制御圧延および制御冷却 (TMCP) パラメータを正確に設定する Q960D は、熱機械加工技術の頂点を代表する独自の工場固有のプロセスです。{0}それには、洗練された閉ループ制御システムと冶金学の深い専門知識が必要です。-目標は、その後の焼き入れや焼き戻しを行わずに、超微細で高強度の微細構造 (通常はベイナイトまたはマルテンサイト) を実現することです。-
ここでは、Q960D の TMCP に関係する主要な制御パラメータ、その目的、および基礎となる冶金原理の内訳を示します。
1. Q960D 用 TMCP の主要な冶金目標
このプロセスの目的は次のとおりです。
極端な結晶粒の微細化: 強度と靭性を同時に向上させます。
析出強化: 微量合金元素 (Nb、V、Ti) から-。
相変態制御: 微細で強靱なベイナイト組織またはラスマルテンサイト組織を変形オーステナイトから直接形成します。
初析フェライトの回避: 初析フェライトは鋼を軟化させます。
2. プロセス段階と重要な制御パラメータ
Q960D の TMCP プロセスは通常、2 段階の圧延とそれに続く加速冷却であり、正確な段階間温度が設定されます。-
ステージ 1: 再加熱
制御パラメータ: 再加熱温度 (Tᵣₕ) と浸漬時間
一般的な範囲: 1150 度 – 1200 度
客観的：
Nb、V、Ti の炭化物/窒化物を完全に溶解し、後の析出ポテンシャルを最大化します。
その後の微細化に備えて、均一で粗いオーステナイト粒構造を実現します。
精度の必要性: 過熱により過度の粒子成長と表面スケールの発生が発生します。加熱が不十分だと溶解が不完全になります。
ステージ 2: 高温-粗加工（再結晶-制御圧延）
制御パラメータ:
荒加工仕上げ温度(FTR)
パスごとの割引と合計の割引
一般的な範囲: FTR > 1000 度 (非再結晶温度、Tnr を十分に上回る-)。
目的: パス間の再結晶化を繰り返してオーステナイト粒を微細化します。この段階では、重要な次の段階に向けて、均一で細かい開始粒子を設定します。
ステージ 3: 低温仕上げ (非再結晶化-制御圧延) - 最も重要なステージ
制御パラメータ:
開始温度 (T_start): Tnr のすぐ下。
仕上げ圧延温度 (FRT): 正確に制御され、通常 800 度～850 度 (Q960D の場合)。
この範囲でのパスごとの削減および合計削減: 非常に高い (たとえば、合計 60% 以上)。
冶金原理と精度:
Tnr 未満では、オーステナイトは再結晶しません。代わりに、「パンケーキ」のように伸びて緊張します。
これにより、粒界領域が大幅に増加し、粒内に変形バンドが導入されます。
これらのサイトは、冷却中の最終変態の強力な核生成点として機能し、極端な結晶粒微細化につながります。
FRT が高すぎる場合: ひずみの蓄積が不十分で、最終的な微細構造が粗くなります。
FRT が低すぎる場合: 過剰な転がり力、転がり欠陥のリスク、および不要なフェライトの形成の可能性。
ステージ 4: 加速冷却 (ACC) または直接焼入れ (DQ) – 変態ステージ
制御パラメータ:
開始冷却温度 (SCT): 最後の回転パスの直後、多くの場合 FRT と等しくなります。
冷却速度 (CR): 非常に高い。通常は 30 度 /s を超え、コアの厚さの場合は 50 ～ 80 度 /s になることがよくあります。
仕上げ冷却温度 (FCT) または巻取り温度 (CT): クリティカル。通常は 250 度～450 度 (ベイナイト変態の場合) または周囲温度付近 (マルテンサイト変態の場合) に設定します。
冶金原理と精度:
冷却速度が速いため、ソフトフェライトやパーライトの生成が抑制されます。
これにより、変形したオーステナイトが非常に微細で高強度のベイナイトまたはマルテンサイトに強制的に変化します。{0}
FCT/CT は最終的な位相バランスと靭性を決定します。
低い FCT (~250-350 度): より硬く、高強度の下部ベイナイト/マルテンサイトが促進されます。
より高い FCT (~400 ～ 450 度): わずかに柔らかく、より丈夫な上部ベイナイトを促進します。
FCT が高すぎる場合: より柔らかい相が形成され、強度が失われるリスクがあります。
FCT が低すぎる場合: 過剰な硬度と残留応力、靭性の低下。
3. 微量合金元素（Nb、V、Ti、Mo、B）の役割-
これらの要素はプロセス イネーブラーであり、そのレベルによってパラメーター ウィンドウが決まります。
ニオブ (Nb): Tnr を上昇させ、非再結晶ローリング ウィンドウを拡張します。-降水強化も提供します。
モリブデン (Mo) とホウ素 (B): Q960D にとって重要です。これらは焼入れ性を劇的に向上させ、厚い板で達成可能な高い冷却速度でのベイナイト/マルテンサイトの形成を可能にします。
バナジウム (V) およびチタン (Ti): 主に析出強化と結晶粒の固定に使用されます。
4. 統合制御システムとフィードバックループ
最新の工場では、以下を実行するレベル 2 プロセス オートメーション システムが使用されています。
数学的モデリング: 物理冶金モデルを使用して、化学に基づいて TNR、CCT 図、および機械的特性を予測します。
-リアルタイム調整: 高温計（温度用）、ロードセル（減速用）、流量計（冷却水用）からの入力を使用して、回転速度、ギャップ、冷却バルブバンクを動的に調整します。
-プロセス後の検証: 最終的な超音波テストとサンプル機械テストからのデータを使用して、次のヒートに向けてモデルを調整し、改良します。
Q960D TMCPのプロセスパラメータ要約表
| プロセス段階 | キーコントロールパラメータ | Q960Dの一般的なターゲット範囲 | 冶金用対物レンズ |
|---|---|---|---|
| 追い焚き | 温度 (Tᵣₕ) | 1150度～1200度 | 微小合金を溶解します。- |
| 荒加工 | 仕上げ温度 (FTR) | >1000度 | 再結晶によりオーステナイトを微細化します。 |
| 仕上げ | 開始温度 (T_start) | Tnr の直下 (~950 度) | オーステナイトのパンケーキングを開始します。 |
| 仕上げ圧延温度 (FRT) | 800度～850度 | 非再結晶オーステナイトにひずみを蓄積します。- | |
| この範囲での総削減量 | 60%以上 | 核形成サイトを作成します。 | |
| 冷却 | 冷却開始温度 (SCT) | = FRT（即時） | 回復を阻止します。 |
| 冷却速度 (CR) | >30度/秒（最大80度/秒） | フェライトを抑制し、ベイナイト/マルテンサイトを強化します。 | |
| 仕上げ冷却温度 (FCT) | 250度～450度 | 終期と靭性をコントロール。 |
結論
Q960D の TMCP パラメータを正確に設定することは、手動のレシピではなく、統合されたモデル主導のリアルタイム制御の課題です。- 「正確な設定値」は、正確な化学組成と望ましい最終特性に基づいて、スラブごとに動的に計算されます。成功は以下によって決まります。
高度な圧延設備: 低温および高圧の層流冷却システムで高馬力圧延が可能です。{0}{1}
洗練されたプロセス モデル: 実稼働データで継続的に更新されます。
正確な化学制御:特にマイクロ合金と焼入性向上剤（Mo、B）の場合。{0}}
製造業者や設計者にとって重要なのは、鉄鋼生産者と緊密に連携することです。必要な特性 (強度、特定の温度での靭性、Z- 方向の性能) を提供し、冶金チームとプロセス エンジニアリング チームに頼って、工場の能力内で正確な TMCP スケジュールを定義して実行します。調達契約では必要な特性を指定する必要があり、技術付属書の一部として、主要なプロセス パラメータ（FRT や FCT など）の合意された範囲が含まれることがよくあります。{3}}