Sự thay đổi cấu trúc vi mô trong quá trình cán nguội
Sau khi cán nguội, dải thép bị dẹt, kéo dài, lưới bị biến dạng và đứt gãy, dẫn đến độ dẻo giảm và độ bền và độ cứng tăng lên. Hiện tượng này được gọi là sự cứng lại của công việc.
Sau khi cán nguội, các hạt của cuộn thép bị nghiền nát và kéo dài, kèm theo hiện tượng lưới bị biến dạng nghiêm trọng. Điều này dẫn đến tăng độ cứng và giảm độ dẻo, dai của thép, cụ thể làhiện tượng cứng hóa công việc.
Khi thép được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại nhưng thấp hơn nhiệt độ austenit hóa, sau đó là một thời gian bảo quản nhiệt, các nguyên tử không ổn định ở ranh giới hạt sẽ sắp xếp lại thông qua chuyển động nhiệt. Thông qua toàn bộ quá trình tạo mầm và phát triển hạt, các hạt đẳng trục mới được tạo ra, được định nghĩa làhiện tượng kết tinh lại.
Kết quả là độ bền và độ cứng của thép giảm, trong khi độ dẻo và độ dẻo dai của nó được cải thiện, mang lại cho dải thép những đặc tính gia công và dịch vụ tuyệt vời.
Kết tinh lại đòi hỏi nhiệt độ cụ thể và điều kiện thời gian giữ. Tuy nhiên, nhiệt độ gia nhiệt quá cao hoặc thời gian giữ quá dài sẽ gây ra sự hòa trộn ranh giới giữa các hạt cân bằng mới hình thành, gây ra sự phát triển hạt bất thường liên tục. Quá trình này sẽ lần lượt làm suy giảm tất cả các tính chất cơ học của thép.
Theo đó, quá trình ủ kết tinh lại có thể được tóm tắt như sau: thông qua quá trình gia nhiệt và bảo quản nhiệt có kiểm soát, quy trình này sẽ tạo ra hoàn toàn quá trình tái kết tinh trong thép cán nguội, đồng thời hạn chế nghiêm ngặt sự phát triển hạt quá mức.
.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến kích thước hạt sau khi kết tinh lại trong quá trình ủ là nhiệt độ ủ và thời gian giữ. Trong một số điều kiện biến dạng nguội nhất định, kích thước hạt sau khi kết tinh lại thay đổi theo nhiệt độ ủ và thời gian giữ. Nhiệt độ càng cao và thời gian giữ càng lâu thì hạt càng thô.
Lý do ủ
Sau khi biến dạng cán nguội, cấu trúc vi mô bên trong của thép có các hạt thon dài và bị gãy, cùng với sự tích tụ lớn các khuyết tật tinh thể. Điều này làm tăng năng lượng tự do bên trong của kim loại, đặt nó ở trạng thái nhiệt động không ổn định. Vật liệu vốn có xu hướng tự động trở lại cấu trúc vi mô hoàn chỉnh, có trật tự với năng lượng tự do thấp và độ ổn định cao.
Ở nhiệt độ phòng, các nguyên tử có động năng thấp, khả năng khuếch tán yếu và tốc độ khuếch tán cực kỳ chậm. Kết quả là sự phục hồi cấu trúc tự phát này không thể tự xảy ra. Do đó cần phải có năng lượng kích hoạt bên ngoài. Sự kích hoạt này đạt được bằng cách nung thép đến nhiệt độ xác định, cung cấp cho các nguyên tử đủ động năng khuếch tán, loại bỏ sự biến dạng mạng và tạo ra các biến đổi thuận lợi về cả cấu trúc vi mô và tính chất cơ học.
Vì những lý do trên, tất cả các sản phẩm thép cán nguội-phải trải qua quá trình xử lý nhiệt.
Mục đích và chức năng của quá trình ủ
Ủ đề cập đến quy trình công nghệ trong đó dải thép được nung nóng đến nhiệt độ xác định, giữ ở nhiệt độ đó và sau đó làm nguội.
Ủ các tấm cán nguội-là một trong những quy trình xử lý nhiệt quan trọng nhất trong quá trình sản xuất dải thép cán nguội-. Dựa trên các loại thép khác nhau, quy trình ủ dành cho dải thép cán nguội-được phân loại thành ủ sơ cấp, ủ trung gian và ủ thành phẩm. Ủ thành phẩm là quy trình được áp dụng rộng rãi nhất. Mục tiêu cốt lõi của nó là loại bỏ ứng suất bên trong và quá trình làm cứng do cán nguội gây ra, đồng thời giúp các tấm thép đáp ứng các yêu cầu quy định về tính chất cơ học, tính chất công nghệ và cấu trúc vi mô. Loại xử lý nhiệt này thường được định nghĩa là ủ kết tinh lại.
Sự khác biệt so sánh giữa dây chuyền ủ hàng loạt và dây chuyền ủ liên tục
•Ủ hàng loạt: Có chu kỳ sản xuất cực kỳ dài (hàng chục giờ). Nó được bố trí riêng biệt với dây chuyền tẩy và dây chuyền san phẳng, nhưng vẫn được tích hợp vào một quy trình sản xuất dải lạnh hoàn chỉnh. Việc tẩy dầu mỡ và tẩy gỉ có thể được thực hiện tùy ý và tác động của các loại thép và thông số kỹ thuật đối với quá trình sản xuất tổng thể là rất nhỏ. Nó hỗ trợ sản xuất theo lô nhỏ và có tổ chức một cách linh hoạt với-hoạt động của lò đơn. Số lượng lò có thể được điều chỉnh bất cứ lúc nào theo sản lượng sản xuất và sự thay đổi về chủng loại sản phẩm. Khoảng đệm tồn kho tồn tại giữa các quy trình trung gian, mang lại cho nó khả năng thích ứng mạnh mẽ với sản lượng và sự đa dạng của sản phẩm. Đây là giải pháp lý tưởng cho sản xuất hàng loạt,-nhiều loại, nhỏ{9}}và sản xuất thử nghiệm.
•Ủ liên tục: Có chu kỳ sản xuất ngắn (vài phút). Tẩy dầu mỡ/tẩy, ủ và san lấp mặt bằng được tích hợp vào một dây chuyền sản xuất thống nhất duy nhất, đảm bảo hiệu quả sản xuất cao. Tuy nhiên, nó phải chịu chi phí cao do phải ngừng hoạt động do lập kế hoạch sản xuất và thay đổi thông số kỹ thuật cũng như giống. Nó không phù hợp với phạm vi bao phủ quá rộng về thông số kỹ thuật của sản phẩm hoặc sản lượng quá thấp. Nó được tối ưu hóa cho sản xuất-số lượng lớn,-nhiều loại.
•Ủ hàng loạtTốc độ gia nhiệt và làm nguội của lò ủ kiểu chuông-chậm, cung cấp đủ thời gian cho sự kết tủa cacbua và sự phát triển của hạt. Phương pháp ủ kết tinh lại này có lợi cho việc hình thành các hạt bánh kếp có lợi cho hiệu suất vẽ sâu và có thể đạt được giá trị n- và giá trị r{3}}tuyệt vời. Nó cho phép kiểm soát đặc tính một cách thuận tiện trong quá trình sản xuất các loại thép kéo-sâu và siêu{6}}sâu-, đồng thời sở hữu những ưu điểm vượt trội trong lĩnh vực này.
•Ủ liên tụcNó có tốc độ làm nóng và làm mát nhanh chóng cũng như thời gian giữ nhiệt ngắn. Để đạt được sự kết tinh lại đầy đủ và khả năng tạo hình thuận lợi, nó đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về thành phần hóa học và lịch trình ủ. So với các sản phẩm được ủ theo mẻ, các sản phẩm thép cacbon thấp-được sản xuất thông qua quá trình ủ liên tục có độ cứng cao hơn, độ bền cao hơn và độ dẻo thấp hơn. Quy trình này phù hợp hơn để sản xuất thép ô tô có độ bền-cao.
•Ủ hàng loạtQuá trình này thực hiện ủ trên toàn bộ cuộn thép. Sự phân bổ nhiệt độ không đồng đều giữa lớp bên trong và bên ngoài của cuộn dây dễ dẫn đến hiện tượng dính cuộn dây. Dầu dư trên bề mặt dải bị bay hơi khi đun nóng; độ bay hơi không đủ sẽ dẫn đến độ sạch bề mặt kém (có sẵn các quy trình tẩy dầu mỡ và làm sạch tùy chọn). Nó không phù hợp để sản xuất các thông số kỹ thuật của sản phẩm siêu mỏng, nhưng lại không có hạn chế sản xuất đối với các sản phẩm có kích thước trung bình và dày.
•Ủ liên tụcDải này trải qua quá trình-tẩy dầu mỡ và làm sạch trước để đạt được bề mặt sạch sẽ. Trong quá trình tháo cuộn và gia nhiệt, dải thép duy trì sự phân bố nhiệt độ đồng đều, mang lại độ phẳng và hình dạng dải tuyệt vời. Quy trình này phù hợp để sản xuất các sản phẩm có yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng bề mặt và các sản phẩm thép khổ mỏng.
