控制冷卻與在線熱處理在棒線材軋制中的應用前景

目前，連續小型軋機上應用得最廣泛的控制冷卻技術是螺紋鋼筋及棒材的軋后余熱淬火。

棒材軋后余熱淬火又稱棒材軋后熱芯回火工藝，是比利時CRM公司發明的一項連續式小型材生產新技術，稱為Thermex冷卻工藝。Thermex既螺紋鋼在線淬火的原理如下：

在精軋機入口，控制軋件溫度為940—960℃。緊接最后一架軋機，螺紋鋼通過Thermex控制冷卻系統，對螺紋鋼表面進行短時間高強度冷卻。由于溫降速度高于馬氏體淬火的臨界速度，因此螺紋鋼表面形成馬氏體，而芯部保持奧氏體組織。水冷后進行空冷，此時，由于芯部的熱量傳導作用，淬火馬氏體層被回火形成回火馬氏體。最后當螺紋鋼進人冷麻時，殘余奧氏體轉變成極小片層的珠光體及細晶粒鐵素體組織，使螺紋鋼具有高屈服強度和高延展性的組織結構。經過余熱淬火熱處理的鋼筋，屈服強度可提高150～230MPa。采用這種工藝還具有很大的靈括性，即用同一成分的鋼，通過改變冷卻強度，可獲得不同級別的鋼筋(3～4級)，并且淬火溫度與屈服強度有關，因此控制淬火時間及水流量，可達到所要求的屈服強度，并可用于各種直徑的鋼筋生產。由于可采用碳當量低的鋼而保持了高的屈服強度，所以這種鋼筋同時具有是好的焊接性能、延伸性能、彎曲性能以及耐熱性能，在生產同直徑鋼材的情況下，余熱淬火法(在線熱處理)成本最低。

連續小型軋機上的控制冷卻除了控制棒材余熱淬火可達到高強韌性目的外，往往還可以利用軋后快冷工藝得到某種預組織，以取消熱處理工序或縮短熱處理工序時間。奧氏體不銹鋼余熱淬火就是這種工藝。其目的是利用軋制余熱進行固溶處理，以抑制不符臺需要的鉻碳化物析出，從而就不需要在軋后進行熱處理。實現這種工藝所需要的參數是：精軋溫度大于1050℃，此時可保證軋材處于奧氏體狀態而晶粒無碳化物析出；淬火溫度低于400℃，此時碳化物已完全固溶在奧氏體中，不會再析出。

在連軋軸承鋼或高碳工具鋼棒材時，可利用控溫軋制及軋后快冷，獲得理想的快速球化所要求的預組織。在終軋機架前設置水冷裝置，使軋制溫度降至880℃進行終軋，使先析出的碳化物加工后分散分布不至于形成網狀。這種變態的珠光體在球化退火時，可加快球化過程，縮短退火時間。如在較高溫度下終軋而采用軋后快冷，避免網狀碳化物析出及降低珠光體轉變溫度，細化珠光體片層，縮短球化退火時問。