188

10控制轧制、控制冷却及形变热处理技术在钢管生产中的应用 189

10.1热轧无缝钢管控制轧制工艺研究基础 189

10.1.1热轧无缝钢管变形规律的研究方法 190

10.1.2热轧无缝钢管轧制过程中温度变化及变形量分配 190

10.1.3热轧无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究 193

10.1.418-8型奥氏体不锈钢管控制轧制 200

10.1.5在热扩径机上采用控制轧制工艺生产锅炉管 201

10.2热轧无缝钢管在线热处理的开发及应用 202

10.2.1热轧无缝钢管轧后直接淬火 202

10.2.2热轧无缝钢管轧后快速冷却工艺 216

10.2.3热轧无缝钢管轧后余热正火（在线常化） 217

10.3热轧钢管的形变热处理工艺 222

10.3.1高温形变淬火 222

10.3.2低温形变淬火 223

10.3.3高温形变贝氏体化处理工艺 224

10.4非调质钢的无缝钢管控轧工艺 225

10.4.1微合金化非调质钢 225

10.4.2高强度油井管的微合金非调质钢成分的优化 225

10.4.3非调质高强度油井管钢控轧控冷工艺 226

10.4.4微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例 227

10.5热轧无缝钢管生产中采用控轧、控冷和在线热处理工艺的展望 230

参考文献 231