Quy trình điều khiển cơ nhiệt (TMCP) là một công nghệ làm việc bằng kim loại tiên tiến, kết hợp kiểm soát nhiệt độ, biến dạng lăn và quá trình làm mát. Nó nhằm mục đích tăng cường đáng kể sức mạnh, độ bền và khả năng hàn của thép bằng cách tối ưu hóa cấu trúc vi mô. Nguyên tắc cốt lõi là để đạt được sự tinh chỉnh hạt và kiểm soát chuyển đổi pha bằng cách điều chỉnh chính xác nhiệt độ lăn, tốc độ biến dạng và tốc độ làm mát, do đó có được thép hiệu suất cao mà không thêm các yếu tố hợp kim quá mức.
I. Nguyên tắc cốt lõi
1. GTận thích mưa
- Lăn được thực hiện trong thE không tái kết tinh của austenite (khoảng 800 độ C đến 950 độ C) để ức chế sự phát triển của các hạt austenite và tạo ra sự hình thành các hạt ferrite mịn trong quá trình biến đổi pha tiếp theo thông qua lưu trữ năng lượng biến dạng.
- Nhiệt độ cuối cùng được kiểm soát gần điểm biến đổi pha AR₃ (khoảng 700 độ C đến 850 độ C) để thúc đẩy sự tạo mầm của ferrite ở ranh giới hạt của austenite bị biến dạng và tinh chỉnh thêm cấu trúc vi mô.
2. Quy định thay đổi pha
Ngay sau khi lăn, làm mát tăng tốc (như làm mát nước hoặc làm mát sương mù khí) được áp dụng để nhanh chóng đi qua vùng biến đổi ferrite-pearlite, ức chế sự hình thành các cấu trúc thô và hình thành các pha tăng cường như bainite/martensite.
Ii. Dòng chảy quá trình
TMCP được chia thành ba giai đoạn để kiểm soát các thuộc tính vật liệu phối hợp:
1. PrehGiai đoạn ăn uống
Phôi thép được làm nóng đến 900 độ đến 1200 độ để loại bỏ căng thẳng bên trong và tăng cường độ dẻo, đảm bảo phân bố nhiệt độ đồng đều.
2. Giai đoạn lăn được kiểm soát nhiệt độ
- Cuộn thô: Large reduction deformation is carried out above the recrystallization temperature (>950 độ) để phá vỡ cấu trúc đúc ban đầu.
- Kết thúc cuộn:Việc lăn kiểm soát nhiệt độ đa thông được thực hiện trong vùng không kết tinh lại của austenite (800 độ đến 950 độ) để tích lũy năng lượng biến dạng và chuẩn bị cho biến đổi pha.
3. Giai đoạn điều khiển làm mát
Sau khi lăn, tăng tốc độ làm mát với tốc độ 10 độ C lên 30 độ C /s lên nhiệt độ mục tiêu (ví dụ: 500 độ C đến 600 độ C), khóa cấu trúc hạt mịn và ức chế sự thô của cacbua. Nhiệt độ có thể được yêu cầu sau khi làm mát để điều chỉnh ứng suất dư.
Iii. Sự khác biệt so với cuộn nóng truyền thống
| Đặc tính | Cán cơ học nhiệt (TMCP) | Cán nóng truyền thống |
| Nhiệt độ lăn | Kiểm soát chính xác được dàn dựng (lăn cuối cùng trong Vùng không tái kết tinh) | Single High-temperature Range (>1000 độ) |
| Phương pháp làm mát | Làm mát tăng tốc (làm mát nước/aerosol) | Làm mát không khí tự nhiên |
| Kích thước hạt | Các hạt siêu âm (nhỏ hơn hoặc bằng 5μm) | Các hạt thô (20-50μm) |
| Phụ thuộc hợp kim | Thấp (tương đương carbon nhỏ hơn hoặc bằng 0,45%) | Cao (các yếu tố tăng cường như NB và V cần được thêm vào) |
| Lợi thế hiệu suất | Sức mạnh và độ bền cao, khả năng hàn tuyệt vời | Sức mạnh và độ dẻo dai rất khó để cân bằng |
Iv. Lợi thế kỹ thuật
1. Hiệu suất cao và chi phí thấp
Giảm việc bổ sung các yếu tố hợp kim (như MN và MO) để giảm chi phí sản xuất trong khi đạt được cường độ tương tự (ví dụ, cường độ năng suất cấp S460 lớn hơn hoặc bằng 460MPa).
2. Bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường
Loại bỏ các quá trình xử lý nhiệt như bình thường hóa và dập tắt có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 30% xuống 50% và cắt giảm lượng khí thải carbon.
3. Tăng cường khả năng hàn
Thiết kế tương đương carbon thấp (CEQ nhỏ hơn hoặc bằng 0,45%) làm giảm nguy cơ ôm ấp trong vùng hàn bị ảnh hưởng bởi nhiệt và phù hợp cho các cấu trúc hàn như tàu và cầu.
4. Thích ứng với các mặt cắt phức tạp
Các hệ thống làm mát mô -đun được phát triển bởi SMS et al. .
V. Các trường ứng dụng điển hình
- Thép kết cấu cường độ cao:Q620M để xây dựng, AH36/DH36 cho tàu, v.v., với cường độ năng suất lên tới 620MPa.
- Thiết bị năng lượng:Tháp năng lượng gió (S355mL), đường ống dầu và khí (cấp x80), chống sốc nhiệt độ thấp (-50 độ).
- Vận chuyển và máy móc:Khung gầm xe hạng nặng, Boom Crane Boom (S460ML), có cả khả năng chống lại nhẹ và mệt mỏi.
- Phần Thép Sản phẩm:Các chùm H, theo dõi thép, đạt được hiệu suất của phần thống nhất thông qua TMCP.
Vi. Giới hạn chính
- Nhiệt độ xử lý tiếp theo:Nếu hệ thống sưởi thứ cấp vượt quá 580 độ, nó có thể dẫn đến giảm cường độ (do thu hồi mô).
- Độ nhạy của quá trình:Ngay cả những sai lệch nhỏ về nhiệt độ và tốc độ làm mát cũng có thể gây ra biến động hiệu suất, đòi hỏi một hệ thống điều khiển tự động có độ chính xác cao.
Bản tóm tắt
Lán cơ học nhiệt (TMCP) phá vỡ qua nút thắt luyện kim truyền thống thông qua hiệu ứng hiệp đồng của việc lăn và làm mát tăng tốc nhiệt độ, đạt được "tăng cường hạt mịn" và "tăng cường biến đổi pha" của thép và trở thành công nghệ cốt lõi để sản xuất cao chất cao. Ứng dụng rộng rãi của nó trên các lĩnh vực như tàu, cầu và năng lượng đã thúc đẩy sự phát triển của sản xuất nhẹ, an toàn cao và bền vững.