CN111546069B - 一种热轧高强度钢残余应力消除方法 - Google Patents

一种热轧高强度钢残余应力消除方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111546069B
CN111546069B CN202010393438.6A CN202010393438A CN111546069B CN 111546069 B CN111546069 B CN 111546069B CN 202010393438 A CN202010393438 A CN 202010393438A CN 111546069 B CN111546069 B CN 111546069B
Authority
CN
China
Prior art keywords
residual stress
strip steel
steel
hot
rolled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010393438.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111546069A (zh
Inventor
张勇
高国华
余超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Soviet Peak Industry Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Soviet Peak Industry Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Soviet Peak Industry Co ltd filed Critical Jiangsu Soviet Peak Industry Co ltd
Priority to CN202010393438.6A priority Critical patent/CN111546069B/zh
Publication of CN111546069A publication Critical patent/CN111546069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111546069B publication Critical patent/CN111546069B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
    • B23P23/06—Metal-working plant comprising a number of associated machines or apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/84—Controlled slow cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/25—Measuring force or stress, in general using wave or particle radiation, e.g. X-rays, microwaves, neutrons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本发明提供了一种热轧高强度钢残余应力消除方法，在带钢热轧机上对高强钢分别进行热轧，热轧后的带钢进行第一次残余应力消除；对带钢进行矫直开平处理；再使用X射线对矫直开平后的带钢进行残余应力检测；对还存在残余应力的带钢局部区域进行第二次残余应力消除，本发明通过两级去应力处理阶段，能够更好地实现对热轧钢残余应力进行消除。

Description

一种热轧高强度钢残余应力消除方法
技术领域
本发明属于钢材加工方法技术领域，尤其是一种热轧高强度钢残余应力消除方法。
背景技术
目前钢的轧制主要以热轧为主，热轧的可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。
经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐)被压成薄片，出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。
另外，不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。残余应力在零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂；在经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种热轧高强度钢残余应力消除方法，通过两级去应力处理阶段，能够更好地实现对热轧钢残余应力进行消除。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种热轧高强度钢残余应力消除方法，包括：在带钢热轧机上对高强钢分别进行热轧，热轧后的带钢进行第一次残余应力消除；对带钢进行矫直开平处理；再使用X射线对矫直开平后的带钢进行残余应力检测；对还存在残余应力的带钢局部区域进行第二次残余应力消除。
进一步，所述第一次残余应力消除人工时效处理热轧钢，即将热轧后的带钢输入缓冷炉，经过缓冷后温度降至120℃；再从缓冷炉中运冷却至室温。
进一步，所述矫直开平阶段分别通过钢卷开平机和纵剪机对带钢进行矫直、剪裁处理，以达到产品尺寸要求。
进一步，第二次残余应力消除根据带钢的厚度采用不同的方式。
进一步，当带钢的厚度小于25mm，采用超声波处理法是通过利用超声波冲击带钢，使带钢局部区域产生塑形变形，从而消除局部的残余应力。
进一步，当带钢的厚度大于25mm，采用振动处理法；即采用激振器对带钢还存在残余应力的部位进行振动，激振器使带钢在周期性外力作用下发生共振，使带钢内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而消除局部的残余应力。
有益效果
本发明先是通过冷却对热轧钢快速全面的消除残余应力，再利用残余应力检测装置对冷却后的轧钢进行检测，对于检测出局部区域的残余应力进行二次消除；一方面在量化生产热轧钢的同时，能够更精准的去除残余应力。
在第二次残余应力消除过程中，根据带钢的规格采用不同的方式对局部残余应力进行消除。
附图说明
图1为本发明残余应力消除方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示的一种热轧高强度钢残余应力消除方法，包括以下步骤：
S1，在带钢热轧机上对高强钢分别进行粗轧和精轧，经过热轧得到一定厚度的带钢；精轧后的带钢输入缓冷炉，经过缓冷后温度降至120℃；再从缓冷炉中运冷却至室温。由于热轧需要高温，热轧后的带钢从高温进行缓冷后，实现了人工时效处理热轧钢，在这一阶段能够快速、充分消除带钢的残余应力。
S2，利用钢卷开平机对冷却后的钢带进行矫直，再使用纵剪机对钢带进行剪切至规定尺寸；通过对带钢矫直开平后可以对产品的尺寸规格进一步进行修正。
S3，利用X射线对矫直开平后的带钢进行残余应力检测；采用X射线残余应力检测仪对矫直开平后的带钢进行检测，X射线检测是目前最为成熟而且应用范围也是最广泛的测量结构表面残余应力方法。X射线残余应力仪配合各种专用的软件，能进行衍射线强度修正、峰值定位及应力计算等多种工作，使测量过程变得简便、快捷。X射线残余应力测量属于无损测量方法，不破坏工件、不改变材料状态、且属于非接触方法。
S4，对局部的残余应力进行消除，在本实施例中，根据带钢的厚度采用不同的方式消除局部残余应力，当带钢的厚度小于25mm，采用超声波处理法是通过利用超声波冲击带钢，使带钢局部区域产生塑形变形，从而消除局部的残余应力；超声波处理法相对而言具有成本低、操作方便、效率高、节能环保等特点。
当带钢的厚度大于25mm，采用振动处理法；即采用激振器对带钢还存在残余应力的部位进行振动，激振器使带钢在周期性外力作用下发生共振，使带钢内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而削减残余应力的峰值，改善和均衡工件原有的残余应力的分布。振动处理法操作简便、时间短、成本低且节能环保，可以使带钢中的应力均匀分布，保持带钢件尺寸稳定和延缓变形时间。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种热轧高强度钢残余应力消除方法，其特征在于，包括：在带钢热轧机上对高强钢分别进行热轧，热轧后的带钢进行第一次残余应力消除；对带钢进行矫直开平处理；再使用X射线对矫直开平后的带钢进行残余应力检测；对还存在残余应力的带钢局部区域进行第二次残余应力消除；第二次残余应力消除根据带钢的厚度采用不同的方式；当带钢的厚度小于25mm，采用超声波处理法是通过利用超声波冲击带钢，使带钢局部区域产生塑形变形，从而消除局部的残余应力；当带钢的厚度大于25mm，采用振动处理法；即采用激振器对带钢还存在残余应力的部位进行振动，激振器使带钢在周期性外力作用下发生共振，使带钢内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而消除局部的残余应力。
2.根据权利要求1所述的一种热轧高强度钢残余应力消除方法，其特征在于，所述第一次残余应力消除人工时效处理热轧钢，即将热轧后的带钢输入缓冷炉，经过缓冷后温度降至120℃；再从缓冷炉中运冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的一种热轧高强度钢残余应力消除方法，其特征在于，所述矫直开平阶段分别通过钢卷开平机和纵剪机对带钢进行矫直、剪裁处理，以达到产品尺寸要求。
CN202010393438.6A 2020-05-11 2020-05-11 一种热轧高强度钢残余应力消除方法 Active CN111546069B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010393438.6A CN111546069B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种热轧高强度钢残余应力消除方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010393438.6A CN111546069B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种热轧高强度钢残余应力消除方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111546069A CN111546069A (zh) 2020-08-18
CN111546069B true CN111546069B (zh) 2021-06-29

Family

ID=71999876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010393438.6A Active CN111546069B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种热轧高强度钢残余应力消除方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111546069B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112280941B (zh) * 2020-09-28 2021-07-30 燕山大学 一种基于层错能调控的超高强塑韧性贝氏体钢制备方法
CN114951269A (zh) * 2022-06-08 2022-08-30 越海霞 一种冷轧带钢制造工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101844162A (zh) * 2010-04-28 2010-09-29 首钢总公司 一种热轧高强钢残余应力消除方法
CN107177797A (zh) * 2017-04-24 2017-09-19 江阴兴澄特种钢铁有限公司 油气田用130ksi、135ksi级别耐蚀钻具钢及其制造方法
JP2017164808A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の残留応力推定方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の残留応力推定装置および鋼板の製造設備
CN206810896U (zh) * 2017-04-06 2017-12-29 浙江大学 超声消除残余应力的钢板矫平系统
CN108374081A (zh) * 2018-04-16 2018-08-07 上海海事大学 一种智能仿生爬行式超高频振动时效方法及系统
CN109252027A (zh) * 2017-07-13 2019-01-22 安徽宏源铁塔有限公司 低残余应力耐候折弯角钢的加工方法
CN109666856A (zh) * 2018-12-29 2019-04-23 江苏利淮钢铁有限公司 一种代替42CrMo调质钢的高强韧性半轴用非调质钢及其生产方法
CN109821903A (zh) * 2019-02-20 2019-05-31 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 高强钢热轧板形的控制方法
CN109848242A (zh) * 2018-11-27 2019-06-07 上海新行不锈钢管有限公司 一种核电站汽水分离再热器用tp439无缝翅片管制造工艺
CN110578050A (zh) * 2019-10-23 2019-12-17 郑州机械研究所有限公司 一种降低焊接结构床身残余应力的复合时效处理工艺

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112015004841B1 (pt) * 2012-11-16 2019-10-29 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp aparelho de tratamento térmico de alívio de tensão interna
CN105950856B (zh) * 2016-06-27 2018-05-29 北京航空航天大学 一种针对大型环轧零件局部残余应力均化的热振复合装置
CN110699605B (zh) * 2019-11-28 2021-05-18 湖南人文科技学院 一种消减热轧带钢残余应力的热处理方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101844162A (zh) * 2010-04-28 2010-09-29 首钢总公司 一种热轧高强钢残余应力消除方法
JP2017164808A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の残留応力推定方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の残留応力推定装置および鋼板の製造設備
CN206810896U (zh) * 2017-04-06 2017-12-29 浙江大学 超声消除残余应力的钢板矫平系统
CN107177797A (zh) * 2017-04-24 2017-09-19 江阴兴澄特种钢铁有限公司 油气田用130ksi、135ksi级别耐蚀钻具钢及其制造方法
CN109252027A (zh) * 2017-07-13 2019-01-22 安徽宏源铁塔有限公司 低残余应力耐候折弯角钢的加工方法
CN108374081A (zh) * 2018-04-16 2018-08-07 上海海事大学 一种智能仿生爬行式超高频振动时效方法及系统
CN109848242A (zh) * 2018-11-27 2019-06-07 上海新行不锈钢管有限公司 一种核电站汽水分离再热器用tp439无缝翅片管制造工艺
CN109666856A (zh) * 2018-12-29 2019-04-23 江苏利淮钢铁有限公司 一种代替42CrMo调质钢的高强韧性半轴用非调质钢及其生产方法
CN109821903A (zh) * 2019-02-20 2019-05-31 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 高强钢热轧板形的控制方法
CN110578050A (zh) * 2019-10-23 2019-12-17 郑州机械研究所有限公司 一种降低焊接结构床身残余应力的复合时效处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111546069A (zh) 2020-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111546069B (zh) 一种热轧高强度钢残余应力消除方法
Karlsen et al. Localized deformation as a key precursor to initiation of intergranular stress corrosion cracking of austenitic stainless steels employed in nuclear power plants
Badr et al. Forming of high strength titanium sheet at room temperature
Druker et al. A manufacturing process for shaft and pipe couplings of Fe–Mn–Si–Ni–Cr shape memory alloys
KR101354948B1 (ko) 열간 압연용 티타늄 소재 및 그 제조 방법
JP6530069B2 (ja) 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法
CN102818763B (zh) 一种适合生产现场的热轧钢板残余应力计算方法
JP5796351B2 (ja) 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプおよびその製造方法
JP2012241273A (ja) 耐圧潰性および耐サワー性に優れた高強度ラインパイプおよびその製造方法
CA3017072C (en) Method for manufacturing cold-rolled, welded steel sheets, and sheets thus produced
Moreno Application of small punch testing on the mechanical and microstructural characterizations of P91 steel at room temperature
Huang et al. Formability of Fe-Mn-C twinning induced plasticity steel
Braga et al. Hot deformation behavior of a ferritic stainless steel stabilized with Nb during hot rolling simulation at different temperature ranges
Lee et al. Study of edge-cracking characteristics during thin-foil rolling of Cu-Fe-P strip
CN104662181B (zh) 马氏体时效钢卷材的制造方法
CN102927552A (zh) 核电机组蒸汽发生器的抗振条组件
CN101591726B (zh) 中碳钢钢棒冷拉拔方法
JP6729181B2 (ja) 鋼板の形状矯正方法および形状矯正装置
CN112760469A (zh) 一种金属材料的表面改性方法
JP2852310B2 (ja) 熱処理加工を含む大径角形鋼管成形工法および装置
Byon et al. Experimental study on the prohibition of edge cracking of high-silicon steel strips during cold rolling
JP2015193027A (ja) 熱延鋼板の製造方法
CN109848242A (zh) 一种核电站汽水分离再热器用tp439无缝翅片管制造工艺
Fu et al. Research on work hardening type superplastic deformation behavior of FSW titanium alloy
Wagner et al. Comparison of different sheet metal bending test setups by means of finite element simulations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant