不同冷却方式对Q345钢的影响剖析.docx

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1、内蒙古科技大学本科生综合试验报告题目:轧后冷却速度压下量对 Q345 钢组织的影响学院：国际学院 班级：成型 2023-5 姓名：何信学号：1376806538指导教师：李慧琴教师10热轧 Q345 组织性能分析报告一、试验目的1. 通过试验室二辊可逆轧机对 Q345 钢进展轧制试验，分析其在一样加热温度、轧制温度、冷却方式的条件下，压下量对材料组织的影响。2. 生疏加热炉的使用。3. 通过试验对 Q345 钢进展打磨、抛光、腐蚀，了解金相试样的制作过程。4. 通过观看金相组织，生疏蔡司金相显微镜的使用，分析金相组织。5. 生疏洛氏硬度计的使用，比较不同压下量条件下轧件的硬度。二、试验材料三、

2、试验方案1. 将坯料置于加热炉中加热，加热到 1100。1100水冷2. 调整二辊可逆试验轧机辊缝值；预定压下量为 23%，15%，将加热后的坯料取出后在轧机中轧制，轧制完成后分别置于水中冷却至室温。1100水冷TT图 1 轧钢加热与冷却工艺3. 将轧件切割、打磨、抛光、腐蚀后放在金相显微镜下观看，并进展拍照。4. 使用洛氏硬度计，测量轧件硬度值。四、试验设备及器材1. 金相切割机QG-1 金相切割机以下简称切割机是利用高速旋转的薄片砂轮来截取金相试样，广泛应用于金相试验室切割各种金属材料。由于本机附有冷却装置， 避开试样切割遇热而转变其金相组织。主轴转速r/min参数如表 12. 加热炉箱式

3、炉表 1 金相切割机参数加热炉是用来进展金属制品的热处理或塑性加工前加热。与把握柜协作使用，可自动或手动调整温度。箱式炉构造主要由炉体、炉衬、炉底板、炉门、加热元件及把握系统组成。该箱式电阻炉构造主要由炉体、炉衬、炉底板、加热元件、炉门及把握系统等局部组成。炉体框架承受槽钢和角钢焊接制作，外壳侧板承受 Q235 钢板焊接，构造结实牢靠，整体强度好，不易变形，外表平坦光滑。炉体全部焊接处进展打磨处理，并用铁腻子刮平、喷涂热防锈漆后，依据用户供给的色标进展油漆涂装。炉衬为全纤维构造，承受优质耐高温高铝耐火纤维构筑，承受标准的锚固件及科学合理的镶装方法。纤维折叠块镶装前进展再次预压缩处理压缩容重 2

4、30Kg/m3，用锚固件固定在壳体上，保温材料安装厚度300mm。炉底承受重质高铝耐火砖、轻质耐火砖、保温砖等制作成复合型衬体，衬体上砌筑有加热元件安装槽形沟道，易碰撞部位和承重部位承受重质高铝耐火砖砌筑(砌筑时泥浆内参与粘结剂调和)，增加炉衬构造强度。在制作时留有膨胀缝，防止衬体在受热后膨胀将衬体损坏。铺设炉底板，材质为Ni7N，供搁置工件之用，承受型的搭扣制作形式，防止工件氧化皮落到加热元件上而形成短路，耐热钢炉底板分块制作，削减高温下变形和开裂。本炉型设计工作台板。加热元件依据炉温的均匀性合理分布功率，加热元件分别布置在左右侧墙、后墙及炉底四个面上；加热元件承受 0Cr27Al7Mo2

5、高电阻合金电阻丝。炉底上的加热元件平铺在耐火砖砌筑的条槽中，用定型小钩固定，其外表负荷要比其他部位的加热元件要小,使用寿命长。表 2 为箱式加热炉参数：表 2 箱式加热炉参数3. 二辊可逆试验轧机.3.1 简介构造简洁、用途广泛。它分为可逆式和不行逆式。前者有初轧机、轨梁轧机、中厚板轧机等。不行逆式有钢坯连轧机、叠轧薄板轧机、薄板或带钢冷轧机、平坦机等。80 年月初最大的二辊轧机的辊径为 1500 毫米，辊身长3500 毫米，轧制速度37 米秒。轧机主要用于金属材料轧制工艺的试验争论。表3 试验室轧机参数：表 3 二辊可逆轧机参数3.2 分类可逆二辊式轧机机座带有多孔型轧辊，其轧辊的支承件设于

6、轧机机座的机架窗口内，该机座与其他同类轧机机座并排地横置在轧制方向上，轧辊在其二个端面上可与传动装置或与配置在相邻轧机机座轧辊之间的传动元件相连接。对于轧辊对的每个轧辊在由其所形成的辊间隙两侧配置有与机座可连接的梁， 属于各型材孔型的可调整和固定的轧件导板配置在梁上，机架具有在其横梁上铰接的、朝上可抽出或转动的连接头。轧辊对的支承件可插入支撑架内。4. 蔡司金相显微镜承受 ZEZSS 专业金相显微镜型号 Obsereve A1M，可以进展 100-1000 倍明场、暗场、偏相等金相组织观看。同时装备了 PyogResC73 高端摄像头， 可以实时获得数字图形，并装 Micro-Analysis

7、 and Process 金相图形分析系统，可以进展计算机图形处理，定量金相图形处理，定量金相测定等工作2。5. 洛氏硬度计承受 HR-150A 型洛氏硬度计，该硬度计承受洛氏测量原理。适用于硬质合金、碳钢、合金钢、铸铁、有色金属等材料的洛氏硬度检测。洛氏硬度检测方法的特点是操作简洁，测量快速，并可从百分表或光学投影屏或显示屏上直接读数。洛氏硬度计是世界上第一台依据洛氏硬度试验原理设计的，只需要单侧接触试样就可测试金属硬度的洛氏硬度计，依靠磁力将洛氏硬度计测头吸附在钢铁外表，不需要对试样进展支撑，测试精度符合标准 GB/T230、ISO6508， 不低于台式洛氏硬度计。利用磁力吸盘将硬度计固定

8、在钢铁工件外表，无需支撑，无需取样，不用移动 工件，只要单侧接触即可完成测试。1) 与台式机一样的试验原理和精度，符合标准 GB/T230、ISO6508和 ASTM E110，经中国计量院检测，误差不大于 1.5HR。2) 测试快速，简便，无损。3) 如千分尺一样的鼓轮读数机构，读数便利，重复性好，精度高。4) 配有带灯放大镜，保证在车间较暗处使用时读数便利。5) 可测试平面工件及曲率从50mm 到无穷大的曲面工件。6) 用于现场准确测试钢板、钢管、轴类、模具、大锻件及各种大中型热处理零 件、外表淬火及组装设备上的零件，特别适于测试焊缝和热影响区的硬度。7) 用于生产检验和验收检验，可代替精

9、度不高的里氏硬度计。同布氏和维氏硬度检测法一样，成为三种最常用的硬度检测法之一。五、试验步骤1. 加热将坯料放入加热炉，设定加热炉升温规程，加热至 1100时。2. 轧制实际加热制度为从 10时开头放入试样加热至 1100用时约一小时， 后转入其次阶段保温 10 分钟后取出试样进展轧制2。1) 设置加热炉程序，将加热温度设为第一阶段 1050其次阶段 1050第三阶段为 900第四阶段为 700。2) 设置完后开启电源自动运行程序。3) 安排两人随时观看加热炉，保证电流不超过 25A，假设有特别则马上关闭加热炉。4) 当炉温到达预设温度并保温完成后，取出试样在轧机上进展轧制。5) 轧制完成后分

10、别进展空冷水冷。轧制后分别进展水冷、空冷并标记。轧制参数如表 4：试试样编号及厚度尺轧制轧制 冷却试样寸mm温度道次 方式编号轧 前 后 度轧 后 厚 度号mmmm1 号2 号7.547.5423%15%11001水冷水冷3. 金相试样制作表 4 轧制参数表将轧件切割成长度为 35mm 左右的试样；4. 磨样抛光（1） 将试样用砂轮打磨机将试样尖角局部打磨掉，磨掉侧面氧化铁皮，再分别打磨出横向平面；（2） 用砂纸打磨试样，将试样分别在 80、240、360、600、1000 的砂纸上依次进展打磨；在一张砂纸上打磨时，保证始终在一个方向、一个平面上打磨； 当在一张砂纸上把轧件磨到只有一个方向上的

11、划痕时，此时将试样旋转 90， 换较细的砂纸进展打磨，当再次打磨到划痕完全掩盖住上一个划痕时即可更换下一张细砂纸再次进展打磨，依次进展此操作，直到最终一张砂纸打磨完成后外表平坦无划痕即可；（3） 承受 PG-1 型抛光机进展抛光，在抛光时，先在磨好的试样上涂抹抛光膏，再一边向抛光机上加水一边抛光，加水为防止试样外表温度过高而氧化， 抛光膏有助于抛光的进度、加大抛光效果；把试样抛光到达外表光滑如镜，且无划痕为止；5、腐蚀与拍照a. 将抛光后的试样用酒精溶液清洗干净，然后用吹风机吹干；b. 把 4的硝酸酒精溶液滴在试样外表，晃动使溶液均匀，便于腐蚀；c. 510 秒钟后用酒精溶液清洗试样，快速用吹

12、风机吹干；d. 将试样置于光学显微镜镜头上方，调整焦距，便可以在电脑试样 编号试样代号及厚度尺寸mm 轧制 温度e. 调整显微镜，使镜头上下左右移动，观看显微组织，选出效果好的局部显微组织进展拍照；f. 拍完以后进展标注。将抛光后的试样用酒精冲洗干净，用吹风机吹干；用 4%的硝酸酒精溶液均匀滴在式样外表，便于腐蚀；待试样外表消灭灰色后快速用清水冲洗，再用酒精冲洗，然后用吹风机吹干即可。将试样置于光学显微镜镜头上方，调整亮度与焦距，直至在电脑上清楚的观看到试样的组织；分别在 500、1000 的倍率下拍照并标注。6. 洛氏硬度的测定图 2 试样立体图（1） 将试样平行的两个轧制面打磨掉氧化铁皮，

13、使其外表平坦，选取一个轧制面为硬度检测面，然后将试件放置于工作台上,旋转手轮使工作台缓慢升起,并顶起压头,指示器表盘的小指针指在“3”处,大指针指在标记 C 及 B 处(稍差一点可转动表盘对准为止)；（2） 指针位置对准后,即可向前拉动加荷手柄,使主载荷加于压头上；（3） 当指示器指针转动明显停顿下来后,即可将卸荷手柄推回,卸除主载荷；（4） 从指示器上读出相应的刻度数值；（5） 松开手轮,降下工作台之后,即可稍稍挪动试件,选择轧制面的位置连续进展试验，共计打五个点，测量五次硬度值，取平均值，结果如下表：硬度测12345平均量点值水冷测 23.52321.522.52022.1量值水冷测 93

14、.598.094.593.798.495.62量值1、压下量 23%后，得到的金相显微组织如图 3、4、所示:表 5 Q345 钢测量硬度表六、试验结果分析放大X200放大x5002、压下量 15%后，得到的金相显微组织如图 6、7、8 所示:放大X200放大 x5003、分析造成金相组织不同的缘由：图 9Q345 CCT 图34、(1) 轧后压下量对轧后组织的影响：由压下量不同可知，不同的压下量对轧后组织有很大的影响。由 5 表数据可知，在压下量不同冷却方式一样的状况下压下量大得到的组织硬度比压下量小得到的组织硬度低，由于压下量不同钢发生固态转变的温度也不同，得到的组织也有差异，一般来说，压

15、下量越大，钢转变的温度越高，转变后得到的组织的硬度越低；主要由于转变温度越低原子的活动力气越底，得到的组织越细小，硬度越高。5、试验误差分析(1) 试验时轧制温度不够准确；(2) 金相组织有黑点，腐蚀工作没有做好； (3)组织及晶界不太清楚，磨得不到位； (4)压下不够用准确导致误差；(5) 从加热炉中取出时，可能有温降；(6) 冷却过程中在往冷却液中投放时有一段时间的空冷。(7) 轧制时轧辊没有进展预热,从加热炉中取出时，可能有温降；七、总结通过这几个星期的综合试验，了解了很多，首先是制定试样方案，通过查阅书籍以及相关资料，最终找到了最优化的方案，切身体会到了式样的制备过程，知道了怎么制备金

16、相试样以及观看金相组织，如何应用洛氏硬度计测量硬度，再结合书本上的学问去分析试样组织的成因以及式样的硬度等问题。通过本次试验不仅经课本上的学问得到了拓展而且还积存了自己的试验阅历。八、参考文献：1 刘宗昌，任慧平，等.材料组织构造转变原理M.北京:冶金工业出版内科大材料综合试验报告 10 社,2023.9；2 刘宗昌，任慧萍，宋义全，赵莉萍.金属固态相变冶金工业出版社.20233 林武,张希旺,赵延阔,李红. Q345 钢奥氏体连续冷却转变曲线 (CCT 图 )J 中南大学材料科学与工程学院,2023.4:247-2501.杨淞波,王国文.SS400 钢的特点分析与生产把握J.河南冶金 202

17、3,142:110111 2.崔忠圻,谭耀春.金属学与热处理M.哈尔滨工业大学,机械工业出版社,20230.10;3.试样磨、抛光中的技巧 宗斌,王国红,魏建忠 (北京工业大学材料学院,北京 100022。4.刘宗昌，任慧平，等.材料组织构造转变原理M.北京:冶金工业出版社,2023.9;5.刘宗昌，任慧平，宋义全，等.金属固态相变教程M.北京:冶金工业出版社,2023.6.颜飞 ,余驰斌 ,胡敏，等。Q345E 钢冷却过程中相变的争论J.湖北：武汉科技大学材料与冶金学院，2023,2:58；7.马博，彭艳，刘云飞，等。低合金钢 Q345B 动态再结晶动力学模型J.亚稳材料制备技术与科学国家重点试验室,2023,4:141146;