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1、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼加熱性能馬氏體2crl3不銹鋼軋制生產工藝和基本理論資料介紹，它的加熱溫度在1230以下，溫度過高會產生下列不良影響：a隨著加熱溫度升高，奧氏體的晶粒過分長大，最終導致成品晶粒粗大，性能降低。b軋制加熱溫度提高，將導致2crl3不銹鋼的高溫組織中的鐵索體相大量增加，從而導致鋼的加工塑性惡化。但提高2Crl3軋制加熱溫度也存在可行性，其理由如下：1、2Crl3板軋制過程是用70 mm的坯料軋制成8mm或7 mm厚的成品，其鍛壓比為：1：8.75或l：10，變形比很大，而且終軋溫度在850左右，這個變形過程可以充分細化晶粒，雖然提高加熱溫度會導致

2、2Crl3奧氏體晶粒度的增大，但是鋼材的性能不會惡化、變差。2、2crl3在高溫下的鐵素體受化學成分C、Cr、N、S等影響，鋼的純潔度也相應發(fā)生變化。3、2Crl3的Cr在13左右，Cr鋼的氧化鐵皮塑性很大，生成的氧化鐵皮發(fā)粘，并且緊貼在金屬機體上，軋制時不易脫落，所以對這種鋼加熱時應采取控制爐內氣氛，使用還原性氣氛加熱以盡量減少氧化鐵皮生成，確保成品的表面質量。4、鋼液澆注速度的控制：因為鋼液澆注時速度過快會形成氣泡，從而產生鋼錠內部的小縮孔。雖然精軋過程經過很大的變形比例，但由于內部存在間隙，在兩次加熱過程中形成二次氧化，在鋼材內部形成黑斑狀小點或夾雜，而在餐具拋光過程就出現麻點、黑斑、“

3、流星雨”亮點等缺陷。因此，鋼液澆注時鋼模必須干燥，且澆注速度控制合理。奧氏體不銹鋼加熱性能奧氏體不銹鋼Sus304鋼高溫下的變形抗力大，若加熱不良，就不能保證軋制塑性。SUS304鋼坯加熱溫度一般在1 260左右，且控制范圍較窄；而碳鋼加熱溫度為11501250，其控制范圍較寬。因此sus304鋼在加熱區(qū)和均熱區(qū)的加熱溫度不能超出目標溫度的控制范圍，反之會使其鐵素體含量劇增，影響熱加工性能，同時會使熱軋帶鋼或冷軋帶鋼上出現大量的表面缺陷，而在不直接供熱的預熱區(qū)，其爐溫一般不能超過900。SuS304鋼的導熱性差，如加熱速度過快，容易產生裂紋。因此不銹鋼加熱與碳鋼相比具有加熱緩慢、加熱曲線平緩、

4、在爐時間長等特點，而在低溫時，SuS304鋼不僅導熱系數低，而且熱膨脹系數較大，因此板坯溫度在600以下加熱時要嚴格控制加熱速度，升溫速度不能過快，否則容易產生開裂。sus304不銹鋼的加熱時間約為普碳鋼的1.5倍，駐爐時間較長，其物理性能限制了爐底強度低，其產量也較低。sus304鋼在加熱過程中，還應控制爐內氣氛，爐氣的殘氧量應控制在3-5。對奧氏體不銹鋼而言，殘氧量控制過高會使燒損量增大，過低將導致氧化鐵皮過于致密，難以去除。而碳鋼加熱爐在滿足燃料完全燃燒的情況下，對其空氣消耗系數的要求是越低越好。因此，suS304鋼的有效爐底強度、加熱速率、各加熱段的空燃比的合理控制相當重要。爐溫度均勻

5、性控制SUS304鋼在加熱過程中對爐溫控制精度要求較碳鋼高，要求各加熱段的溫度場均勻。對于較寬的熱軋加熱爐，一般在設計上采用長火焰燒嘴側向供熱，使爐寬方向上溫度均勻，但側向燒嘴在燃燒負荷低于額定能力40時，火焰長度和剛性也明顯變短變軟。一般情況下SUS304鋼的額定產量僅為碳鋼的70，而試生產期間的產量更低，因此其實際供熱負荷低于額定能力，在加熱不銹鋼時應通過關閉預熱段供熱或直接采用“間拔”控制方式對預熱段、加一段的燒嘴進行調節(jié)，并在產量較低的情況下，通過對加二段的供熱負荷進行驗算和采取調整措施，使單燒嘴火焰長度和剛度達到正常，以保證爐寬方向的溫度均勻性，同時不造成火焰偏軟下垂在板坯上表面。板

6、坯裝爐與布料SUS304鋼與其它鋼種的過渡作一定間距的空爐是十分必要的，這有利于加熱曲線的替換和供熱制度的調整，有利于保證換裝部位相鄰坯料的加熱質量，同時空爐可避免頭爐鋼溫偏低而造成回爐現象。一般情況下，不同鋼種之間前后接續(xù)換裝時空爐間距的大小與各鋼種之間的板坯入爐溫度、出爐溫度、坯厚的接續(xù)差異等因素有關。換裝所引起的短時待軋，可與軋機換輥時間同步進行，這樣適當的空爐所影響產量損失可忽略不計。SUS304鋼與其它鋼種的換裝也可不作空爐的操作模式，但必須對過渡區(qū)的加熱制度作互補性質的調整，因此這種操作模式是在損失前后接續(xù)的碳鋼表面質量的前提下獲得產量的小幅提高，同時生產的連續(xù)穩(wěn)定性可靠性也得到保

7、證。SuS304鋼板坯布料方式在寬爐情況下一般應采用交叉對稱布置，這種布料方式可減少下部爐氣上浮及煙氣偏流，但這種布料方式使板坯長度方向的平均溫差較單側布料低，能源利用率較高。對于板坯中心布料方式，由于爐底管間距因素，對個別板坯長度有限制，這將對連鑄坯的定尺要求有所提高。Sus304鋼在加熱過程中，各加熱段的爐溫設定和控制方法不同于常規(guī)碳鋼的加熱，應在滿足軋線對板坯加熱工藝要求的前提下，綜合以上各種條件，制定與sus304鋼相適應的加熱制度，并通過試生產過程中的各種數據分析，不斷對加熱曲線進行優(yōu)化，此外，必須合理制訂合理的加熱制度，正確制定供熱量分配、在爐時間、加熱速率等參數。3 SUS304

8、鋼加熱工藝制度設計32加熱能力確定奧氏體不銹鋼加熱速率應控制在0.93 min/mm左右，基本接近日本協會標準O.9 min/mm水平。33 駐爐時間分配與加熱控制在確保燃料完全燃燒的前提下，加熱段應盡可能減少空氣過剩系數，以保證爐內呈弱氧化性氣氛，均熱段空氣過剩系數應略高，以保證所產生的氧化鐵皮的可除性，整個爐子的殘氧量應控制在3-5左右。在連續(xù)生產情況下，爐壓控制在5-7 Pa；在休爐的情況下，爐壓應控制在710 Pa，以避免從出爐端處吸冷風。爐溫設定的高低與板坯目標加熱溫度、軋制節(jié)奏及軋制規(guī)格有關。SUS304鋼坯與前后接續(xù)碳鋼板坯之間應置空爐68 m；板坯布料方式采用兩側交叉對稱布置，

9、這種布料方式的前后間的板坯頭部溫度的趨向性相對較差，但板坯頭尾的絕對溫差較小，可保證爐寬方向的爐溫均勻性，尤其是當被加熱板坯的坯長小于標準坯時。3.4 加熱曲線設計鋼坯目標加熱溫度為1240,板坯加熱時間為212min，加熱速率為1.05min/mm；在爐底水管包扎完好情況下，爐子的計算熱耗為1290 kJ/kg。3.5 待軋降溫與升溫待軋是由于軋線臨時出現故障，短時間能恢復生產時，加熱爐需要進行降溫及保溫的操作。一般待軋時間在O.5 h以內，均熱段爐溫可控制在目標溫度以下；如果待軋時間在1h左右，爐溫應控制在1180以下；如果軋線3h以上不能恢復生產，盡管采取了降溫措施，但坯料停在爐內較長時

10、間的的停留會造成其表面質量變差，氧化燒損量增加，在這種情況下，應盡可能完成高溫段的空爐操作(或逆步進行回退操作)，出空爐內或倒空高溫段的不銹鋼板坯，加熱爐同時進行大幅度降溫。在降溫后的保溫過程中，如停軋時間較長，可對加熱段停止供熱。當軋線清除故障后，應提前0.5 h通知加熱爐準備送鋼。不銹鋼的待軋降溫、升溫操作與碳鋼之間的最大區(qū)別在于板坯不能在爐內高溫停留或快速加溫，升溫過程應緩慢。實際生產中出現多例與加熱有關的質量缺陷，如氧咬、邊裂，往往與加熱溫度過高、駐爐時間過長有關。302和304不銹鋼的軋制特點（1）不銹鋼的導熱性差，低溫時導熱系數相當于低碳鋼的27%，加熱速度較慢，一般為330/h。

11、（2）不銹鋼在900-1250時有良好的塑性，但熱變形抗力很大，隨著加工溫度的下降，變形抗力急劇增高，因而，要嚴格控制終軋溫度和變形程度。通常軋制時為使終軋溫度在950以上，最大相對壓下量不應大于20%，最大的平均延伸系數不超過 1.18。（3）不銹鋼在軋制過程中寬展系數是碳鋼的1.35-1.5倍。2、奧氏體不銹鋼錠、坯的加熱制度加熱150mmX150mm-200mmX200mm的方坯時，入爐溫度可不加限制，加熱的最高溫度1240，加熱時間最短不少于1.5-2.5h，總加熱時間在3.5-4.5h，要保持30-40min 出爐之前的均溫。1、不銹鋼加熱爐具有以下特點(1)不銹鋼的加熱曲線與碳鋼明

12、顯不同。不銹鋼要求在600升溫緩慢，加熱曲線較為平緩；(2)不銹鋼加熱需精確控制鋼坯的出爐溫度，并保證鋼坯表面和中心的溫度均勻。因此對加熱爐出爐目標溫度的控制要求更高；(3)由于不銹鋼在加熱過程中易產生粘結性氧化鐵皮，因此嚴格控制爐內氣氛，是保證軋制產品表面質量的重要環(huán)節(jié)；(4)考慮到不銹鋼在爐時間較長，為防止鋼坯在爐內的下彎，加熱爐的設計應充分考慮爐內水梁和立柱的合理布置。4 加熱爐爐型的確定根據不銹鋼加熱的特點，采取了保證加熱質量的措施：(1)不銹鋼在爐時間長，要求在低溫緩慢加熱；(2)加熱爐在供熱能力配置考慮有較大的調節(jié)范圍，可適應不同鋼種在不同產量下的不同加熱制度；(3)由于部分不銹鋼

13、在高溫下強度低，在加熱爐水梁布置、墊塊大小等方面均采取了優(yōu)化設計，保證板坯懸臂小，墊塊壓痕小；(4)步進框架動作輕緩，對鋼坯實現輕抬、輕放，防止不銹鋼表面產生劃痕；(5)由于不銹鋼對溫度準確性和穩(wěn)定性要求嚴格，同時為了減少氧化燒損，采用先進的自動化控制系統(tǒng)。為適應連鑄連軋工藝的要求，加熱爐裝料采用最大行程約10m的長行程裝機，碳鋼直接熱裝生產時可將鋼坯直接裝入爐內約8m的位置，在連鑄板坯直接熱裝時能提供適當的緩沖時間以滿足軋機解決短時故障或換輥的需要，盡量減少熱坯下線的出現。為盡可能提高熱裝比，采用了先進的L2熱裝支持功能。加熱制度對316L鑄坯微觀組織和力學性能的影響奧氏體不銹鋼316L中的

14、鐵素體含量對其表面質量、熱加工性能和力學性能方面有著明顯的影響。研究了連鑄坯加熱過程中不同溫度和保溫時間對316L中鐵素體含量、形貌和力學性能的影響，研究表明，316L連鑄坯熱軋前加熱溫度在奧氏體單相區(qū)以下時，鐵素體含量隨著加熱時間的延長而減少，且溫度越高，同樣的加熱時間其鐵素體含量越少；當加熱溫度處于鐵素體+奧氏體雙相區(qū)，隨著時間的延長，鐵素體含量也在逐漸減少，但沒有單相區(qū)加熱時降低的明顯，適量鐵素體的存在有利于提高材料的力學性能。奧氏體不銹鋼316L為含鎳鉬奧氏體不銹鋼，該合金微觀組織由奧氏體和微量鐵素體組成，其中鐵素體含量小于5。鐵素體含量雖然為微量，但在316L合金中起著重要作用，其含

15、量的多少直接決定了奧氏體不銹鋼316L的熱加工性能和表面質量，且會影響其力學性能。若鐵素體含量控制不佳，會直接造成熱加工過程中的邊裂和表面線缺陷。鐵素體含量的控制一方面由合金中的鎳鉻當量比來決定，另一方面也受軋制前的熱加工參數影響。目前鐵素體含量的影響有很多研究。但熱加工過程對鐵素體含量的影響以及鐵素體含量對力學性能的影響卻很少有研究。熱加工過程中影響鐵素體含量的重要參數為加熱溫度和加熱時間，因此本文研究了加熱溫度和加熱時間對316L中鐵素體含量的影響，以及其對力學性能的影響。316L的奧氏體單相區(qū)位于1270以下溫度范圍，而在此溫度以上為兩相區(qū)，即奧氏體相加少量鐵素體相。316L在凝固的過程

16、中首先析出鐵素體，即為先鐵素體凝固模式。相圖計算的結果為平衡狀態(tài)下的凝固模式，而考慮到非平衡因素影響，其凝固模式按照以下次序來進行：初生相為高Cr低Ni的骨架狀鐵素體，這部分高Cr低Ni的初晶相構成了枝晶主軸及二、三次晶的核心部分。其周圍稍后凝固的枝晶或最后凝固的包晶一共晶組織，則相對是低Cr高Ni成分。在隨后的冷卻過程中，由于固態(tài)成分擴散均勻化程度低，相對低Cr高Ni的部分逐步都轉變成奧氏體。而原來高Cr低Ni的主軸等部分則反應不能充分完成，仍然有少量高溫6相保留到室溫。因為它原為枝晶主軸或二、三次軸中心部位，保留下來的6相就呈條狀或不連續(xù)骨架形式分布。通過金相顯微鏡觀察了連鑄坯的金相組織，

17、可以看出鐵素體組織呈現骨架分布，與凝固分析結果完全相同。2.2 加熱制度對微觀組織的影響圖3列出了加熱溫度和加熱時間對316L鑄坯鐵素體含量的影響，其中鐵素體含量采用鐵素體儀測量。從中可以看出，在相同的加熱溫度條件下，隨著加熱時間的延長，鐵素體含量相應減少，對于不同加熱溫度，1260保溫時鐵素體含量最少，而1230和1290加熱情況下鐵素體含量相對較高。由于高溫殘余鐵素體轉變?yōu)閵W氏體是通過合金元素的擴散來完成的，溫度越高，擴散越容易，殘余鐵素體向奧氏體的轉變速度就越快。因此對于奧氏體單相以下溫度區(qū)間，同樣的保溫時間，溫度越高，殘余鐵素體含量越少。即對于316L來說，在1270以下保溫，時問越長

18、，殘余鐵素體含量會不斷減少，溫度越高，鐵素體含量減少越快。這主要是由于在奧氏體單相區(qū)保溫，組織中存在的殘余鐵素體為非穩(wěn)定相，即由于在凝固過程液體中的溫度波動和成分波動造成的。而隨著保溫時間的延長，由于非平衡凝固結晶導致的合會元素偏析會隨著其擴散而逐步消失，因此從組織中可以看到非平衡狀態(tài)凝固下形成的鐵素體將隨著保溫時間的延長而逐步消失，且溫度越高，越有利于合金元素的擴散，宏觀組織就表現為在單相區(qū)加熱，隨著加熱時間的延長，鐵索體含量越來越少，且溫度越高，其減少量越明顯。而當加熱溫度超過此溫度時，316L在穩(wěn)態(tài)下為雙相區(qū)，即奧氏體組織和少量的鐵素體組織，因此當加熱溫度高于此溫度時，殘余鐵素體也會由于

19、合金元素的擴散而轉變?yōu)閵W氏體組織，殘余鐵素體在轉變?yōu)閵W氏體的同時，又會通過合金元素擴散而產生新的鐵素體相，這主要是此加熱溫度處于鐵素體+奧氏體雙相區(qū)，即其平衡狀態(tài)下凝固組織中也會存在部分鐵素體。因此當加熱溫度過高時，即處于雙相區(qū)時，隨著保溫時間的延長，鐵素體含量并沒有像在單相區(qū)保溫時減少的明顯，如1290。(保溫60 min后的鐵素體含量為1.10，而在1260保溫60min后的鐵素體含量僅為0.39。圖4給出了在1260保溫不同時間的鐵素體形貌。從中可以看出，隨著保溫時間的延長，鑄態(tài)連鑄坯中的鐵素體含量不斷減少，且隨著加熱時間的延長，在元素擴散的作用下，鑄坯中的部分骨架形貌首先開始熔化(見圖

20、4(a)；隨著保溫時間的延長，部分轉變?yōu)獒槧詈颓驙?見圖4(b)；而當保溫時間延長到60 min時，鐵素體形貌基本都球化，轉變?yōu)榍驙铊F素體(圖4(13)。此形貌的轉變主要是由于在不同形貌的組織中，球狀的界面能最小，針狀次之，而骨骼架組織界面能最高，在加熱保溫的過程中，鐵素體組織會向界面能最小的形態(tài)轉變，從而最后形成了球狀鐵素體組織。通過掃描電鏡測試了圖4(13)中的鐵素體的形貌和成分，見圖5，其形貌為近似球形。對比圖5中奧氏體相(Spect2)和鐵素體相(Spectl)成分分析可以看出，相對于奧氏體成分，鐵素體相中含有較少的Ni，較多的Mo和Cr。2.3 加熱時間對力學性能的影響為了對比不同加

21、熱時間對316L力學性能的影響，實驗室對40 mm厚鑄坯在1260溫度下保溫不同時間，并進行相同工藝的熱軋和退火，并同時測量了保溫后板坯中的鐵素體含量，保溫1h后板坯內鐵素體含量為1.2，保溫3h后鐵素體含量為0.5。表2給出了不同保溫時間對316L不銹鋼拉伸性能的影響，從中可以看出，保溫時間比較短的316L具有較高的屈服強度和抗拉強度，但保溫時間的變化對316L的室溫拉伸塑性沒有明顯影響。保溫時間較短，316L不銹鋼中存在較多的鐵素體含量，因此可以認為316L不銹鋼中存在的鐵素體可以提高316L的強度，316L中體素體含量越高，材料的強度就越高。但鐵素體的含量對316L的拉伸塑性沒有明顯影響

22、。這說明，適量鐵素體含量有利于材料力學性能的改善，如果需要提高316L的強度，可以保留適當的鐵素體含量。3 結論(1)由于奧氏體不銹鋼316L為先鐵素體凝固，因此在非平衡條件下凝固導致連鑄坯中存在殘留高溫鐵素體組織。(2)當加熱溫度小于1270時，隨著加熱時間的延長，316L中的鐵素體含量會通過元素擴散而減少，溫度越高，減少速度越快；當加熱溫度大于1270時，隨著加熱時間的延長，316L中的鐵素體含量雖然隨著加熱時間的延長而減少，但沒有低溫加熱時減少明顯。(3)奧氏體不銹鋼316L中的少量鐵素體含量有助于其力學性能的提高，且沒有影響其塑性指標。4633噴霧區(qū)的熱傳導方程及單值條件我們根據傅立葉

23、(Fourier)定律能量守恒的原則，可以得出有對流情況下的熱傳導的方程： (4-3，式中T是固體，流體界面上固體表面的溫度；瓦是流體的溫度(在本文指流體強制流動時的溫度)；h為對流系數；P表示等截面積A的周長。邊界條件：初始條件：t=0,T=Tb溫度()4634噴霧冷卻區(qū)的換熱平均熱流密度噴霧冷卻區(qū)的換熱平均熱流密度為： 式中Z為換熱的熱流密度(彬，m2)；地為流體的動力粘度(也，m2)；為流體汽化潛熱(J，始)；g為重力加速度(ms2)；見、戽分別為流體和蒸汽密度(kglm3)；gc為比例常數(咖，骶2)；盯為流體表面張力(，m2)；c0為流體定壓比熱(_，婦)；c0為鋼表面與流體組合系數

24、(無量綱)，吃為液體的普朗特系數；t=L一丁塒，t為過余溫度，L為壁面溫度，了刪為水在一個大氣壓下不沸騰的飽和溫度。則整個當量平面上的熱交換量為：=Z如量式中如量為熱交換當量平面的面積。4635噴霧的換熱系數的確定由于沸騰傳熱機理比較復雜，其傳熱的研究多從實驗中獲得關系式。而影響噴霧冷卻傳熱特性的參數較多，如：水流密度、材料的表面溫度、霧滴尺寸、沖擊速度等。另外這些參數在實際的冷卻過程中相互耦合，很難確定單個參數對噴霧傳熱過程的影響，本論文借鑒東北大學梅國暉，盂紅記，武榮陽，次英，謝植等人對高溫表面噴霧冷卻傳熱系數的理論分析的研究結果(見圖410)，取換熱系數的大小為1000Wm-2。C，噴霧時間為lOs。通過上述四組圖的對比分析，我們可以看出，噴霧可使整個吐絲管的溫度降低，同時吐絲管的高溫分布范圍也得到了降低，高溫區(qū)的溫度值降低了10以上，在遠離線材的一側，吐絲管的溫度的降低的幅度為30左右。由此可以看出，噴霧對吐絲管的溫度的影響是比較明顯的，在生產過程中，我們如果添加個環(huán)形的氣霧冷卻器，在每軋完一根線材后，立即對吐絲管進行噴霧冷卻，這對延長吐絲管的使用壽命是有益的。