熱機械制御プロセス(TMCP)は、温度制御、ローリング変形、および冷却プロセスを組み合わせた高度な金属加工技術です。微細構造を最適化することにより、鋼の強度、靭性、溶接性を大幅に向上させることを目的としています。コアの原則は、ローリング温度、変形速度、冷却速度を正確に調節することにより、粒子精製と位相変換制御を実現し、それにより、過度の合金要素を追加せずに高性能鋼を取得することです。
I.コア原則
1. G雨の洗練
- ローリングはthで行われますeオーステナイト粒の成長を阻害し、変形エネルギー貯蔵によるその後の位相変換中に微細フェライト粒の形成を誘導するためのオーステナイトの非結晶化ゾーン(約800度Cから950度C)。
- 最終的な回転温度は、変形したオーステナイトの粒界でフェライトの核形成を促進し、微細構造をさらに改良するために、Ar a as相変換ポイント(約700度C〜850度C)の近くで制御されます。
2。位相変更規制
ローリングの直後、加速冷却(水冷やガスミスト冷却など)が採用され、フェライトピアライト変換ゾーンを迅速に通過し、粗い構造の形成を阻害し、ベイナイト/マルテンサイトなどの強化フェーズを形成します。
ii。プロセスフロー
TMCPは、材料特性を相乗的に制御するために3つの段階に分割されます。
1。プレハ食事ステージ
鋼鉄ビレットは、内部応力を排除し、可塑性を高めるために900度に1200度に加熱され、均一な温度分布を確保します。
2。温度制御ローリングステージ
- ラフローリング: Large reduction deformation is carried out above the recrystallization temperature (>950度)元のAs-Cast構造を破る。
- ローリングの仕上げ:マルチパス温度制御ローリングは、変形エネルギーを蓄積し、位相変換の準備をするために、オーステナイトの非結晶化ゾーン(800度から950度)で実行されます。
3。冷却制御段階
ローリング後、10度C /sの速度でターゲット温度(例えば500度C〜600度C)に冷却を加速し、きちんとした構造をロックし、炭化物の粗大化を阻害します。残留応力を調整するには、冷却後に焼き戻しが必要になる場合があります。
iii。従来のホットローリングとの違い
| 特性 | 熱機械ローリング(TMCP) | 伝統的なホットローリング |
| ローリング温度 | 段階的に正確な制御(非結晶化ゾーンでの最終ローリング) | Single High-temperature Range (>1000度) |
| 冷却方法 | 加速冷却(水冷/エアロゾル) | 自然な空気冷却 |
| 穀物サイズ | ウルトラフィン穀物(5μm以下) | 粗粒(20〜50μm) |
| 合金依存 | 低(0.45%以下の炭素相当) | 高(NBやVなどの強化要素を追加する必要があります) |
| パフォーマンスの利点 | 高強度と靭性、優れた溶接性 | 強さと靭性をバランスをとるのは困難です |
IV。技術的な利点
1。高性能と低コスト
合金要素(MNやMOなど)の追加を減らして、同じ強度を達成しながら生産コストを削減します(たとえば、460MPA以下のS460グレードの降伏強度)。
2。省エネと環境保護
正規化やクエンチングなどの熱処理プロセスを排除すると、エネルギー消費量を30%〜50%削減し、炭素排出量を削減できます。
3.溶接性を強化します
低炭素等価設計(0.45%以下のCEQ)は、溶接の発熱ゾーンでの腹部のリスクを軽減し、船や橋などの溶接構造に適しています。
4。複雑な断面に適応します
SMSらによって開発されたモジュラー冷却システム。 (BeamCool³など)は、鋼鉄セクションの複雑なセクションの冷却均一性を正確に制御し、従来のプロセスのコーナーやウェブでの不均一な性能の問題を解決できます。
V.典型的なアプリケーションフィールド
- 高強度構造鋼:Q620M建設用、船舶用AH36/DH36など、最大620MPaの降伏強度。
- エネルギー機器:風力発電所(S355ml)、オイルおよびガスパイプライン(x80グレード)、低温ショック(-50度)に耐性があります。
- 輸送と機械:大型車両シャーシ、ポートクレーンブーム(S460ml)、軽量と疲労抵抗の両方を備えています。
- セクションスチール製品:H-ビーム、追跡鋼、TMCPを通じて均一なセクションのパフォーマンスを実現します。
vi。主要な制限
- 後続の処理温度:二次加熱が580度を超える場合、それは(組織の回復のため)強度の減少につながる可能性があります。
- プロセス感度:温度と冷却速度のわずかな偏差でさえ、性能の変動を引き起こす可能性があり、高精度自動制御システムが必要です。
まとめ
熱機械的ローリング(TMCP)は、温度制御されたローリングと加速冷却の相乗効果を通じて、従来の冶金のボトルネックを突破し、鋼の「細かい粒強化」と「位相変換強化」を達成し、高性能グリーン鋼の生産のためのコアテクノロジーになりました。船、橋、エネルギーなどの畑での幅広い用途は、軽量で高い安全性と持続可能な製造の開発を促進しました。