异步轧制twip钢的组织及性能研究(7)
1.3.4 异步轧制技术在生产中的应用
异步轧制技术其实早已问世，但是近十几年来，由于热连轧、冷连轧技术的迅速展，钢材产量迅速提高，异步轧制技术则被遗忘。传统观念认为，异步轧制只适用于产量较低的单机架冷轧生产，在热连轧工艺上几乎没有应用。现在只有日本仍在继续开展异步轧制的研究，日本中山制钢所在新建的热连轧带钢生产线上的最后三个机架中采用了辊径不对称的异步轧制，进行热连轧的异步轧制工业试验，使异步轧制在热连轧工艺上的应用取得了一定的进展。但由于连轧工艺参数相互耦合、错综复杂，对轧件的变形规律、相变规律都很难控制，缺少热连轧过程中异步轧制对金属的变形规律、组织演变规律的理论研究，使异步轧制工艺在热连轧生产中的应用受到严重影响,，至今还未见到一个成熟的具有异步轧制技术的热轧生产厂家。
由于异步轧制具有轧制压力小，精度高的特点，常常应用于极薄板的轧制，在这一方面，高纯铝箔的轧制生产是个很典型的例子。异步轧制技术在铝箔生产中的应用已较为成熟，但对于钢铁的轧制方面，仍处于起步阶段，还有很多问题有待解决。目前，异步轧制所使用的主要设备有异步兰机、PV轧机、LPV刻机、连轧机、FFC轧机、NCM轧机。一般普通的四辊冷轧机经过改进，可适用于异步轧制生产，且投资少，见效快。以国内外实际应用来看，异步轧制主要生产碳素钢、不锈钢、合金钢等黑色金属冷轧板，也可以生产铜、铝等有色金属冷轧板，生产高强度材料的薄板效果更好。在生产复合薄板时，可避免氧化和脆性金属化合物的影响，使生产出的复合板强度高、表变光洁。异步轧制还适用于生产斜楔材料。
1990年4月在冶金部科技司的大力支持下，天津市带钢厂和东北大学合作，由东北大学设计，于1991年5月在天津市带钢厂安装了一套Φ120 /Φ320x300mm四辊可逆冷轧机，历经近一年的工业试验研究，解决了异步轧制震动和板型质量的难题，设备达到设计要求，生产出了0.06mm的高精度薄带材。通过冶金部组织的专家鉴定，认为“该项成果是一项创造性新技术，在国内处于领先水平，经国际联机检索未发现在工业生产中使用四辊轧机生产极薄带的先例”。使科研成果真正转化为生产力。
1.3.5 异步轧制TWIP钢的研究
因为汽车行业的迅速发展，汽车技术的革新已进入高速化的阶段，TWIP钢的出现就像给汽车行业带来了福音，国内外相继对TWIP钢进行了深一步的研究。而异步轧制与TWIP钢的结合，更是一种扬长避短的体现，既解决了TWIP钢难加工的问题，也保留了TWIP钢的高塑性和高强度的性能特点。
目前，上海交通大学材料科学与工程学院和宝山钢铁股份有限公司研究院的蒋建华、丁毅、陈云龙、单爱[17]等人对异步轧制TWIP钢的力学性能和微观组织做了研究。他们利用金相显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对异步轧制及热处理TWIP钢的力学性能与微观组织进行了研究。结果表明，TWIP钢经500℃异步轧制后强度显著提高，但塑性降低，这是孪晶与位错共同作用的结果。轧制后的热处理降低了变形孪晶数量与位错密度，导致强度降低，伸长率升高。经600℃和700℃退火后，TWIP钢表现出良好的强度和塑性综合性能。
未经退火和退火后TWIP钢组织均为奥氏体，这说明此钢只产生了TWIP效应，并没有TRIP效应。并且拉伸断口处存在大小和深浅不同的韧窝，韧窝的出现，说明TWIP钢拉伸断裂为韧性断裂，随着退火温度的升高，韧窝的数量和深度都随之增加，TWIP钢的塑性也随之提高。TWIP钢具有很低的层错能，在变形式很容易产生位错，提高硬度，而变形孪晶有使金属保持了一定的塑性，所以在位错和孪晶的共同作用下，TWIP刚在拥有很好的强度的同时也具有优良的塑性。在经热处理时，由于孪晶的共格界面具有比较低的界面能，位错最先逐渐消失，再结晶渐渐形成，最后孪晶产生变化。因此，异步轧制后热处理对TWIP钢中的位错有显著的优化作用，可以获得具有优良综合力学性能TWIP钢。
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