有色金属加工状态.doc

热加工在高于再结晶温度的条件下使金属材料同时产生塑性变形和再结晶的加工方法。热加工通常包括铸造、热扎、锻造和金属热处理等工艺，有时也将焊接、热切割、热喷涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。对于低熔点的金属材料，如铅、锌、锡等，其再结晶温度低，在室温下对它们进行的塑性加工，也属于热加工。 退火将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。 1、金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。退火可以减低金属硬度和脆性，增加可塑性。也叫焖火。退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。 淬火(行业内，淬读zn音，即读“zn hu”）钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。淬火能使钢强化的根本原因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织（或贝氏体组织）。钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。淬火工艺最早的史料记载见于汉书.王褒传中的“清水?其峰”。“淬火”在专业文献上，人们写的是“淬火”，而读起来又称“蘸火”。“蘸火”已成为专业口头交流的习用词，但文献中又看不到它的存在。也就是说，淬火是标准词，人们不读它，“蘸火”是常用词，人们却不写它，这是我国文字中不多见的现象。淬火是“蘸火”的正词，淬火的古词为?火，本义是灭火，引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”。“蘸火”是冷僻词，属于现代词，是文字改革后出现的产物，“蘸”字本义与淬火无关。“蘸火”本词为“湛火”，“湛”字读音同“蘸”，而其字形又与水、火有关，符合“水与火合为?”之意，字义与“淬火”相通。“湛火”为本词，“蘸火”则为假借词。淬火将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。冷轧在再结晶温度以下进行的轧制叫做冷轧，一般用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在20-40吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。内径为610mm。 产品特点：因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 简单点儿来说，冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧-酸洗-磷化-皂化-冷轧这样的加工过程。冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧。由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧在机械性能方面比较差、硬度太高，所以必须经过退火才能恢复其机械性能，没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品，1.0以下厚度轧硬的运气好的两边或者四边折弯。补充修正：冷轧一般都会经过退火处理。在冷轧过程中必须使用冷轧油，使用冷轧油的好处是：1、有效降低磨擦系数，提供相应的轧制力，轧制能耗低，获得满意的轧制参数；2、使表面光亮度高、轧延厚度均匀；3、冷却效果好，能迅速带走轧制热，保护轧辊及轧件。退火性能良好，不会产生油烧现象；4、有短期的防锈性能，可提供轧件临时防锈保护。 编辑本段冷轧和热轧的区别1、冷轧成型钢允许截面出现局部屈曲，从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力；而热轧型钢不允许截面发生局部屈曲。 2、热轧型钢和冷轧型钢残余应力产生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差异。冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的，而热扎型钢或焊接型钢截面上残余应力分布是薄膜型。 3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高，所以热轧型钢的抗扭性能要优于冷轧型钢。冷轧板冷轧板卷是以热轧卷为原料，在室温下在再结晶温度以下进行轧制而成，包括板和卷，国内众多钢厂如宝钢、武钢、鞍钢等均可以生产。其中成张交货的称为钢板，也称盒板或平板；长度很长、成卷交货的称为钢带，也称卷板。 编辑本段冷轧的定义是再结晶下的轧制,但一般理解为使用常温轧制材料的轧制.铝冷轧分为板轧和箔轧.厚度在0.15以上的称为板,0.15以下的称为箔.欧美多采用36台连续式轧机作为冷轧设备 编辑本段生产工艺生产过程中由于不进行加热，所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷，表面质量好、光洁度高。而且冷轧产品的尺寸精度高，产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求，如电磁性能、深冲性能等。 规格：厚度为0.2-4mm，宽度为600-2 000mm，钢板长度为1 200-6 000mm。 牌号：Q195A-Q235A、Q195AF-Q235AF、Q295A(B)-Q345 A(B)；SPCC、SPCD、SPCE、ST12-15;DC01-06 性能：主要采用低碳钢牌号，要求具有良好的冷弯和焊接性能，以及一定的冲压性能。 编辑本段应用领域冷轧板带用途很广，如汽车制造、电气产品、机车车辆、航空、精密仪表、食品罐头等。冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，也称冷轧板，俗称冷板，有时会被误写成冷扎板。冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。适用牌号：Q195、Q215、Q235、Q275；SPCC（日本牌号）；ST12（德国牌号）符号：1、Q普通碳素结构钢屈服点（极限）的代号，它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写；195、215、235、255、275分别表示它们屈服点（极限）的数值，单位：兆帕MPa（N/mm2）；由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最好，能较好地满足一般的使用要求，所以应用范围十分广泛。2、S-钢（Steel）、P-板（Plate）、C-冷轧（cold）、第四位C-普通级（common）。3、ST-钢（Steel）、12-普通级冷轧薄钢板、标记：尺寸精度尺寸钢板品种标准冷轧钢板：钢号技术条件标准标记示例：B-0.57501500-GB708-88；钢板、标准号Q/BQB402，牌号SPCC，热处理状态退火+平整（S），表央加工状态为麻面D，表面质量为FB级的切边（切边EC，不切边EM）钢板、厚度0.5mm，B级精度，宽度1000mm，A级精度，长度2000mm，A级精度，不平度精度为PF.A，则标记为：钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/（0.51000A2000A-PF.A）；冷轧钢板：Q225-GB912-89主要产地有：宝钢、鞍钢、本钢、武钢、邯钢、包钢、唐钢、涟钢、济钢等冷轧普通薄钢板 ：由普通碳素结构钢或低合金结构钢冷轧制成。冷轧板表面质量较好。具有良好的冲压性能。对其要求要保证冷弯和杯试验合格，常用于汽车等行业和镀层板的原料。冷轧优质薄钢板：主要包括各种优质钢冷轧薄板，最常用的是碳素结构钢板，尤其是深冲压用冷轧薄钢板，是由低碳优质钢08Al冷轧的薄板，钢板按表面质量分为三组；、，分别表示特别高级、高级、较高的精整表面,按拉延级别分为ZF、HF、F级（代表用于冲制拉延最复杂、很复杂、复杂的零件）,根据钢板厚度允许偏差，又分为A、B两级精度、广泛用于汽车拖拉机工业。冷轧钢板，表面光洁，加工优良，用于汽车、冰箱、洗衣机等家电，以及产业设备、各种建筑材料。随着经济发展，冷轧钢板已被称为现代社会的必须材料。 冷轧产品的分类： 热轧酸洗、轧硬卷、普通冷轧、镀锌（电镀锌、耐指纹、热镀锌）、镀铝锌、电镀锡、彩涂、电工钢（矽钢片）等。1、热轧酸洗： 2、轧 硬 卷：在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。 产品特点：因为没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。 编辑本段冷轧产品种类（1）退火后加工成普通冷轧； （2）有退火前处理装置的镀锌机组加工镀锌； （3）基本不需要加工的面板。 常用钢号 CDCM - SPCC （SPCD、SPCE、ST12、ST13、ST14、BLC、BLD、BUSD、BUFD、BSUFD等），但其性能基本相同。 3、普通冷轧； 4、镀锌； 5、镀铝锌：是采用连续熔融镀层工艺把55%的铝和43.4%的锌及1.6%的硅镀覆到钢板表面。 产品特点： （1）有良好的耐久性，与镀锌钢板相比寿命更长； （2）有良好的耐热性，与镀锌钢板相比在高温下更不容易变色； （3）具有良好的热反射性； （4）具有银白色的华丽表面； （5）具有与镀锌钢板相近的加工性能和喷涂性能； （6）具有良好的焊接性能。 应用范围：要求很高的在用镀锌板的行业。 6、电镀锡（马口铁）：采用弗罗斯坦式不溶性阳极电镀锡工艺加工。 7、彩涂； 8、电工钢（矽钢片）。 编辑本段冷轧板产品用途、技术指标、性能及规格冷轧板具有良好的性能，即通过冷轧，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和钢板，平直度高、表面光洁度高、冷轧板表面清洁光亮、易于进行涂镀加工、品种多，用途广，同时具有冲压性能高和不时效、屈服点低的特点，所以冷轧板具广泛的用途，主要应用于汽车、印制铁桶、建筑、建材、自行车等行业，同时还是生产有机涂层钢板的最佳选材。 冷轧板技术指标、性能、规格一览表1450mm冷轧薄板品名 执行标准 标准号 牌 号 规 格 冷轧卷 GB GB11253-89 SPCC*ST12*SPCC-SB*SPCC-B* ST12-SD*ST12-SB*ST12-B*Q195 0.20-1.2*800-1250 冷轧板 GB GB11253-89 SPCC*ST12*SPCC-SB*SPCC-B* ST12-SD*ST12-SB*ST12-B*Q195 0.20-1.2*800-1250*(1600-2500) 1450mm冷轧薄板的牌号及用途品种 标准号 种类 牌号 用途和特点 冷轧薄板 GB700-88 轧硬卷 SPCC-1B 屈服点低、冲压可塑性区广、形状稳定性好 光亮退火软板 SPCC-SD 屈服点低、冲压可塑性区广、形状稳定性好 冷轧深冲钢带 SPCD 冲压性能更好、且不宜产生滑移线 冷轧超深冲钢带 SPCE 优良的冲压成型性能、可减少冲压道次 中宽冷轧板一般用或冲压用规格 屈服强度 抗拉强度 伸长率 180o冷弯d=0 搪规格 屈服强度 抗拉强度 伸长率 0.60mm 275440 28 完好、无裂纹 0.40mm 210 275380 33 0.60-1.00mm 275440 30 完好、无裂纹 0.40-0.60mm 210 275380 34 1.00-1.60mm 275440 32 完好、无裂纹 0.60-1.00mm 210 275380 36 1.60-2.00mm 275440 34 完好、无裂纹 1.00-1.60mm 210 275380 37 1.60-2.00mm 210 275380 38 编辑本段附表镀锌板产品用途、技术指标、性能及规格镀锌板带钢产品主要应用于建筑、轻工、汽车、农牧渔业及商业等行业。其中建筑行业主要用于制造防腐蚀的工业及民用建筑屋面板、屋顶格栅等；轻工行业用其制造家电外壳、民用烟囱、厨房用具等，汽车行业主要用于制造轿车的耐腐蚀部件等；农牧渔业主要用做粮食储运、肉类及水产品的冷冻加工用具等；商业主要用作为物资的储运、包装用具等。镀锌板技术指标、性能、规格一览表热镀锌钢板（卷）表面处理 铬酸钝化涂油铬酸钝化加涂油光整机光整表面结构 表面结构特征用途正常锌花（）镀锌后还在通常条件下锌层冷凝而得的锌花一般用途光整锌花（）通过光整机对镀锌板进行光整，对镀锌板表面锌花进行平整主要用做彩涂板的基板使用中宽镀锌板 加工性能屈服强度抗拉强度伸长率180冷弯加工性能屈服强度抗拉强度伸长率180冷弯普通PV270500d=0，完好，不脱锌深冲SC27038030d=0，完好，不脱锌机械咬合JY270500d=0，完好，不脱锌超深冲27038030d=0，完好，不脱锌结构JG24037018d=0，完好，不脱锌热轧热轧（hot rolling）热轧是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。 热轧型钢编辑本段优点与缺点 热轧的优点: （1）热轧能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。（2）热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。（3）热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件 热轧缺点:1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多； 2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。 编辑本段生产工艺热轧带钢生产工艺（简章）在带钢热轧机上生产厚度为1.28mm成卷热轧带钢的工艺。带钢宽度600mm以下称为窄带钢；超过600mm的称为宽带钢。第一台带钢热连轧机于1905年在美国投产，生产宽 200mm的带钢。带钢热轧机的技术经济指标优越，发展很快。在工业发达国家，1950年以前热轧宽带钢的产量约占钢材总产量的25,70年代已达50左右。热轧带钢的原料是连铸板坯或初轧板坯，厚度为130300mm。板坯在加热炉中加热后,送到轧机上轧成厚1.0025.4mm的带钢，并卷成钢卷。轧制的钢种有普通碳钢、低合金钢、不锈钢和硅钢等。其主要用途是作冷轧带钢、焊管、冷弯和焊接型钢的原料；或用于制作各种结构件、容器等。 带钢热轧机由粗轧机和精轧机组成。粗轧机组分半连续式、3/4连续式和全连续式三种:半连续式有一台破鳞（去掉氧化铁皮）机架和 1台带有立辊的可逆式机架；3/4连续式则除上述机架外，还有2台串列连续布置机架；全连续式由67台机架组成。精轧机组均由57台连续布置的机架和卷取机组成。带钢热轧机按轧辊辊身长度命名,辊身长度在914mm以上的称为宽带钢轧机。精轧机工作辊辊身长度为1700mm的，称为1700mm带钢热轧机，这种轧机能生产1550mm宽的带钢卷。 带钢热轧按产品宽度和生产工艺有四种方式：宽带钢热连轧、宽带钢可逆式热轧、窄带钢热连轧以及用行星轧机热轧带钢 1再结晶温度再结晶就是：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。其中，开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。实际应用中，常用开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值作为衡量金属或合金性能热稳定水平的参量，称为再结晶温度。把钢材加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工的工艺称为热轧。而在再结晶温度以下，包括常温下进行扎制加工的工艺称为冷轧。 钢材热轧具有良好的塑性，容易成型，成型后钢材没有内应力，便于下面工序加工。钢材冷轧具有冷加工硬化的特性。由于冷轧具有较好的机械性能，很多直接使用的钢材都使用冷轧钢材。拿连铸945钢再结晶温度的测定与分析答案：采用水浴量热法经1 260 加热,保温20 min,水冷处理的连铸945钢的再结晶温度进行了测定.又通过测试硬度及金相组织、晶粒分析,从不同的角度验证了该钢的再结晶温度范围是960990 . 再结晶温度再结晶就是：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。其中，开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温