钢加热时的转变

第2章 钢的加热转变 (奥氏体的形成)2.1 奥氏体的形成2.2 奥氏体形成机理 2.3 奥氏体形成动力学 2.4 奥氏体晶粒的长大及其控制

4

第 2 章 钢的加热转变钢件在热处理、热加工等循环过 程中，其加热温度高于临界点以上时 将得到奥氏体组织，而奥氏体晶粒大 小、亚结构、成分、均匀性以及是否 存在其它相、夹杂物等直接影响钢的 最终性能。

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2.1 奥氏体的形成2.1.1 奥氏体的组织结构和性能奥氏体是C原子(多种化学元素)溶入 γ-Fe中构成的固溶体。

奥氏体组织奥氏体晶粒一般为等轴状多边形，在 晶粒内有孪晶。转变刚结束时，晶粒比较 细小，晶粒边界呈不规则的弧形，保温后 晶粒长大，晶粒边界趋向平直化。上一页 下一页 6

图2.1 1Cr18Ni9Ti钢室温的奥氏体组织7

奥氏体晶体结构奥氏体为面心立 方结构，碳原子位于 晶胞八面体的中心或 棱边的中点。

图2.2 奥氏体晶胞及碳原子的可能位臵

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奥氏体的性能奥氏体是最密排的点阵结构，致密度高 ↓ 质量体积最小 奥氏体的点阵滑移系多 ↓ 塑性好，屈服强度低，易于加工变形上一页 下一页

9

奥氏体具有顺磁性↓

奥氏体钢可作为无磁性钢 奥氏体线膨胀系数大 ↓ 奥氏体钢制造热膨胀灵敏的仪表元件

加热金属冷却时的转变

第一节 珠光体相变

一、珠光体及其形成机理

1．研究珠光体型相变的意义

钢经奥氏体化后，过冷至Ar1以下某一温度范围内等温，或以较慢的冷速连续冷却，均可得到珠光体组织，它是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，是一种稳定的组织，其中，铁素体为体心立方，硬度低而塑性高；渗碳体为复杂斜方，质硬而脆，两者合理的匹配，可得到良好的综合力学性能，是钢中的重要相变。

① 由于珠光体具有上述特征，故可作为机加工的中间热处理，消除因前一道工序造成的加工硬化，便于下道工序的切削加工；同时，也可用正火作为最终热处理，获得一定形态的珠光体，使结构件具有良好的综合力学性能；用得更为广泛的则是作为淬火的预先热处理，为淬火作好组织上的准备。

② 对于要求高硬度、高强度的构件，则希望获得马氏体，为避免因工艺不当使组织中出现珠光体相，则必须研究珠光体的形成动力学。 2．珠光体的类型

片状：片层方向大致相同的珠光体称为珠光体团（或领域），在一个奥氏体晶粒内可以形成3～5个珠光体团。

片状珠光体：片状珠光体(P) 150～450nm 光镜可分辨其F、Fe3C的层状分布

索氏体(S) 80～150nm 高倍

屈氏体(T) 30～80

推钢式板坯加热炉钢坯加热过程数值模拟

加热炉的作用是加热钢坯，其出钢速度、加热温度和断面温差必须满足轧制工艺要求，并力求炉子单耗最低。所以，钢坯在炉内加热过程中的温度分布对优化控制十分重要。但是，由于炉内钢坯断面温度目前还无法在线直接测量，所以只能根据加热炉可测变量并借助炉内钢坯温度分布模型来预示。

1 钢坯加热数学模型的建立

钢坯在连续加热炉内的加热过程，除了钢坯的入炉、出炉及在炉时间不同外，所经历的加热过程都是相同的。所以，在建模中首先取炉内任意位置的一条钢坯来建立其温度分布与加热条件之间的数学关系式，然后再将其应用到炉内的其它钢坯。实际加热过程中的钢坯是不断前移的，为了描述方便起见，采用移动坐标系法(坐标原点与钢坯同步移动)，即将钢坯在炉内的移动等效地看作炉内的温度场在移动。

影响炉内钢坯温度分布的因素很多，建模时必须作如下假设： (1)炉膛上下为对称加热；

(2)忽略钢坯与炉筋管之间传热的影响； (3)推钢过程是瞬间完成的；

(4)炉温沿炉宽方向具有相同的分布而沿炉长方向为分段线性分布； (5)不考虑金属表面的氧化对传热的影响。

钢坯在加热炉内加热，表面受到炉气、炉墙的辐射传热及炉气的对流传热，内部以热传导的方式传递热量。根据以上假设

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年6月8日—11日

南钢6米焦炉置换成高炉煤气加热的经验

张新民 赵昌辉（南京钢铁联合有限公司）

【摘 要】本人结合生产实践摸索出一套适合6米焦炉，焦炉煤气置换为高炉煤气加热的操作方法，详细阐述了煤气置

换的前期准备工作、人员分工、操作步骤和加热制度。

【关键词】加热 6米焦炉 置换 焦炉煤气 高炉煤气

0.前言

南钢现有3座6米焦炉，其中两座采用高炉煤气加热，一座采用焦炉煤气加热。由于高炉检修，每年焦炉都需要进行多次的煤气置换。为了保证置换的安全进行，缩短置换时间，最快稳定焦炉炉温，厂部技术人员制订了严格的规章制度，下面简单阐述焦炉煤气置换成高炉煤气加热的操作方法。

1.置换前准备工作

1.1 对高炉煤气管道系统清扫、清洗和维护保养；

1.2 清洗所有高炉煤气考克，加油润滑密封，保证运转灵活，并进行查漏处理；

1.3 检查蓄热室封墙、废气盘单叉接头、斜道区外部正面墙等处的密封情况，并进行处理； 1.4 有关用高炉煤气加热使用的仪表和调节机构，进行检查、校对，使处于完好、灵活状态；

1.5 准备310mm×310m

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年6月8日—11日

南钢6米焦炉置换成高炉煤气加热的经验

张新民 赵昌辉（南京钢铁联合有限公司）

【摘 要】本人结合生产实践摸索出一套适合6米焦炉，焦炉煤气置换为高炉煤气加热的操作方法，详细阐述了煤气置

换的前期准备工作、人员分工、操作步骤和加热制度。

【关键词】加热 6米焦炉 置换 焦炉煤气 高炉煤气

0.前言

南钢现有3座6米焦炉，其中两座采用高炉煤气加热，一座采用焦炉煤气加热。由于高炉检修，每年焦炉都需要进行多次的煤气置换。为了保证置换的安全进行，缩短置换时间，最快稳定焦炉炉温，厂部技术人员制订了严格的规章制度，下面简单阐述焦炉煤气置换成高炉煤气加热的操作方法。

1.置换前准备工作

1.1 对高炉煤气管道系统清扫、清洗和维护保养；

1.2 清洗所有高炉煤气考克，加油润滑密封，保证运转灵活，并进行查漏处理；

1.3 检查蓄热室封墙、废气盘单叉接头、斜道区外部正面墙等处的密封情况，并进行处理； 1.4 有关用高炉煤气加热使用的仪表和调节机构，进行检查、校对，使处于完好、灵活状态；

1.5 准备310mm×310m

第32卷第5期2011年5月

焊 接 学 报

TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION

Vo.l32 No.5

May 2011

核电SA508 3钢焊接连续冷却转变曲线的分析

1,2

2

2

2

1

2

迟露鑫, 麻永林, 邢淑清, 赵勇桃, 陈芙蓉, 陈重毅

(1.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,呼和浩特 010051; 2.内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010)摘 要:针对首次应用到核电上的SA508 3钢,在Gleeble1500D热模拟机上,采用膨胀法测定了SH CCT曲线,获得了焊接工艺特征参数t8/5从3.75~20000s范围内的焊接热影响区组织变化规律.结果表明,获得全部马氏体相变的冷却时间为15s,全部贝氏体相变的冷却时间60s<t8/5 3000s,全部铁素体和珠光体相变的冷却时间为6000s;当t8/5 100s时,焊接热影响区硬度高于350HV,存在淬硬和裂纹敏感性;当t8/5 20000s时,焊接热影响区硬度小于母材硬度,易出现软化现象.

关键词:核电SA50

第32卷第5期2011年5月

焊 接 学 报

TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION

Vo.l32 No.5

May 2011

核电SA508 3钢焊接连续冷却转变曲线的分析

1,2

2

2

2

1

2

迟露鑫, 麻永林, 邢淑清, 赵勇桃, 陈芙蓉, 陈重毅

(1.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,呼和浩特 010051; 2.内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010)摘 要:针对首次应用到核电上的SA508 3钢,在Gleeble1500D热模拟机上,采用膨胀法测定了SH CCT曲线,获得了焊接工艺特征参数t8/5从3.75~20000s范围内的焊接热影响区组织变化规律.结果表明,获得全部马氏体相变的冷却时间为15s,全部贝氏体相变的冷却时间60s<t8/5 3000s,全部铁素体和珠光体相变的冷却时间为6000s;当t8/5 100s时,焊接热影响区硬度高于350HV,存在淬硬和裂纹敏感性;当t8/5 20000s时,焊接热影响区硬度小于母材硬度,易出现软化现象.

关键词:核电SA50

目 录

前 言????????????????????????2 设计任务书??????????????????????4 内容摘要???????????????????????5 第一部分 : 推钢式加热炉的概述

一、加热炉的应用及其优越性????????????7

二、推钢式加热炉的分类?????????????? 三、推钢式加热炉的工作原理及工艺?????????10 四、推钢式加热炉的主要结构????????????11 五、联想近几年我国轧制技术的发展?????????12

第二部分 : 推钢式加热炉的相关计算

一、炉膛内的辐射的计算?????????????? 二、炉子的基本尺寸的设计及相关计算???????? 三、金属加热的计算???????????????? 四、燃料燃烧的相关计算?????????????? 五、炉子热平衡的计算??????????????? 第三部分 : 换热器设计????????????????

一、换热器的介绍???????????????? 二、换热器设计计算???????????????

第四部分 ：主要参考文献

27CrMo27S钢奥氏体连续冷却转变曲线

李毅１，王宁１，高秀华１，邱春林１，齐克敏１，许文妍２，邱锋２

（１．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳１１０００４；

２．天津钢管集团有限公司，天津３００３０１）

摘

要：利用膨胀法结合金相－硬度法，在Ｇｌｅｅｂｌｅ－３８００热模拟机上测定了２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢的临界点Ａｃ１、Ａｃ３

以及Ｍｓ；测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线，获得了连续冷却转变曲线（ＣＣＴ曲线）；研究了冷却速度对该钢组织及硬度的影响。结果表明在相当低的冷却速度范围内可获得贝氏体组织。当冷却速度小于珠光体和贝氏体（Ｆ＋Ｐ＋Ｂ），当冷却速度为１～６℃／ｓ时转变产物是铁素体和贝氏体（Ｆ＋Ｂ），１℃／ｓ，转变产物为铁素体、

当冷却速度为８～２４℃／ｓ时转变产物是贝氏体和马氏体（Ｂ＋Ｍ），当冷却速度大于２４℃／ｓ时，转变产物为完全马氏体（Ｍ）。该钢种动态ＣＣＴ曲线的测定可为生产实践和新工艺的制定提供一定的参考依据。

关键词：２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢；热模拟；膨胀法；金相－硬度法；连续冷却转变曲线中图分类号：ＴＧ１５１．３；ＴＧ１４２．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－３８１４（２００６）１６－００５１－０２

Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ

目 录

前 言????????????????????????2 设计任务书??????????????????????4 内容摘要???????????????????????5 第一部分 : 推钢式加热炉的概述

一、加热炉的应用及其优越性????????????7

二、推钢式加热炉的分类?????????????? 三、推钢式加热炉的工作原理及工艺?????????10 四、推钢式加热炉的主要结构????????????11 五、联想近几年我国轧制技术的发展?????????12

第二部分 : 推钢式加热炉的相关计算

一、炉膛内的辐射的计算?????????????? 二、炉子的基本尺寸的设计及相关计算???????? 三、金属加热的计算???????????????? 四、燃料燃烧的相关计算?????????????? 五、炉子热平衡的计算??????????????? 第三部分 : 换热器设计????????????????

一、换热器的介绍???????????????? 二、换热器设计计算???????????????

第四部分 ：主要参考文献