controlledrolling

在熱軋過程中，通過對金屬加熱、軋制和冷卻的合理控制，使范性形變與固態相變過程相結合，以獲得良好的晶粒組織，使鋼材具有優異的綜合性能的軋制技術（見形變熱處理）。20世紀20年代，就研究鋼在熱加工時的溫度和變形量等條件對顯微組織和力學性能的影響。1925年德國人哈內門(H.Hanemann)等作了這方面的實驗和工廠試驗。第二次世界大戰中荷蘭、比利時、瑞典等國一些沒有熱處理設備的軋鋼廠，把終軋的溫度控制在900以下，給予20～30％的壓下量，生產出具有良好韌性的鋼材。1958年發現含微量鈮的低碳鋼，通過適當的軋制工藝，可提高強度和韌性，使控制軋制技術得到進一步發展。1968年美國采用控制軋制法生產出性能良好(≥42.2kgf/mm)的含鈮鋼板，用來制造大口徑輸油管。澳大利亞和加拿大用控制軋制法生產出輸油管和其他結構用的高強度鋼板。60年代中期，英國鋼鐵研究協會進行了一系列研究，提出降低鋼的含碳量改善延性和焊接性，利用鈮或釩獲得高的強度，采用控制軋制法來保證鋼的韌性；還研究了鈮對奧氏體再結晶的抑制作用，以及對細化奧氏體晶粒的有效作用等。60年代后期，日本用控制軋制法生產出低溫韌性好的鋼板，發展出一系列新的生產工藝。

控制軋制是在熱軋過程中把金屬范性形變和固態相變結合起來而省去軋后的熱處理工序。這是既能生產出強度、韌性兼優的鋼材，而又能節約能耗的一項新工藝。控制軋制對軋機的設備強度、動力和生產控制水平均提出了較高的要求。

控制軋制工藝主要用于含有微量元素的低碳鋼種，鋼中常含有鈮、釩、鈦，其總量一般小于0.1％。控制軋制的內容是控制軋制參數，包括溫度、變形量等，以控制再結晶過程，獲得所要求的組織和性能（見金屬塑性變形）。加入某些微量元素可使鋼的再結晶開始溫度升高很多，同時適當地降低軋制溫度。從而使多道次變形的效果疊加，使再結晶在較大的變形量和較低的溫度下進行，而使鋼材獲得符合要求的組織和性能的鋼材。根據塑性變形、再結晶和相變條件，控制軋制可分為三階段，如下所述。

在奧氏體再結晶區控制軋制在奧氏體再結晶溫度以上的溫度范圍（≥950）內進行軋制，使再結晶和變形交替進行，以細化奧氏體晶粒。細化的奧氏體變成的鐵素體，其晶粒也是細化的，從而也就提高了鋼的韌性。

在奧氏體未再結晶區控制軋制在奧氏體再結晶開始溫度到r3以上進行軋制，其目的是使奧氏體晶粒拉長，同時在晶內形成大量變形帶，增加奧氏體向鐵素體轉變時的晶核生成能，獲得極其細小的鐵素體晶粒，以提高鋼的韌性，并在鋼中形成鈮的碳化物和氮化物，以抑制再結晶。

在奧氏體和鐵素體兩相區控制軋制在奧氏體和鐵素體兩相區溫度范圍內(以下)進行軋制時，伴隨著加工硬化和珠光體析出的硬化而提高了鋼的強度，降低韌性－脆性轉變溫度。但是由于產生了織構(見擇優取向)，板厚方向的強度和沖擊韌性都降低了。

控制軋制技術已在生產中取得成效，應用范圍不斷擴大。除含微量鈮、釩、鈦的鋼外，含錳鋼和硅錳鋼的控制軋制也取得成效。把控制軋制的原理應用于各種鋼材（如不銹鋼、軸承鋼等）生產中，改進軋制工藝制度，以提高鋼材的綜合性能，就形成了“廣義的”控制軋制的概念。中國蘊藏著豐富的含鈮、釩、鈦礦物，為應用、發展控制軋制技術提供了良好的資源條件。中國自1975年系統地研究了控制軋制技術，已在生產鈮鋼、釩鈦鋼和低錳鋼等低合金高強度結構鋼方面取得成效。