钢板的交货状态 有一种是TMCP

钢板的交货状态 有一种是TMCP
钢板的交货状态 有一种是TMCP

钢板的交货状态 有一种是TMCP
新一代TMCP生产所谓TMCP(Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺)就是在热轧过程中,在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制(CR Control Rolling)的基础上,再实施空冷或控制冷却(加速冷却／ACC：Accelerated Cooling)的技术总称.
1.传统的TMCP技术
　　传统的TMCP技术是将钢坯加热到1150－1050℃温度,在再结晶区或未再结晶区给予大压下进行轧制,然后再根据轧件的不同,进行不同温度区段的冷却.通常根据不同钢种,控制钢板950℃-600℃温度范围的变形量,达到奥氏体状态的控制和进一步由这种受控态奥氏体发生相变的控制.图1 为控制轧制和控制冷却技术示意图.TMCP目的是改善钢板组织状态,细化奥氏体晶粒,使碳化物在冷却过程中于铁素体中弥散析出,提高钢板强度和综合机械性能.
传统TMCP技术利用添加微合金元素来扩大未再结晶区,采用低温大变形产生硬化奥氏体通过加速冷却控制硬化奥氏体相变.但是传统TMCP技术的不足包括以下两点：
　　1)微合金元素的添加
　　铌等微合金元素的加入,除显著提高钢材的再结晶温度,扩大未再结晶区外,会大幅度提高材料的碳当量,进而恶化材料的焊接性能.另外,随着社会的高速发展,人类面临越来越严重的资源、能源短缺问题,可持续发展战略思想不允许大量微合金元素的被采用.
　　2) 低温大压下轧制
　　低温大压下轧制,导致轧机受力过大,降低了轧机的使用寿命.另外,长期以来人们为了大幅度提高轧制设备能力,投入了大笔资金、人力和资源.
因此发展出新一代TMCP技术.
2.新一代TMCP技术
　　为了弥补传统TMCP技术的不足,根据TMCP技术特点创新出以超快冷技术为核心的新一代TMCP技术即NG-TMCP.
1)　NG-TMCP中心思想
　　NG—TMCP的中心思想是：(1)在奥氏体区间,趁热打铁,在适于变形的温度区间完成连续大变形和应变积累,得到硬化的奥氏体；(2)轧后立即进行超快冷,使轧件迅速通过奥氏体相区,保持轧件奥氏体硬化状态；(3)在奥氏体向铁素体相变的动态相变点终止冷却；(4)后续依照材料组织和性能的需要进行冷却路径的控制.
NG-TMCP的中心思想新一代技术开始应用阶段主要用于生产高强度造船钢板和长距离输送石油、天然气用管线钢板,以及其它用途的高强度焊接结构钢板.近年来,又开发出了应用于LPG储罐和运输船用钢板、高层建筑用厚壁钢板、海洋构造物等重要用途的钢板.以造船板、管线用钢板、焊接结构钢板等产品为主的厚钢板,在钢铁发达国家采用新一代TMCP技术生产的约占30-50%.
2)　NG-TMCP技术特征
　　(1).低成本、减量化的成分设计
　　新一代钢铁材料的开发,尽量少地添加合金元素或微合金化元素,以达到生产高性能钢材的目的.高强度、高塑性及高吸能潜力的先进高强度钢（AHSS-Advanced High Strength Steel）,如双相钢(DP-Dual Phase)和相变诱导塑性钢(TRIP-Transformation Induced Plasticity)在汽车工业中己得到广泛应用.其中AHSS钢强化机理依赖相变及软硬相的复杂结合来达到所需的性能.
　　(2).高速连轧的温度制度
　　NG—TMCP采用适宜的正常轧制温度进行连续大变形,在轧制温度制度上不再坚持“低温大压下”的原则.所以,与“低温大压下”过程相比,轧制负荷(包括轧制力和电机电流)可以大幅度降低,设备条件的限制可以大为放松.
　　(3).精细控制、均匀化的超快速冷却
　　轧后钢材由终轧温度急速快冷,经过一系列精细控制的、均匀化的超快速冷却,迅速穿过奥氏体区,达到快速冷却条件下的动态相变点.在轧件温度达到动态相变点后,立即停止超快速冷却.
　　(4).超快速冷却后的冷却路径控制
　　根据不同用户对钢板性能的不同要求,利用控制冷却路径来控制硬化奥氏体的相变,得到多相或双相同比例的不同组织,实现对钢的相变强化,缩短相变时间.例如强度要求不是很高的钢,冷却到动态相变点附近时,采用一定的冷却速度得到铁素体钢(冷却路径见图2的a);当强韧性要求都较高时,可采用较大冷速进入贝氏体区,得到贝氏体组织(冷却路径见图2的b);如果对强度要求很高的钢采用更大冷却速度,得到马氏体钢(冷却路径见图2的c).
　　(5).产品组织和性能特点
　　由于NG—TMCP技术仍然坚持传统TMCP的两条原则,即奥氏体硬化的控制和硬化奥氏体相变过程的控制,所以NG—TMCP可以实现材料晶粒细化,发挥细晶强化的作用.同时在超快速冷却后材料的相变过程可以依据需要进行冷却路径控制,所以相变组织可以得到控制,从而实现相变强化.所以材料的强度、塑性、韧性、卷边成形性等综合性能可以大为改善(如兼有高强度、高延伸、良好的卷边性能、低屈强比等).
3.传统TMCP与新一代TMCP技术对比
　　1) 轧制区间不同
　　新一代TMCP技术采用再结晶区范围内的正常轧制温度轧制,传统TMCP技术在较低温度的未再结晶区轧制.
　　2) 轧后内部应力不同
　　新一代TMCP技术采用正常温度下连续轧制.由于温度高,使积累的位错可以进行滑移和析出,高能状态应力得以释放而传统TMCP技术采用的是低温大压下轧制(见图1),位错聚集,造成内部应力集中,不能释放.
　　3) 相变机理不同
　　新一代TMCP技术的相变是一种动态相变,相变发生在变形过程中和相变后短时内,它是形核控制相变,从界面形核开始,在连续热变形、连续应变能积累和释放过程中晶核在高时变区（应变带、滑移带、孪晶带、亚结构界面）不断反复形核,具有“形核位置不饱和”机制：相变速率快,可产生等轴低位错密度的超细亚铁素体.而传统TMCP技术的相变主要发生在变形后的连续冷却过程中.
　　4) 控制冷却能力的不同
　　传统TMCP技术是在相变点附近轧制,冷却途径只有一条,其冷却途径不能控制,而新一代TMCP技术可以根据用户对钢板组织与性能的要求,控制冷却路径和所需组织,可以设计多条冷却路径,而且比传统加速冷却速度快2-5倍,使钢板强度提高,焊接性改善,且处理后钢板表面的温度非常均匀.
4.新一代TMCP技术超快速冷却技术与设备的要求
NG-TMCP生产工艺要求轧后钢材急速快冷,经过一系列精细控制的、均匀化的超快速冷却,迅速穿过奥氏体区,达到快速冷却条件下的动态相变点.这就要求超快冷却技术至少具有以下3个特点：
（1）具有超快冷却能力,即其冷却速度可以达到水冷的极限速度；
（2）板面内温度分布均匀；
（3）可实现高精度的冷却终止温度控制.
5.结束语
　　随着国民经济的快速发展及可持续发展战略思想的不断深入,制造业领域提出了4R原则,即减量化、再循环、再利用和再制造.钢铁生产单位必将坚持减量化的原则,即采用节约型的成分设计和减量化的生产方法,获得高附加值、可循环的钢铁产品.新一代的TMCP技术逐渐代替传统的TMCP技术,称为生产宽厚板不可或缺的技术.