xunaa 晶粒尺寸的影响：晶粒尺寸越小，金属的塑性越好。由于在一定体积内，细晶金属的晶粒数量比粗晶金属的晶粒数量多，因此塑性变形时有利取向的晶粒较多，变形能均匀地分布到各个晶粒；而从各个晶粒的应力分布来看，当晶粒较细时，局部晶界的影响相对较大，因此晶粒中心处的应变与晶界处的应变之差为减少。由于细晶粒金属的变形不均匀性越小，所产生的应力集中也必然越小，内应力分布越均匀，因此金属在断裂前所能承受的塑性变形量就越大。
锻造结构比铸造结构具有更好的塑性。铸造组织有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、气孔等缺陷，降低了金属的塑性。经过适当的锻造，粗大的柱状晶会被破碎，获得细晶组织，从而提高金属的塑性。
微量合金元素的影响：含有微合金元素的钢以C和/或N化合物的形式析出。
Z：温度补偿变形率系数。
从生产中控制奥氏体晶粒的角度来看，奥氏体动态再结晶与静态再结晶的主要区别在于，动态再结晶的晶粒尺寸仅受Z参数控制，而Z值由变形温度和变形速度决定。静态再结晶的晶粒尺寸不仅受变形温度和速度的影响，还受变形量、原始晶粒尺寸、停留时间等因素的影响。
对于低碳钢，在奥氏体转变过程中，需要终轧后的冷却过程来控制贝氏体转变。需要适当控制和选择合适的终轧温度。
铁素体热加工变形与再结晶
为了达到在（A+F）两相区轧制提高材料强度和韧性的目的，两相区必须有一定的变形量（一般为20%左右）。
在获得细小的奥氏体晶粒后，如果可以通过加速冷却将转变推向较低的温度，那么这个较低的转变温度可以增加晶体成核的概率，改善晶界运动性能，从而使铁素体的块体晶粒尺寸减小。
首先明确一个概念：在铁碳相图中，G-S曲线是：亚共析钢在平衡状态下的奥氏体化温度线，也称为：A3温度。 A3 随着碳含量的增加，温度逐渐降低。
Ac3——亚共析钢受热时奥氏体完成转变的临界温度线。它是一条高于A3温度线的曲线。 （这是供暖）
Ar3----是钢冷却时奥氏体开始转变为铁素体或铁素体的临界温度线。是低于A3温度线的曲线（这是冷却）
基体相：软、韧相连续
强化相：高强度、高硬度、不连续、圆形、细小
合金相与显微组织的关系：
合金中的相是合金微观结构的一部分。当合金中相的数量、尺寸、形状和分布发生变化时，显微组织也会发生变化，但相本身的结构和性能保持不变。通过这种方式，我们将微观结构重新定义为合金中相的数量、尺寸、形状和分布。
铁碳相图的主要特征线
1、AC线：液态向奥氏体转变的起始线。即：L-A。
2、CD线：液态向渗碳体转变的起始线。即：L-Fe3C I。ACD线统称为液相线，在这条线之上合金全部处于液相，“L”。 ’
3、AE线：液态向奥氏体转变的结束线。
4. ECF水平线共晶线。
AECF线统称为固相线。液态合金冷却至该线并全部结晶成固态。这条线下方是固相区域。
5、ES线：又称Acm线，是碳在奥氏体中的溶解度曲线。即：L-Fe3c 2#。
6、GS线：也叫A3线。
7、GP线：奥氏体向铁素体转变的终点线。
8、PSK水平线共析线（727），又称A1线。
9、PQ线：碳在铁氧体中的溶解度曲线。
低碳贝氏体钢和针状铁素体钢
贝氏体：奥氏体钢等温淬火后的产物。是将钢件奥氏体化后快速冷却至贝氏体转变温度范围（260~400）保持等温，使奥氏体转变为贝氏体。贝氏体具有高强度和韧性。硬度相同时，贝氏体的耐磨性明显优于马氏体，可达马氏体的13倍。
贝氏体的组织形貌：
钢、铸铁及铁合金中的贝氏体组织形貌极为复杂，与贝氏体相变的中间转变特征直接相关。钢中的贝氏体本质上是以贝氏体铁素体为基体，与分布在其上的渗碳体（或碳化物）或残余奥氏体组成的有机组合。它是由贝氏体铁素体（BF）、碳化物、残余奥氏体、马氏体等相组成的复杂整体组织。
1 超低碳钢贝氏体组织形貌
近年来，对于含碳量0.08%的超低碳钢的结构有很多研究应用。该钢在淬火或锻造后通过控制冷却可以获得超低碳贝氏体组织。例如，将X65管线钢试样加热至1000，并以25/s冷却，则得到贝氏体组织中块状铁素体+条状铁素体的不规则界面，即超低碳贝氏体。若提高冷却速度，可获得完整的细条状贝氏体组织。
2 上贝氏体组织形貌
上贝氏体形成于贝氏体转变温度区（Bs鼻温）上部，形状不同，有羽状贝氏体、无碳贝氏体、粒状贝氏体等。
无碳贝氏体更容易出现在低碳和低合金钢中。当上贝氏体组织中只有贝氏体铁素体和残余奥氏体而不含碳化物时，称为无碳化物贝氏体，或简称无碳贝氏体。
无碳贝氏体中的铁素体片多呈平行排列，其尺寸和间距较宽。薄片之间是富碳奥氏体，或其冷却过程的产物。 35CrMo钢在950、530等温10分钟奥氏体化后，得到无碳贝氏体，其组成为贝氏体铁素体（BF）条带+残余奥氏体（'）。
贝氏体铁素体()的形状不规则，不全部呈片状，有的呈块状，有的BF与'界面呈锯齿状。铁素体条之间存在富碳相。随着碳含量增加且含有Cr、Mo合金元素，转变成相后，比容增大，相受到挤压，因此富碳相趋于稳定，不能发生变化。并留下来。
在硅钢和铝钢中，由于Si和Al不溶于渗碳体，因此在没有Si和Al原子扩散走的情况下很难形成渗碳体。因此，该类钢在上贝氏体转变过程中，不析出渗碳体，常在室温下残留残余奥氏体，形成无碳贝氏体。
在低碳合金钢中，贝氏体铁素体形成后，渗碳体尚未析出，奥氏体仍处于贝氏体铁素体之间，碳原子继续向奥氏体中扩散富集。由于相变体积膨胀，贝氏体铁素体之间的富碳奥氏体受到应力并趋于稳定，最终残留形成无碳化物贝氏体。
粒状贝氏体，当过冷奥氏体在上贝氏体温度区等温时，贝氏体铁素体（BF）析出后，碳原子离开铁素体并扩散到奥氏体中，导致奥氏体形成。体内含碳不均匀，稳定性增加，难以继续转变为贝氏体铁素体。这些奥氏体区一般呈粒状或条状，即所谓的岛状，分布在贝氏体铁素体基体上。这种富碳奥氏体在冷却过程中可以部分转变为马氏体，形成所谓的（M/A）岛。这种由BF+(M/A)岛组成的整体组织称为粒状贝氏体。
羽状上贝氏体，羽状贝氏体中存在渗碳体，属于碳化物贝氏体范畴，是经典的贝氏体组织。近年来又有新的观察。羽状上贝氏体由条状贝氏体铁素体和分布在条状之间的渗碳体组成。经典上贝氏体的组织形态为羽毛状，为BF+-M3C的一体化组织。 GCr15钢奥氏体化后，在450等温40秒，然后水冷淬火，得到贝氏体+马氏体的一体化组织。
随着羽状贝氏体转变温度的降低和钢中含碳量的增加，片状铁素体（BF）变薄，位错密度增大，渗碳体片变薄，或颗粒变小、弥散。度增加。
3 下贝氏体组织形貌
下贝氏体组织中还有无碳贝氏体和碳化贝氏体。在高碳钢和高合金铬钼钢中，很容易获得碳化物贝氏体组织。在含Si元素较多的钢中，下贝氏体为无碳贝氏体。下贝氏体形成于贝氏体转变温度区的下部（贝氏体C曲线的“鼻温度”以下）。它呈条状或竹叶状，片片在交叉处相互交接。
轧制时，保证总压下量为65%，并尽可能降低终轧温度（一般控制在700），可以有效继承奥氏体晶粒中的位错亚结构，防止析出颗粒粗化，从而充分发挥其补强作用。
微合金元素在控轧中的作用
铌、钒、钛，这些元素在元素周期表中排列比较接近，与碳、氮结合能力较强，形成碳化物、氮化物和碳氮化物。
FATT是韧脆转变温度，后面的数字表示测试温度。
例如FATT50：冲击试件断裂面分为三部分：纤维区、辐射区（结晶区）和剪切唇。在不同的测试温度下，三个区域之间的相对面积是不同的。随着温度下降，纤维区面积突然减小，结晶区面积突然增大，材料由韧变脆。通常将结晶面积占整个断裂面积50%时的温度称为tk，记为50%FATT，或FATT50%。
检测实验请参考《GB/T 229—2007 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》和《GB/T 12778—2008 金属夏比冲击断口测定方法》
各种钢种冷却和终轧温度的确定
热加工时，变形终止温度对钢的组织有重要影响。变形终止温度越高，晶粒聚集和长大的倾向越强，生成的奥氏体晶粒越粗大，因此应尽量降低成品时的变形终止温度，但一般不低于Ar3，即通过控制轧制和冷却手段来细化晶粒，提高产品质量。
低碳钢的变形终止温度应控制在800附近，最低不得低于750。
对于高碳钢，为防止网状渗碳体的形成，成品时变形终止温度应控制在850左右。如果变形终止温度和轧后快速冷却配合得好，就可以完全抑制共析渗碳体的析出，不出现网状渗碳体。即使成型，也很薄，容易消除，不需要额外的步骤。
过共析碳钢和合金钢轧制后，多余的渗碳体形成沿晶界分布的渗碳体（碳化物）网络。具有渗碳体网络的钢会降低冷变形能力并增加产生淬火裂纹的倾向。钢材需要经过复杂的热处理来消除渗碳体网络，而热处理不能随时达到目的。因此，需要创造条件使得轧制后的钢中不形成渗碳体网络。可以实现低温最终轧制以及轧制后钢的相当快的冷却。
例如：GCr15在精轧机组前设有水冷装置，以降低终轧前的温度。滚压后可快速冷却。可吹入压缩空气，然后进入缓冷坑。
轧后缓慢冷却会产生粗大的铁素体晶粒，同时屈服点降低，脆性转变温度升高。冷却速度与钢材的截面尺寸有关。大断面钢材的快速冷却比较困难。因此，对于同一牌号的钢材，大截面钢材的力学性能较低。国外圆钢轧制后通常采用空冷。这与国外钢材含气量低有直接关系。在线水冷的效果会更好。水冷圆钢规格为75mm以下。采用水冷技术往往会导致水冷管路过大。时间越长，投资增加，但快速冷却有利于减少二次带组织，但当奥氏体晶粒粗大时，特别是钢中锰含量较高时，快速冷却可能形成魏氏铁体。因此，轧后快速冷却必须与较低的变形终止温度相协调。当变形终止温度较低且奥氏体晶粒较小时，即使快速冷却也不会形成魏氏铁素体。
合金结构钢在中型轧机上轧制后，直径小于60mm的钢材在空气中堆冷，直径大于60mm的钢材在不加热的缓冷坑中冷却。钢材在坑中冷却到100-150的时间应不少于30小时。
滚珠轴承钢有产生白点的倾向，因此滚针轴承钢在轧制后应缓慢冷却，或按规定制度进行热处理。充电时温度不应低于700。钢坯应放入坑中直至温度不低于700。在100---200以上平均72小时，即使终轧温度较低，钢也会缓慢冷却，钢中会产生渗碳体网络。缓慢冷却时，温度低于650时不形成渗碳体网络。因此，为了避免渗碳体网络的形成，轧钢后的每根棒材都单独冷却，并尽快直接冷却至650以下的温度。为保证无渗碳体网络的球轴承钢的冷却速度由终轧变形温度决定，当终轧温度为900--950时，冷却速度不得小于45---50/min ，冷却速度不低于45---50/min。随着终轧温度降低，冷却速度可降低。
通过在精轧机中控制适当的最终终轧温度（Ac3附近的温度）和匹配适当的压缩比（40%左右），低碳、中碳钢、合金钢、弹簧钢、轴承钢等合金钢得到理想的金相组织和最佳的机械性能。为此，在棒材精轧机的最后两个机架前设置了水冷箱。为了使快速冷却的轧件内外温度均匀，在棒材精整机组前安装水冷箱。设置温度均衡部分。
钢材轧制后，可分为以下几种冷却方式：
1.在空气中。
2. 导热系数低的材料。
3.在培养箱中。
4、没有加热设备的保温坑内。
5. 预热暖坑和炉子。
6、有加热坑、熔炉。
7在水中。
以下是代表性钢种的控轧和控冷方法：
1、轴承钢、弹簧钢
精轧要求在低温下完成，轧后需保温、缓冷。为了防止网状碳化物析出，轴承钢轧制后先快冷，再缓冷。轴承钢的终轧温度严格控制在800-850，以利于网状碳化物的破碎。当终轧温度大于900时，可喷水使钢快速冷却至600---650（以防止网状碳化物继续析出），然后缓慢冷却。为此，在精轧机前安装冷却水箱，以控制进入精轧机的轧件温度。
2、调质钢（淬火+高温回火双重处理）
调质钢的组织为回火屈氏体。调质钢具有较高的强度极限和屈服极限，以及足够的柔韧性和韧性，因而具有较高的综合力学性能。调质钢主要用于强度较高、承受冲击或交变载荷的重要工件，如连杆、轴等。
根据连轧产品大纲定位：优质碳素结构钢：22.5万吨、合金结构钢：22.5万吨。对占总产量90%的如此大批量的钢材进行温度控制具有增加竞争力的优势。
3、优质碳素结构钢和合金结构钢
优质碳素结构钢和合金结构钢均属于亚共析钢。亚共析钢的淬火温度为AC3以上30---50。对于小于40mm的圆钢，在精轧机前安装冷却水箱，有细致的作用。晶粒发生转变，淬火后得到马氏体组织。然后进行高温回火。回火是将淬火后的钢材加热到A1以下，使其转变成稳定的回火组织。
较大规格圆钢在线控温生产厂家：意大利乌迪内ABS LUNA工厂，生产规格：20----100mm圆钢，钢种：碳钢、表面淬火钢、调质钢、微合金钢、轴承钢、弹簧钢、不锈钢、20-90mm圆钢在线控温。
按照目前石钢产品的定位，随着钢材用户的变化，为汽车提供钢材，向高端市场发展已成为必然。为给用户提供理想的金相组织和最佳的力学性能，具有竞争优势，在考虑冷却系统时，应在精轧机组前后设置水冷箱，主要用于较小圆钢的在线控温。大于40毫米。
精轧机组后安装水冷箱。国外认为，对于大规格圆钢，只能去除氧化铁皮，改善表面质量，而对细化晶粒作用不大。反之，会使圆钢内部晶粒尺寸不均匀。在线控温无疑会延长轧制线，增加投资。
对于精轧机后水冷箱应安装多长时间提供参考的厂家并不多。只有意大利ABSLUNA工厂的长度达到55米。
从长远发展和质量要求的角度考虑，应考虑在线控温。首先，在精轧机后增加水冷箱，至少可以去除氧化铁皮，提高表面质量。各类钢材的加热、终轧、冷却系统见表1：
1. 受控滚动
1. 控制滚动理论
热轧过程中，通过合理控制金属加热系统、变形系统和温度系统，使固态相变和热塑性变形相结合，获得细晶组织，使钢材具有优良的综合力学性能。对于低碳钢和低合金钢，控轧工艺主要通过控制轧制工艺参数来细化变形奥氏体晶粒，使奥氏体发生向铁素体和珠光体的相变，形成细小的铁素体晶粒和较细的珠光体球团，提高钢材的强度、韧性和焊接性能；对于高碳钢和过共析钢，采用控温轧制技术将变形奥氏体晶粒最终轧制到接近奥氏体转变点。
2、热机械轧制
目前热机械轧制圆钢的规格在40以下，主要是低碳钢和低合金钢。主要目的是细化铁素体晶粒。终轧温度750——790，精轧前后。穿水冷却。无论多大的圆钢，经过水冷后，表面和心部温度都会不均匀，轧制后表面很容易形成细小的裂纹。轧制后再结晶时，芯部和表面晶粒尺寸不同，导致棒材横截面显微组织不均匀。
3、正火轧制
对于40——80圆钢，可采用正火轧制。最后四道次的总变形量应为50——60%。在进入精轧机之前是等温的。终轧温度为800-——850，轧后快速冷却。
4、控温轧制
终轧温度为850-——900，轧后控制冷却，提高表面质量。对于高碳钢，可获得较细的珠光体球团；对于过共析钢，可以减少网状碳化物的析出。
2、石钢采用轧制工艺
正火轧制工艺可生产20#、45#、20CrMo、20CrMnTi、40Cr、40MnB等钢种的50——80圆钢，但在进入精轧机组前需等温，增加了工序距离并降低输出。最后，第4 道次的变形增加。为了保证较高的产品精度和轧件截面变形均匀，最好增设定径机，这样就增加了投资。 80以上规格需控温轧制；用于生产扁弹簧的钢可以采用热机械轧制工艺，在铁素体和奥氏体双相区进行精轧，通过奥氏体向铁素体和珠光体的相变，细化变形奥氏体晶粒，形成细小的颗粒。铁素体晶粒和较细的珠光体球团可用来提高钢的强度和韧性。但精轧前后均需水冷，增加了投资，加长了轧制区的工艺距离；对于轴承钢，需要进行控温轧制，以防止网状碳化物析出，提高表面质量。
从投资和工艺定位角度考虑，石钢采用控温轧制工艺，降低开轧温度，控制终轧温度，控制轧后冷却，以获得良好的表面质量和相对良好的内部组织。
不同钢种、规格的轧制工艺：
钢种规格轧制工艺
20#、45#、20CrMo、20CrMnTi、40Cr、40MnB50——80正火轧制；控温轧制
80——150控温轧制
GCr1550——95控温轧制
60Si2Mn14mm-20mm165mm-160mm热机械轧制，精轧前后需水冷；控温轧制
注：上表弹簧扁钢需用180mm220mm或200mm200mm连铸坯生产。
各类钢材的加热、终轧和冷却系统
钢号45#加热温度1050——————1180
冷却方式风冷
终轧温度850
钢种40Cr 加热温度1050——————1180
冷却方式风冷
终轧温度850
钢种20MnV、40MnB、20CrMo 加热温度 1050——————1180
冷却方式：堆冷
终轧温度850
钢号GCr15 加热温度1050——————1100
冷却方式：坑式冷却，坑口温度600
终轧温度850
钢种20CrMnTi 加热温度 1050——————1120
冷却方式：85mm以下堆冷，85mm以上坑式冷却，坑口温度
终轧温度850
45Mn2、27SiMn加热温度1050——————1180
冷却方式：坑式冷却，坑口温度400
终轧温度850
60Si2Mn加热温度1030——————1120
冷却方式：坑式冷却，坑口温度
终轧温度850
Nb:具有抑制奥氏体再结晶、细化奥氏体的作用，其低温析出具有沉淀强化的作用。铌含量标准的下限为0.005%。事实上，大多数钢材都在0.03%至0.05%之间，是标准规定下限的6.0-10.0倍。
Ti：能提高钢的晶粒粗化温度，促进晶粒细化，提高强度和韧性。特别是对提高焊接热影响区的韧性有独特的贡献。
V：钒具有析出强化、提高强度的作用。含量控制在0.05%-0.10%之间。是API标准规定碳含量的2.5-5.0倍。
用户评论
控轧控冷工艺真厉害，可以调控材料里那些细微的晶粒啊!
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关于金相组织，我觉得控轧控冷能有效控制它的形貌！
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想要改变金属材料的性能？控轧控冷是个好选择。
有16位网友表示赞同！
想知道在什么情况下控轧控冷效果最佳，还有具体操作技巧呢？
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控制金相组织真是个关键点，这方面的研究很重要！
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感觉控轧控冷能提升金属材料的强度和硬度！
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学习一下控轧控冷工艺，希望能更好地理解金属结构变化！
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金相组织的变化影响着材料的性能，控轧控冷是个好方法！
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对控轧控冷感兴趣，想了解这类控制技术的应用范围。
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控轧控冷的原理是什么？需要哪些设备和参数设置？
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金相结构复杂，控轧控冷能帮助我们更好地解读它！
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研究控轧控冷工艺，掌握金属材料性能的可调控性！
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想要学习更多关于控轧控冷的知识，希望能看到一些详细案例分析。
有7位网友表示赞同！
控轧控冷能有效控制金相组织的大小和分布，影响材料最终的力学性能!
有14位网友表示赞同！
希望能够了解更多不同金属材料的控轧控冷条件优化方案！
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金相组织的变化和控轧控冷的技术关系很大，很有深度！
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想了解更多关于控轧控冷的金相组织改变规律！
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