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RAL 新一代TMCP技术 发展历程回顾 王国栋 东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 2012.03.06,北京 重视材料制备使役全过程的节能减排特性 RAL 第二，大力发展新材料和先进制造科学技术。要重视材料 的环境友好性、可再生循环性、制备使役全过程的节能减排特 性，┅┅胡锦涛在中国科学院中国工程院院士大会上的讲话 已经充分关注 炼铁炼钢连铸 应予充分关注，潜力十分巨大 热轧冷轧涂镀使役报废循环 本项目关注领域（红字）金矿金矿 突出关键共性技术 RAL 突出对产业竞争力整体提升具有全局性影响、带动性强的 关键共性技术－－－国家科技规划发展纲要 大于95％以上钢材经历热加工方式 品种 热轧带钢 热加工：热加工过程的C－Mn钢 中厚板 组织性能控制－－轧制HSLA钢 H型钢尺寸规格 超高强钢 冷却过程的控制－关键棒材 管线钢 线材 共性技术水电钢 量大面广、升级换代管材 轧制－－相变准备冷却－相变发生（钢铁材料特点） 冷却路径 奥氏体硬化条件的准备冷却速度 析出条件的控制冷却起始、终了条件 ┅┅金矿金矿 加强复合强韧化原理的研究和应用 RAL 重点研究┅┅相变和组织控制机制、复合强韧化原理，┅┅材料 制备新原理、新工艺┅┅国家科技发展规划纲要 相变和组织控制机制，复合强韧化原理金矿金矿 固溶强化细晶强化析出强化相变强化 合理的成分设计细晶强化是重要的析出强化的效果与析对钢铁材料来讲， 强化方式出相粒子的尺寸相关相变强化是重要的 细晶强化的强化能强化能力：强化方式（RAL的 实验） 力是有限的max700MPa(1nm) 超快冷是控制相变 细晶是有限的，超析出与相变耦合，相 间析出－纳米析出的重要手段 细晶导致高的屈强 晶内析出－纳米析出有无穷多种强化结 比和脆性断裂 不能企望仅用细晶析出过程的控制－－果，从中选优 超快冷可以发挥作用 强化解决强度问题先进汽车用钢的 HSLA钢核心手段 首选强化机制 研究工作目标和获得的支持 RAL 973计划项目：新一代钢铁材料的重大基础研究 目标：使低碳钢屈服强度由200MPa级提高到400MPa级 863计划项目：500MPa碳素钢先进工业化制造技术 目标：1）C-Mn钢屈服强度提高到500MPa； 2）实现百万吨级产量 11.5支撑计划项目：节约型钢材减量化轧制技术 目标：钢材使用效能提高5～15%，性能相同钢材的合金 元素用量降低20～30％ 焦点：节省资源和能源，提高材料的效能焦点：节省资源和能源，提高材料的效能 RAL各类TMCP技术开发的征程 RAL TMCP－Thermo-MechanicalControlledProcessing，控制轧制和控制冷却 UFC－UltraFastCooling，超快速冷却 NG-TMCP－NewGenerationTMCP新一代控制轧制和控制冷却技术 863项目 棒材UFC-TMCP 11.5支撑项目12.5支撑项目 传统TMCP应用973项目创新 传统TMCP的继承和发展UFC-TMCPUFC-TMCP 管材NG－TMCP 棒材NG－TMCP 线材NG－TMCP线材NG－TMCP 热带NG-TMCP 热带轧机传统TMCP 中厚板NG-TMCP 中厚板传统TMCP 979899000102030405060708091011年份 RAL 973项目执行阶段 传统的TMCP技术在普碳钢中的应用和发展 973计划项目： 新一代钢铁材料的重大基础研究 普碳钢屈服强度200MPa级提高到400MPa级 不添加微合金元素 强化机理：细晶强化（开始阶段） TMCP工艺及其关键点 RAL TMCP工艺是20世纪钢铁工业最伟大的成果之一，支撑了钢铁材料的发 展，对人类文明和社会发展作出了巨大贡献。 控制轧制和控制冷却的关键点：“奥氏体状态的控制”和进一步的“由这种状 态受到控制的奥氏体发生的相变的控制”。 相变 再结晶区轧制 常规轧制 再结晶形核奥氏体晶粒长大常规铁素体晶粒 相变 塑性变形 控制轧制 低温未再结晶区轧制 保持应变硬化奥氏体细化铁素体晶粒 传统TMCP的基本要素 RAL 添加Nb等微合金元 素，提高再结晶温度 再结晶温度控制轧制 未再结晶温度区间 低温大压下 动态相变温度 控制冷却 传统TMCP的三大要素 •添加微合金元素－扩大未再结晶区 •低温大压下－产生硬化的奥氏体 •加速冷却－控制硬化奥氏体的相变 晶粒细化的相变热力学 RAL →相变过程中的自由能变化 △G=–V(△Gv–△GE)+△GS……………(1)生长率 在形变时，形变能如果可以部分储存并形核率 转变成相变驱动力，则 △G=–V(△Gv–△GE)+△GS–△GD……(2) 这里： △G
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