减量化加工制造技术工艺的应用

减量化板材：新一代钢铁资料的开发，希望用尽量少的资源，即尽量不添加或少添加各类合金元素和微合金元素，来生产高性能钢材。例如200MPa级普通低碳钢，通过工艺技术的改进和优化，提高其强度和韧性，达到400MPa级材料的综合性能，将可以节约大量钢材，节约型的新一代钢铁资料。根据低碳钢静态再结晶的研究结果，变形温度在850℃~900℃时，变形后保温时间在5秒以内，可以保证形变奥氏体处于未再结晶的硬化状态。因此，从时间轴考虑，利用好变形后几秒钟内的未再结晶区，细化碳锰钢和低碳钢晶粒的关键。利用现代冷却过程进行组织控制时，轧件变形后应当在短时间内立即进入冷却区，实施快速或超快速冷却和冷却路径控制。通过冷却对硬化奥氏体的相变过程进行控制，实现细晶强化和相变强化的组合，得到需要的晶粒尺寸和相组成。对于热连轧和棒线连轧，轧制阶段可以改变的因素相对较少，所以把轧后冷却的控制作为关注的重点，采用高密度、大流量的层流冷却装置和低温卷取等控制策略，应用于减量化带材和棒线材的开发。

东北大学与宝钢等单位合作进行轧制实验，宝钢2050热带轧机上进行大规模ss400钢细化晶粒的现场轧制实验，目前的工业条件下，对现有的轧制规程进行优化，生产出super~ss400钢，和同性能的微合金钢相比，可以省略微合金元素，减量化生产的一个例子。

减量化线材：线材属于高速轧制，不能像板材那样实施低温终轧。线材轧制轧件总延伸大，轧制速度高，压下方向不断变化，机架间间歇时间短，这种连续大变形易于实现应变积累，造成轧件奥氏体的硬化。同时，线材轧机断面积小，容易实现由表及里的相对比较均匀的高冷却速度，因而容易通过冷却获得断面上均匀细小的晶粒尺寸。针对以上特点，线材轧制的技术要点是利用线材轧制的大应变连续累积变形，实现资料的加工硬化；轧后立即穿水快速冷却，吐丝后采用水雾冷却，以获得高冷却速度和必要的终冷温度；通过快速冷却抑制奥氏体的再结晶，坚持奥氏体的硬化状态，并在适当的温度下终止冷却，控制相变过程，防止发生淬火组织。这种技术路线实现了400MPa级减量化线材稳定、大规模的工业生产。

超级钢棒材：螺纹钢筋是国产量最大的钢材品种，市场竞争激烈。由于建设规范和规范的限制，国400MPa级热轧带肋钢筋棒材必须在20MnSi基础上添加一定数量的微合金元素，以确保钢筋的性能全面满足要求。这肯定会增加HRB400生产本钱，消耗数量巨大的微合金元素。以我国年产7000万吨螺纹钢筋计算，如果全部生产Ⅲ级钢筋，则需要钒3.5万吨，这几乎占据世界钒年产量的一半，将造成微合金元素价格飞涨，超出生产厂可以承当的范围。减量化制造可以在不添加微合金元素的基础上，通过生产工艺的控制，获得Ⅲ级钢筋。工艺操作上，采用惯例高温连续热轧 轧后超快速冷却 适宜温度中止冷却的棒材超级钢生产新技术，其核心是超快速冷却技术。棒材超快速冷却技术用于超级钢螺纹钢筋生产，一套优化的工艺制度。充分利用高温高速、强烈变形的硬化、细晶的奥氏体冷却过程中的相变，控制资料的性能，使其合理匹配，不只力学性能全面达到国家规范，而且焊接性能、时效性等也均满足使用要求。这项技术目前已经胜利应用于江西萍钢、福建三钢、酒钢、山东济钢、石横特钢等企业，正在进一步推广。

低利息管线钢：管线钢是重要的能源用钢，自上世纪80年代末期，国开始开发管线钢，目前已经达到x80强度级别，可以供应热带、中厚板等不同的规格、品种。为了保证需要的力学性能，x70以上的管线钢依据不同级别的性能要求，采用TMcP技术，形成针状铁素体组织、粒状贝氏体组织、下贝氏体组织等；成分设计上，广泛采用MocuNicr系合金设计。由于Mo价格十分高贵，人们开始探求新的合金成分设计。从1999年开始，由巴西铌公司牵头，几个不同国家工厂参与国际合作，以Nb代替高贵的Mo开发出高铌成分系列(含铌0.1％左右)管线钢成分设计和相应的HTPHighTemperaturProcess生产技术，目前已经可以应用到x80级管线钢的生产。这项技术以低利息生产出高强度级别的减量化管线钢，大幅度地降低了生产本钱，并已经开始在国内试制。