鋼帶再結(jié)晶退火原理

1、鋼帶的再結(jié)晶退火原理一、鋼的冷塑性變形不經(jīng)加熱在常溫下的鋼經(jīng)軋制、拉拔、擠壓等工藝，產(chǎn)生不能恢復(fù)原 形狀和尺寸的變形。說明鋼所受的加工壓力大于鋼的彈性極限，引起了鋼的塑性變形，這一過程叫鋼的冷塑性變形。1. 組織結(jié)構(gòu)的變化。鋼在軋制時(shí)，尺寸和外形的變化是內(nèi)部晶粒變 形的總和，在軋制過程中，各個(gè)晶粒順著軋制方面伸長壓扁破碎形成 纖維狀，變形程度很大時(shí)，在破碎和拉長的晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了許多極細(xì) 小的碎塊，通常稱這種結(jié)構(gòu)為亞結(jié)構(gòu)，這種晶粒稱為亞晶粒。2. 內(nèi)部應(yīng)力。在金屬材料的冷塑性變形中，各種因素導(dǎo)致變形不均 勻，使變形時(shí)所施加的能量中有10%15%的比例以彈性能 的形式 保留在金屬內(nèi)部。其具體形式就

2、是金屬中的彈性畸變和內(nèi)應(yīng)力。3. 冷塑性變形與變形組織。在冷塑性變形中，隨著變形程度的增大， 各晶粒的取向大致趨于一致，這種由于變形的結(jié)果而使晶粒具有擇優(yōu) 取向的組織，叫變形結(jié)構(gòu)。例：帶鋼經(jīng)壓下率 20 %左右的冷軋后的 晶粒組織被延伸和硬化，抗拉強(qiáng)度高達(dá)680mpa以上，而產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要 求260350mpa，這樣的帶鋼幾乎不能進(jìn)行任何進(jìn)一步加工形成，與產(chǎn)品要求完全不符，為此必須適當(dāng)調(diào)整晶粒的結(jié)構(gòu)以恢復(fù)所需的塑 性，得到標(biāo)準(zhǔn)要求的力學(xué)性能和良好的成形性。二、冷軋鋼板的再結(jié)晶退火。經(jīng)冷塑性變形的金屬，加熱到再結(jié)晶溫度以上，經(jīng)保溫后冷卻的熱處 理工藝叫再結(jié)晶退火。冷軋后金屬內(nèi)部組織產(chǎn)生晶粒拉長破碎和

3、晶體缺陷大量存在的 現(xiàn)象，有向穩(wěn)定組織自發(fā)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)，然而在常溫下，金屬的原子動(dòng) 能小，擴(kuò)散能力差，擴(kuò)散速度慢。這種自發(fā)傾向無法實(shí)現(xiàn)，必須施加 推動(dòng)力， 這種推動(dòng)力就是將帶鋼加熱到一定的溫度， 使原子能量發(fā)生 變化。 隨著溫度升高，組織和性能的變化分三個(gè)階段：回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒 長大。1. 回復(fù)。當(dāng)加熱溫度升高時(shí)，冷變形金屬中微觀內(nèi)應(yīng)力顯著降低， 但強(qiáng)度硬度變化不大，塑性和韌性稍有上升，顯微組織無顯著變化， 新的晶粒沒有出現(xiàn)，這種變化叫回復(fù)。例：從室溫到 400 C,帶鋼內(nèi) 部的組織無顯著變化， 軋制過程被拉長的晶粒剛剛獲得恢復(fù)， 尚未形 成再結(jié)晶。2. 再結(jié)晶。 冷變形金屬加熱到較高溫度時(shí)，

4、 將形成一些與變形晶粒 不同的和內(nèi)部缺陷較少的 等軸小晶粒 ，這些小晶粒不斷向周圍的變形 金屬擴(kuò)大， 直到金屬的冷變形組織完全消失為止， 這一過程稱為再結(jié) 晶。帶鋼從400 C加熱到723 C以下區(qū)間就是再結(jié)晶形成階段，因而 這個(gè)溫度區(qū)間加熱速度必須加以控制。3. 晶粒長大。再結(jié)晶完成后，溫度繼續(xù)升高或延長保溫時(shí)間，晶粒 會(huì)繼續(xù)長大。晶粒長大也是一個(gè)自發(fā)的過程，它使晶界減少，能量降 低，組織變得穩(wěn)定。4. 碳的析出。 碳鋼加熱以后冷卻時(shí)， 碳在鐵素體內(nèi)的溶解度隨溫度 的下降而下降。因而不斷有飽和碳析出，但析出的速度較慢，如果在300 C左右快速冷卻到室溫，就有過飽和的碳留在鐵素體內(nèi)，在室溫 下繼續(xù)從鐵素體中析出，使硬度上升，產(chǎn)生時(shí)效硬化。故在320左右必須緩冷，使用碳充分從鐵素體內(nèi)析出。從 600 C冷卻到320 C所 需得時(shí)間叫有效冷卻時(shí)間。為了從高溫到常溫的時(shí)間最短，而使碳盡 可能析出，采用先快冷到過時(shí)效溫度以下，使碳在鐵素體內(nèi)達(dá)到過飽 和，而在過時(shí)效溫度內(nèi)保溫，讓碳析出，然后再次快速冷卻到常溫。三、再結(jié)晶退火工藝的選擇1. 再結(jié)晶退火溫度。冷軋時(shí)的變形程度越大，則內(nèi)應(yīng)力越高，愈處 于不穩(wěn)定狀態(tài)，再結(jié)晶溫度越低；材料的含碳量和磷硫雜質(zhì)越高，再 結(jié)晶溫度越高；加熱速度越快，再結(jié)晶溫度越高。2. 過時(shí)效溫度。過時(shí)效溫度過高，使二次快冷后的鐵素體內(nèi)的碳過 多，