O processo de controle termo-mecânico (TMCP) é uma tecnologia avançada de metalworking que combina controle de temperatura, deformação rolante e processos de resfriamento. O objetivo é aumentar significativamente a força, a tenacidade e a soldabilidade do aço, otimizando a microestrutura. O princípio do núcleo é alcançar o refinamento de grãos e o controle de transformação de fase, regulando com precisão a temperatura do rolamento, a taxa de deformação e a taxa de resfriamento, obtendo assim aço de alto desempenho sem adicionar elementos de liga excessivos.
I. Princípio central
1. GRefinamento de chuva
- O rolamento é realizado noe zona de não recristalização de austenita (aproximadamente 800 graus C a 950 graus C) para inibir o crescimento de grãos de austenita e induzir a formação de grãos de ferrite fina durante a transformação de fase subsequente através do armazenamento de energia de deformação.
- A temperatura final do rolamento é controlada perto do ponto de transformação da fase AR₃ (aproximadamente 700 graus C a 850 graus C) para promover a nucleação de ferrita nos limites dos grãos da austenita deformada e refinar ainda mais a microestrutura.
2. Regulação da mudança de fase
Imediatamente após o rolamento, o resfriamento acelerado (como resfriamento de água ou resfriamento por névoa a gás) é adotado para passar rapidamente pela zona de transformação de petróleo de ferrite, inibir a formação de estruturas grossas e formar fases de fortalecimento de fases como bainita/martensita.
Ii. Fluxo de processo
TmcP é dividido em três estágios para controlar sinergicamente as propriedades do material:
1. Prehestágio de comer
O tarugo de aço é aquecido a 900 graus a 1200 graus para eliminar o estresse interno e aumentar a plasticidade, garantindo a distribuição uniforme da temperatura.
2. Estágio de rolamento controlado por temperatura
- Rolamento áspero: Large reduction deformation is carried out above the recrystallization temperature (>950 graus) para quebrar a estrutura fundamental original.
- Rolling de acabamento:O lançamento controlado por temperatura multi-passa é realizado na zona de não-recristalização de austenita (800 a 950 graus) para acumular energia de deformação e se preparar para a transformação de fase.
3. Estágio de controle de resfriamento
Após o rolamento, acelere o resfriamento a uma taxa de 10 graus c /s a 30 graus C /s até a temperatura alvo (por exemplo, 500 graus C a 600 graus C), trava na estrutura de grão fino e inibe o grosso dos carbonetos. A temperamento pode ser necessária após o resfriamento para ajustar a tensão residual.
Iii. Diferenças do rolamento a quente tradicional
| Característica | Rolamento mecânico térmico (TMCP) | Rolamento quente tradicional |
| Temperatura de rolamento | Controle preciso encenado (rolamento final na zona de não recristalização) | Single High-temperature Range (>1000 graus) |
| Método de resfriamento | Resfriamento acelerado (resfriamento de água/aerossol) | Resfriamento natural de ar |
| Tamanho de grão | Grãos ultrafinos (menor ou igual a 5μm) | Grãos grossos (20-50μm) |
| Dependência da liga | Baixo (equivalente a carbono menor ou igual a 0,45%) | Alto (elementos de fortalecimento, como NB e V, precisam ser adicionados) |
| Vantagens de desempenho | Alta resistência e resistência, excelente soldabilidade | Força e resistência são difíceis de equilibrar |
4. Vantagens técnicas
1. Alto desempenho e baixo custo
Reduza a adição de elementos de liga (como Mn e MO) para reduzir os custos de produção e, ao mesmo tempo, alcançar a mesma força (por exemplo, S460 grau de força de escoamento maior ou igual a 460MPa).
2. Conservação de energia e proteção ambiental
A eliminação de processos de tratamento térmico, como normalização e extinção, pode reduzir o consumo de energia em 30% a 50% e reduzir as emissões de carbono.
3. Aumente a soldabilidade
O projeto equivalente de baixo carbono (CEQ menor ou igual a 0,45%) reduz o risco de fragilização na zona de soldagem afetada pelo calor e é adequada para estruturas soldadas, como navios e pontes.
4. Adapte-se às seções transversais complexas
Os sistemas de resfriamento modulares desenvolvidos por SMS et al. (como a BeamCool³) pode controlar com precisão a uniformidade de resfriamento de seções complexas de seções de aço, resolvendo o problema do desempenho desigual em cantos e teias em processos tradicionais.
V. Campos de aplicação típicos
- Aço estrutural de alta resistência:Q620m para construção, AH36/DH36 para navios, etc., com uma força de escoamento de até 620mpa.
- Equipamento de energia:Torres de energia eólica (S355ml), oleodutos e gasodutos (grau x80), resistentes a choque de baixa temperatura (-50 graus).
- Transporte e máquinas:Chassi de veículo pesado, boom do porto de guindaste (S460ml), com resistência leve e de fadiga.
- Seção de produtos de aço:Feixes H, aço trilhos, alcançando o desempenho da seção uniforme através do TMCP.
Vi. Limitações -chave
- Temperatura subsequente de processamento:Se o aquecimento secundário exceder 580 graus, pode levar a uma diminuição da força (devido à recuperação do tecido).
- Sensibilidade do processo:Mesmo pequenos desvios de temperatura e taxa de resfriamento podem causar flutuações de desempenho, exigindo um sistema de controle automatizado de alta precisão.
Resumo
O rolamento mecânico térmico (TMCP) rompe o gargalo metalúrgico tradicional através do efeito sinérgico do rolamento controlado por temperatura e resfriamento acelerado, alcançando "fortalecimento de grãos finos" e "fortalecimento da transformação de fase" do aço e tornou-se uma tecnologia de núcleo para a produção de aço verde de alta desempenho. Sua ampla aplicação em campos como navios, pontes e energia promoveu o desenvolvimento de alta, alta segurança e manufatura sustentável.
