生產性能優良并且成本低廉的耐磨板，一直是冶金企業追求的目標和重要技術進步的推動力，也是企業長期面臨的課題。在鋼材生產和消費總量中，建筑用耐磨板占有很大比例，隨著工業的迅速發展，對熱軋鋼筋性能的要求越來越高。高強度耐磨板(785～1080MPa)是在整根鋼筋上軋有外螺紋的大直徑、高強度、高精度的耐磨板，主要應用于大型橋梁、礦山機械、城際鐵路車廂軌道鋪設等基礎設施建設。它具有連接、錨固簡便，張拉錨固可靠，粘著力較強、施工方便等特點。在國內，高強度耐磨板多采用調質處理或二火成材，生產成本高、能耗大。首鋼首次一火成材采用130連鑄小方坯在表層超快冷工藝(SUFC)下研制生產出Φ32mm規格PSB830高強度耐磨板，無論在合金成本還是生產工藝上，均具有極大的優勢。本文主要研究在熱軋工藝下高強度耐磨板碳氮(dan)化(hua)物析出形態、強化(hua)方式(shi)以(yi)及組織特征(zheng)，為(wei)工業化(hua)大生(sheng)產的推廣起到理論指導(dao)意(yi)義。
表(biao)(biao)(biao)層超(chao)快(kuai)冷(Surface Ultra Fast Cooling)工藝技術。SUFC表(biao)(biao)(biao)層超(chao)快(kuai)冷工藝為：熱(re)(re)軋(ya)(ya)鋼坯在完成奧氏體(ti)(ti)(ti)化后并實施(shi)較低溫(wen)(wen)度(du)的控軋(ya)(ya)，軋(ya)(ya)后采用兩級強制冷卻，并強化軋(ya)(ya)后二冷，以實現軋(ya)(ya)后超(chao)快(kuai)冷(冷速＞200℃/s)，使(shi)得(de)軋(ya)(ya)材大斷面的表(biao)(biao)(biao)面組織晶(jing)粒細(xi)小并獲得(de)一定厚度(du)的強化相(xiang)淬(cui)透層，而芯部(bu)仍然為軟(ruan)相(xiang)“珠光體(ti)(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)(ti)”。鋼筋穿(chuan)水冷卻后進行空冷，由于芯部(bu)溫(wen)(wen)度(du)高，內部(bu)熱(re)(re)量(liang)向外擴(kuo)散，表(biao)(biao)(biao)層馬氏體(ti)(ti)(ti)發生(sheng)自回火反應(ying)形成回火索氏體(ti)(ti)(ti)，獲得(de)軟(ruan)相(xiang)與硬相(xiang)的良好匹配，以期使(shi)鋼筋具(ju)有高的強度(du)和韌性。
SUFC表(biao)層超(chao)快冷工藝創造性(xing)地解決了高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)耐磨(mo)板肋部(bu)和(he)肋底基圓的冷卻不均(jun)勻(yun)的問(wen)題，使其在具有高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)同時，也具有較高的韌性(xing)，較之調質熱處(chu)理(li)降低了成本(ben)和(he)能耗(hao)。高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)耐磨(mo)板中析出(chu)相(xiang)有方(fang)形、球(qiu)形和(he)片(pian)狀，但析出(chu)結(jie)構(gou)基本(ben)相(xiang)同，均(jun)為(wei)(TixV1-x)(CN)。耐磨(mo)板芯部(bu)析出(chu)物較多，細小、彌散(san)，呈片(pian)狀或細片(pian)狀，尺寸(cun)50nm左(zuo)右(you)；邊部(bu)析出(chu)物相(xiang)對較少，呈方(fang)形或球(qiu)形，尺寸(cun)100nm左(zuo)右(you)。表(biao)層超(chao)快冷工藝下高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)耐磨(mo)板具有典型組(zu)織特(te)征：邊部(bu)回(hui)火索氏(shi)體(ti)，芯部(bu)鐵(tie)素體(ti)+珠光(guang)體(ti)；在組(zu)織強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)的基礎(chu)上(shang)通過(guo)彌散(san)析出(chu)、相(xiang)間析出(chu)和(he)鐵(tie)素體(ti)基體(ti)中位錯線上(shang)析出(chu)等析出(chu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)方(fang)式，彌補了芯部(bu)軟相(xiang)和(he)邊部(bu)過(guo)冷強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)相(xiang)之間的強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)差異，保(bao)證(zheng)了軋材的性(xing)能穩定。