1.2. Кинетика рекристаллизации аустенита при скоростной горячей прокатке

В зависимости от температуры деформации, относительного обжатия и химического состава стали временной интервал прохождения первичной рекристаллизации существенно различается. При высоких значениях температуры и обжатия первичная рекристаллизация завершается менее чем за 0,3 с, а при низких температуре и обжатии не получает развития и за 9 с. Увеличение степени легированности стали приводит к замедлению первичной рекристаллизации аустенита. В работе [4] показано, что статистически значимое влияние на кинетику рекристаллизации оказывают углерод, марганец и кремний. В этой же работе разработано математическое описание кинетики рекристаллизации аустенита, которое позволяет выполнить прогноз структурного состояния аустенита после деформации по эмпирическому уравнению:

,

где Т – абсолютная температура, К;  – время, с;  – степень обжатия, доли единицы; а_i – коэффициенты, зависящие от химического состава стали.

В работе [5] предложен метод расчета преобразования зерна аустенита в цикле «деформация – первичная рекристаллизация». Расчет показывает, что если во время междеформационных пауз рост зерна аустенита не получает существенного развития (что характерно для прокатки в чистовой группе клетей НШС), то не зависимо от размера исходного зерна через два-три цикла «деформация – первичная рекристаллизация» зерно измельчается до предельной величины.

Результат прогноза структурообразования аустенита после нескольких последовательных обжатий зависит от того, на какой стадии рекристаллизации начинается новое обжатие. Если первичная рекристаллизация завершилась, то в новом цикле «деформация – рекристаллизация» предшествующая деформация учитывалась только через размер зерна аустенита. Если между обжатиями первичная рекристаллизация не началась, то рекристаллизация аустенита после нового обжатия определялась накопленной за два обжатия суммарной деформацией:

.

Наконец, если деформируется частично рекристаллизованный аустенит, то накопленная суммарная деформация определяется как

,

где  – доля оставшегося наклепа.

,

где _i – междеформационная пауза, с; _н.р – время начала рекристаллизации, с; _к.р – время конца рекристаллизации, с.

Таким образом, если режим многократной деформации предусматривает более четырех циклов «деформация – первичная рекристаллизация», то задача минимизации конечного размера и разнозернистости структуры аустенита сводится к регламентации параметров деформации только в последних проходах. Хотя в технологическом процессе непрерывной горячей прокатки время между обжатиями и суммарная деформация заданы заранее, существует возможность перераспределения обжатий между проходами для управления величиной зерна и разнозернистостью структуры.

Прогнозирование формирования ферритно-перлитной структуры при распаде переохлажденного аустенита на отводящем рольганге

После горячей прокатки в клетях широкополосного стана -превра­щение происходит при охлаждении полосы на отводящем рольганге, и условия регулируемого охлаждения влияют на структуру и свойства сталей. Конечная ферритно-перлитная структура зависит от химического состава стали, размера зерна аустенита и степени его наклепа, режима охлаждения в интервале температур распада аустенита.

Установлено, что независимо от размера зерна и скорости охлаждения разнозернистость аустенита, которая может возникнуть при протекании собирательной рекристаллизации, наследуется ферритом. Однородное зерно аустенита преобразуется в однородное зерно феррита. При увеличении скорости охлаждения в интервале =0,1316 град/с, образующееся зерно феррита измельчается и его размер определяется формулой:

мкм.

Для получения гарантированной мелкозернистости необходимо охлаждение на отводящем рольганге спроектировать так, чтобы рекристаллизация после прокатки на 12-й клети завершилась непосредственно перед началом -превращения.

Температуру начала и конца -превращения можно определить по термокинетической диаграмме распада аустенита для малоуглеродистой стали (рис. 1).

Рис. 1. Термокинетическая диаграмма превращения аустенита

в стали 08пс (С_П – объемная доля перлита)