本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超厚板的軋制方法。

背景技術(shù)：

特厚板廣泛用于橋梁、造船、海洋平臺、壓力容器等結(jié)構(gòu)建設(shè)和關(guān)鍵部位的承重件，這對其性能也提出了更高的要求。但由于成品厚度大，受軋制壓縮比的限制，通常要用大型鑄錠或特厚連鑄坯軋制。大型鑄錠和特厚連鑄坯生產(chǎn)過程中質(zhì)量難以保證，尤其是芯部組織偏析嚴(yán)重；在軋制變形過程中，由于軋件厚度較大，變形不滲透，變形主要集中在表層及次表層，芯部難以變形；并且芯部在變形過程中容易受到拉應(yīng)力，形成的芯部微裂紋，在后繼的變形過程中難以壓合。另外，由于芯部變形不夠，導(dǎo)致再結(jié)晶不充分，心部和表面晶粒度差距較大，這些原因使得傳統(tǒng)再結(jié)晶型控制軋制難以進(jìn)一步提高特厚板性能。壓下過大必然增加軋制力，提高軋機(jī)負(fù)荷。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種超厚板的軋制方法，本發(fā)明提供的方法用于軋制超厚板時(shí)有利于軋件厚度方向組織均勻化控制。

本發(fā)明提供了一種超厚板的軋制方法，包括：

將超厚板坯料加熱后進(jìn)行冷卻，冷卻至所述超厚板坯料表層溫度低于芯層溫度后進(jìn)行軋制變形；

所述冷卻具體為：

將加熱后的超厚板坯料表層分別與未經(jīng)處理的超厚板坯料進(jìn)行接觸。

本發(fā)明將超厚板坯料加熱后進(jìn)行冷卻，冷卻至所述超厚板坯料表層溫度低于芯層溫度后進(jìn)行軋制變形，本發(fā)明具體采用將加熱后的超厚板坯料表層分別與未經(jīng)處理的超厚板進(jìn)行接觸的辦法控制坯料厚度方向的溫度差，使超厚板坯料表層溫度降低，形成表層向中心溫度主鍵升高的溫度分布，從而解決坯料厚度大軋制過程中變形不深透，變形集中在表層，芯部晶粒粗大，芯部受拉應(yīng)力形成微裂紋的問題。采用冷熱坯料冷卻傳導(dǎo)的方法降低高溫坯料表層溫度，升高未經(jīng)處理坯料的溫度，從而減少對未經(jīng)處理坯料加熱所需的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。更重要的是，采用冷熱傳導(dǎo)的方法進(jìn)行冷卻不僅能夠促進(jìn)超厚板軋制過程中芯部變形，促進(jìn)芯部再結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化，避免芯部顯微缺陷，而且能夠使得坯料具有較高的力學(xué)性能。

具體而言，本發(fā)明提供的冷卻方式可以將加熱后的坯料置于兩個(gè)未經(jīng)處理的冷坯料之間，形成冷坯料/熱坯料/冷坯料的漢堡包結(jié)構(gòu)，使冷熱坯料緊密接觸，將熱坯料的熱量傳遞給冷坯料，使熱坯料表層的溫度降低低于芯層的溫度，形成坯料厚度方向上的溫度梯度，然后進(jìn)行軋制變形，利用低溫金屬變形抗力大，高溫金屬變形抗力小、容易變形的特點(diǎn)，使厚坯料在軋制過程中，芯部高溫區(qū)域產(chǎn)生較大變形，表層及次表層產(chǎn)生較小變形。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述超厚板坯料為鋼材，加熱至1250～950℃，采用上述方式冷卻至表層溫度為850～1000℃后進(jìn)行軋制變形。優(yōu)選的，所述軋制變形為5～10道次可逆軋制。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述超厚板坯料為45號鋼，加熱至1200～950℃，冷卻至表層溫度為850℃后進(jìn)行軋制變形。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述超厚板坯料為純鈦，加熱至1100～1200℃，冷卻至表層溫度為850℃后進(jìn)行軋制變形。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的試樣的芯部金相組織圖；

圖2為本發(fā)明比較例1提供的試樣的芯部金相組織圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例及比較例制備的試樣的力學(xué)性能結(jié)果；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2提供的試樣的芯部金相組織圖；

圖5為本發(fā)明比較例2提供的試樣的芯部金相組織圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例3提供的試樣的芯部金相組織圖；

圖7為本發(fā)明比較例3提供的試樣的芯部金相組織圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

試驗(yàn)材料為低碳鋼，組成為：C:0.042,Si:0.013,Mn:0.2,P:0.015,S:0.008,Al:0.026,Ca:0.0034,Fe:Bal，試樣尺寸：100*60*60mm，加熱到1250℃后，夾在兩塊未經(jīng)處理的相同合金鋼試樣中間進(jìn)行冷卻，冷卻至表層溫度為1000℃后，經(jīng)過8道次可逆軋制，終軋厚度為10mm，軋后空冷。

比較例1

試驗(yàn)材料為低碳鋼，組成為：C:0.042,Si:0.013,Mn:0.2,P:0.015,S:0.008,Al:0.026,Ca:0.0034,Fe:Bal，試樣尺寸：100*60*60mm，加熱到1250℃后，經(jīng)過8道次可逆軋制，終軋厚度為10mm，軋后空冷。

觀察實(shí)施例1和比較例1得到的試樣的芯部金相組織，參見圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的試樣的芯部金相組織圖；圖2為本發(fā)明比較例1提供的試樣的芯部金相組織圖。由圖1和圖2可知，采用本發(fā)明提供的軋制方法得到的試樣的芯部晶粒尺寸明顯較傳統(tǒng)軋制方式的細(xì)小，表明其原始奧氏體晶粒較傳統(tǒng)軋制方式的再結(jié)晶要充分，可見經(jīng)過本發(fā)明提供的方法軋制后，芯部變形較傳統(tǒng)軋制充分，芯部組織明顯細(xì)化，有利于軋件厚度方向組織均勻化控制。

測試實(shí)施例1和比較例1得到的試樣的力學(xué)性能，結(jié)果參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例及比較例制備的試樣的力學(xué)性能結(jié)果，由圖3可知，本發(fā)明提供軋制方法獲得的試樣具有更高的力學(xué)性能。

實(shí)施例2

試驗(yàn)材料為中碳鋼，組成為：C 0.46,Si 0.23,Mn 0.72,P 0.03,S 0.03,Ni 0.02,Cr 0.02,Cu 0.03,Fe:Bal，試樣尺寸：20*35*70mm，加熱到1100℃后保溫30min，出爐后夾在兩塊未經(jīng)處理的相同合金鋼試樣中間進(jìn)行冷卻，冷卻至表層溫度為850℃后，經(jīng)過5道次可逆軋制，軋制壓下量道次：19→18→17→16→15mm，道次間隙時(shí)間5s，立即淬火。

比較例2

試驗(yàn)材料為中碳鋼，組成為：C 0.46,Si 0.23,Mn 0.72,P 0.03,S 0.03,Ni 0.02,Cr 0.02,Cu 0.03,Fe:Bal，試樣尺寸：20*35*70mm，加熱到1100℃后保溫30min，出爐后經(jīng)過5道次可逆軋制，軋制壓下量道次：19→18→17→16→15mm，道次間隙時(shí)間5s，立即淬火。

觀察實(shí)施例2和比較例2得到的試樣的芯部金相組織，參見圖4和圖5，圖4為本發(fā)明實(shí)施例2提供的試樣的芯部金相組織圖；圖5為本發(fā)明比較例2提供的試樣的芯部金相組織圖。由圖4和圖5可知，采用本發(fā)明提供的軋制方法得到的試樣的芯部晶粒尺寸明顯較傳統(tǒng)軋制方式的細(xì)小，表明其原始奧氏體晶粒較傳統(tǒng)軋制方式的再結(jié)晶要充分，可見經(jīng)過本發(fā)明提供的方法軋制后，芯部變形較傳統(tǒng)軋制充分，芯部組織明顯細(xì)化，有利于軋件厚度方向組織均勻化控制。

實(shí)施例3

試驗(yàn)材料為純鈦，其中：Fe:0.15,O:0.15,H:0.015,N:0.03,C:0.05，試樣尺寸：20*35*70mm，加熱到1200℃后保溫30min，出爐后夾在兩塊未經(jīng)處理的相同合金鋼試樣中間進(jìn)行冷卻，冷卻至表層溫度為850℃后，經(jīng)過6道次可逆軋制，軋制壓下量道次：20→19→18→17→16→15mm，道次間隙時(shí)間5s，立即淬火。

比較例3

試驗(yàn)材料為純鈦，其中：Fe:0.15,O:0.15,H:0.015,N:0.03,C:0.05，試樣尺寸：20*35*70mm，加熱到1200℃后保溫30min，出爐后經(jīng)過6道次可逆軋制，軋制壓下量道次：20→19→18→17→16→15mm，道次間隙時(shí)間5s，立即淬火。

觀察實(shí)施例3和比較例3得到的試樣的芯部金相組織，參見圖6和圖7，圖6為本發(fā)明實(shí)施例3提供的試樣的芯部金相組織圖；圖7為本發(fā)明比較例3提供的試樣的芯部金相組織圖。由圖6和圖7可知，采用本發(fā)明提供的軋制方法得到的試樣的芯部晶粒尺寸明顯較傳統(tǒng)軋制方式的細(xì)小，表明其原始奧氏體晶粒較傳統(tǒng)軋制方式的再結(jié)晶要充分，可見經(jīng)過本發(fā)明提供的方法軋制后，芯部變形較傳統(tǒng)軋制充分，芯部組織明顯細(xì)化，有利于軋件厚度方向組織均勻化控制。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。