在无扭机组轧制期间再结晶机理是动态的,即迅速地动态再结晶,不需要孕育期,最后当温度下降时发生静态的晶粒长大。当变形发生时候,形核和长大同时发生,在金属内部发生的动态再结晶,Sellers和Whiteman在文章中已经描述。为了保持动态再结晶,一定的条件必须满足,在铁素体材料中,应变必须超过0.12(也就是15%的缩减率)。在高速线材轧机中,在无扭精轧机组由于应变的积累很容易达到和超过这个数值,即在道次之间没有足够的时间回复。这由Neishi,et al所描述的那样,假如低于临界应变到一定的程度,比如0.06-0.1,将导致混晶的产生,通常说的就是畸形晶粒长大。
然而,摩根公司,现在是属于西门子公司,他们意识到这个问题,为了避免这个现象,他们在设计中将RSM机架之间的距离非常靠近,两个道次之间的时间非常短,即小于0.05秒,这样应变就能够积累保持,超过了临界的0.12应变的要求。自从1993年引入了RSM机组后,在这类轧机中就没有发生畸变晶粒的记录。 在RSM轧制期间,动态再结晶过程在整个截面上均匀发生,最大的影响因素就是冷却速率。随着棒材规格增大,中芯温度高,大颗粒晶粒继续长大。假如在NTM机组以850℃轧制,在RSM机组以800℃轧制情况下,吐丝机前就不需要水冷,可以直接进入到斯太尔莫冷却上。这种工艺造就的棒材从表面到芯部晶粒尺寸基本一致,而且温度低,晶粒尺寸小,产品的性能均匀,展性好,就是抗张极限稍微低一点。
然而,由于热机轧制的结果导致了芯部晶粒尺寸要小得多。在过共析钢中,如轴承钢,导致了最小的晶界碳化铁分布,这经常导致碳的中芯偏析。 作为动态再结晶的效果,TMR细化了最终产品的晶粒,在结合在线穿水冷却和斯太尔莫控制冷却,对产品的最终性能产生了重要的影响。对于中低碳钢产品,随后的球化处理非常有利。由于强烈地细化晶粒,随后的相变到硬度大的组织,如贝氏体和马氏体也受到相转变的起始时间和温度的影响。这样热机轧制能够对随后的冷加工有利,对减少回火时间也是有作用的。
热机轧制布置:在许多现存的棒线材轧机中,由于老旧设备的限制,精轧机组要求终轧温度不能低于900℃,在重载的10机架NTM机组内,允许轧制温度低于850℃,但是在轧制小规格产品中,由于轧速高,造成至少有100℃的温升,因此作为TMR工艺来说是不能适应。使用RST轧制的概念,将精轧机架的数量减少(比如从10架降到8架),添加具有高刚度的RSM机组和合适的水冷设备,在无扭精轧机组和RST机组之间要有适当的均匀温度的距离,整个轧制是在低温条件下进行,这就能够达到TMR工艺的要求。
文章摘自:轧制技术与装备