고온 가열은 조선강의 재료 균일성을 위한 중요한 동력학적 촉진제 역할을 합니다. 강괴를 1150°C로 가열하고 이 온도를 2시간 동안 유지하는 동안, 가열로는 고온 열활성화 확산을 이용하여 분리된 미량 합금 원소를 오스테나이트 매트릭스로 용해시킵니다.
이 공정의 핵심 목적은 원료 괴의 불균일한 원소 분포를 원자 수준의 균일한 구조로 변환하는 것입니다. 구리 및 니오븀과 같은 주요 원소를 완전히 용해함으로써, 가열로는 강철의 미세 구조를 후속 제어 압연의 정밀한 기계적 요구 사항에 맞게 준비합니다.
균질화 메커니즘
열 활성화 확산
작동하는 주요 메커니즘은 고온 열 활성화 확산입니다.
1150°C에서 강철 격자에 제공되는 열 에너지는 원자의 이동을 충분히 활성화합니다.
이 에너지는 원자가 높은 농도에서 낮은 농도로 이동하여 화학적 기울기를 효과적으로 평준화합니다.
담금질 기간의 역할
목표 온도에 도달하는 것은 첫 단계일 뿐이며, 온도를 유지하는 것도 마찬가지로 중요합니다.
2시간의 담금질 기간은 열 활성화가 빌릿의 전체 단면에 침투하도록 보장합니다.
이 기간은 확산 공정이 완료될 충분한 시간을 제공하여, 괴의 중심이 표면만큼 균질화되도록 합니다.
합금 원소의 재분배
응고 편석 역전
강괴가 처음 응고될 때, 원소는 자연적으로 편석되어 불균일한 조성을 가진 덩어리를 형성합니다.
가열로는 이러한 자연적인 편석을 역전시킵니다.
이 원소들을 덩어리진 상태에서 원자 수준의 균일한 분포로 재분배합니다.
중요 미량 합금 용해
조선강은 강도와 내구성을 위해 특정 미량 합금 원소에 의존합니다.
이 공정은 특히 구리, 니오븀 및 티타늄을 대상으로 합니다.
가열로는 이러한 원소가 오스테나이트 매트릭스에 완전히 용해되도록 보장하며, 이는 후속 공정 단계에서 효과를 발휘하기 위한 전제 조건입니다.
공정 종속성 이해
제어 압연과의 연관성
이 가열 단계는 독립적으로 볼 수 없으며, 준비 단계입니다.
균질화는 특히 후속 제어 압연을 위해 미세 구조를 준비하도록 설계되었습니다.
만약 원소가 여기서 완전히 용해되지 않으면, 압연 단계에서 강철을 강화하기 위해 올바르게 석출될 수 없습니다.
매개변수 준수
성공은 특정 시간 및 온도 매개변수를 엄격하게 준수하는 데 달려 있습니다.
1150°C에 미달하면 니오븀 또는 티타늄의 불완전한 용해가 발생할 수 있습니다.
마찬가지로, 2시간의 담금질을 조기에 중단하면 빌릿의 중심이 편석된 상태로 남아 재료 특성이 일관되지 않을 위험이 있습니다.
미세 구조 무결성 최적화
강철 빌릿이 조선에 필요한 엄격한 표준을 충족하도록 하려면 열 입력을 엄격하게 제어해야 합니다.
- 완전한 원소 용해가 주요 초점이라면: 구리, 니오븀 및 티타늄의 확산을 활성화하기 위해 가열로 온도가 최소 1150°C에 도달하고 유지되도록 하십시오.
- 단면 균일성이 주요 초점이라면: 확산 메커니즘이 표면에서 중심까지 화학적 균형을 맞출 수 있도록 2시간의 담금질 기간을 엄격하게 시행하십시오.
이 단계에서의 정밀한 열 관리는 고성능 강철에 필요한 기본적인 화학적 균질성을 만듭니다.
요약 표:
| 공정 매개변수 | 목표 값 / 조치 | 미세 구조 효과 |
|---|---|---|
| 담금질 온도 | 1150°C | 미량 합금 용해를 위한 열 확산 활성화 |
| 담금질 시간 | 2시간 | 표면에서 중심까지의 단면 균일성 보장 |
| 주요 메커니즘 | 열 활성화 | 원자 수준에서 응고 편석 역전 |
| 주요 원소 | Cu, Nb, Ti | 합금 원소를 오스테나이트 매트릭스로 용해 |
| 후속 목표 | 제어 압연 | 정밀한 기계적 특성을 위한 미세 구조 준비 |
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시각적 가이드
참고문헌
- Dian Zhang, Zhongran Shi. Effect of Reheating Temperature on the Microstructure and Properties of Cu-Containing 440 MPa Grade Non-Tempered Ship Plate Steel. DOI: 10.3390/ma17071630
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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