低温轧制技术广泛应用于轧钢生产中，本技术的使用不仅能节能降耗，而且可改善钢材的组织与性能，改善钢材的加工性能。

42CrMo属于高强度钢，具有强度高、韧性好的特点，广泛应用于汽车制造工业和其他机械行业，如汽车发动机曲轴、前桥、转向节、半轴及齿轮等。20CrMnTi属于中强度钢，主要用于制作齿轮，其钢材要求纯净度高 ，可切削性能好。为了提高加工效率，对于Φ70mm以下规格棒材由锯切改为剪切下料，剪切下料要求42CrMo棒材热轧态布氏硬度≤280HBW，20CrMnTi棒材热轧态布氏硬度≤210HBW，Φ70mm以下规格42CrMo棒材实际热轧态布氏硬度为280-330HBW之间，20CrMnTi棒材热轧态布氏硬度在210-260HBW之间，剪切过程端部易开裂、掉块。

1 42CrMo、20CrMnTi开裂、掉块棒材组织分析

分别取1块Φ55mm规格42CrMo（热轧态）、Φ40mm规格20CrMnTi（热轧态）剪切开裂棒材进行组织、布氏硬度检验，按120°均布各取3点，检验1/2半径处；剪切开裂、掉块。

表1      42CrMo、20CrMnTi各点布氏硬度

1/2半径处42CrMo、20CrMnTi贝氏体组织含量分别达到50%、40%（正常组织为珠光体+铁素体）,布氏硬度分变为329、240HBW，因此，42CrMo、20CrMnTi棒材掉块、开裂原因主要是轧制后棒材内部产生了贝氏体组织导致硬度升高。

2 生产工艺及参数

2.1 常规生产工艺参数及热轧态布氏硬度值

生产线共28架轧机，全连续布置，分别为新粗轧4架+粗轧8架+中轧8架+终轧4架+4架，生产规格Φ20-110mm。

以42CrMoΦ55、20CrMnTiΦ40规格为例，使用240*240方坯，分别轧制16、18道次，试验取6组试验样，每组1支，检验1/2半径处布氏硬度。加热工艺参数及热轧态布氏硬度见表2、表3：

表2      常规生产加热工艺参数

表3     常规生产加热工艺参数下42CrMo、20CrMnTi热轧态布氏硬度

2.2 低温轧制工艺参数及热轧态布氏硬度值

以42CrMoΦ55、20CrMnTiΦ40规格为例，使用240*240方坯，分别轧制16、18道次，试验取6组试验样，每组1支，检验1/2半径处热轧布氏硬度，变形温度参数及热轧态布氏硬度见表4、表5：

表4     试验生产工艺参数

表5  试验生产工艺参数下42CrMo、20CrMnTi热轧态布氏硬度

2.3 低温轧制工艺分析及讨论

采用低温轧制能有效的控制奥氏体晶粒度从而控制轧后棒材的组织晶粒度，温度在整个热变形过程中将影响晶粒组织细化的各个阶段。低温轧制工艺的采用，能够影响时间－温度转变曲线 （如使CCT曲线位置左移），形变改变晶界长度，从而增加和改变成核位置，促进轧后相变速度的增加^【1、2】即形变诱导相变，促进组织转变在较高温度区完成，形成轧后态组织为珠光体+铁素体。

以42CrMo为例：常规工艺条件下42CrMo棒材热轧态布氏硬度平均值为311 HBW（1/2半径处），试验工艺条件下42CrMo棒材热轧态布氏硬度平均值为240HBW（1/2半径处），常规工艺参数条件下42CrMo棒材终轧完成后组织近50%转变为贝氏组织，试验工艺参数条件下42CrMo棒材终轧完成后组织全部转变为铁素体+珠光体组织，两组工艺主要区别为加热、均热温度、开轧、终轧温度不同，终轧后冷速基本相同（均在常温下自然冷却）；贝氏体转变温度在600℃以下，热轧后要产生铁素体+珠光体组织，须在600℃以上完成组织相变，在一定奥氏体晶粒度条件下低温形变可促使先共析铁素体析出，促使相变速度加快，即形变诱导相变.因此，加热、均热温度、终轧温度是控制布氏硬度的关键；轧后冷速足够慢也可确保轧后组织为铁素体+珠光体，但由于冷床上冷速暂时无有效控制手段，因此，采用低温轧制控制42CrMo、20CrMnTi等棒材热轧态布氏硬度不失为一种行之有效的方法。

3 结论

3.1，低温轧制工艺有效的控制42CrMo、20CrMnTi等棒材热轧态布氏硬度，解决了棒材因热轧态布氏硬度高在剪切过程中开裂、掉块现象；

3.2低温轧制工艺实践研究表明，低温轧制工艺的应用完全能改变某些材料的显微组织，从而改善材料的机械性能和技术指标。

参考文献

 [1]王有铭、李曼云、韦光等编著的《钢材的控制轧制和控制冷却》；

 [2]崔忠圻、刘北兴等编著的《金属学与热处理原理》。

张国东，本科学历，工程师职称，研究方向特殊钢冶炼、材料成型等专业，邮箱：zhangguodong@ejianlong.com