[发明专利]在冷变形工艺中连续评估尤其是钢的金属材料的机械和微观结构特性的方法及相关设备

说明书

描述了一种用于在冷变形工艺中连续评估轧制金属材料(L)的机械和微观结构特性的方法，该轧制金属材料(L)经受在压缩力、拉伸力和弯曲力矩中选择的变形力的组合，该变形力以低变形率施加，该低变形率在1×10^‑4和10×10^‑4s^‑1之间的范围内，对应于静态条件，以及该变形力以高变形率施加，该高变形率在0.1和10s^‑1之间的范围内，对应于动态条件，该方法包括以下步骤：‑‑在动态条件下测量冷变形工艺的特征参数，包括轧制板(L)的温度(T)、形变(ε)和变形率中的至少一个值；其特征在于，还包括以下步骤：‑‑根据等式(I)计算高变形率下的拉伸屈服强度(σ_YD)：其中：σ_c：在轧制板(L)上施加压缩力(Fc)时，轧制板(L)的压缩应力；σ_t：在轧制板(L)上施加拉伸力(Tin、Tout)时，轧制板(L)的拉伸应力；σ_bend：在轧制板(L)上施加弯曲力矩时，由于轧制板(L)的弯曲而产生的应力；以及m、n、p分别是第一参数、第二参数和第三参数，是连续测量的冷变形工艺的操作条件的函数，并且是轧制板(L)在化学成分方面的函数、热变形工艺的操作条件在热变形开始温度和结束温度、绕组温度和晶粒尺寸方面的函数；‑‑根据等式(II)计算低变形率下的拉伸屈服强度(σ_YS)：其中：σ_YD：高变形率下的拉伸屈服强度；f：在低变形率和高变形率下测量的数据之间的统计优化因子；α：轧制板(L)的第一特征参数，是轧制板(L)的化学成分、轧制板(L)的热变形工艺的操作条件的函数；以及β：轧制板(L)的第二特征参数，是冷变形工艺的函数，计算如(III)。其中：变形率，Q：通过实验室测试评估的轧制板(L)的形变的活化能量，R：理想气体的玻尔兹曼常数，以及T：轧制板(L)的温度。

技术领域

本发明涉及一种在冷变形工艺中连续评估金属材料的机械和微观结构特性的方法。

本发明还涉及一种用于在尤其是涉及钢的生产的金属工程工业中实施这种方法的设备，并且出于简化其呈现的唯一目的，参考该应用领域进行以下描述。

背景技术

在金属产品制造周期的各个步骤期间，需要在机械和微观结构特性方面对金属产品进行鉴定是众所周知的，尤其是在金属工程工业中。

为了满足这种需要，开发了若干方法来于在金属产品本身的制造过程中直接测量这些机械和微观结构特性，这些方法被证明是优化尤其是由钢制成的金属产品质量的基本工具。

对尤其是钢的金属材料的机械和微观结构特性进行测量的第一种现有技术解决方案提供了在静态条件下进行拉伸测试的样品图，在此基础上评估机械和微观结构特性。

第一种已知解决方案肯定是有效的，但它没有实现真正了解在尤其是金属板的情况下的金属材料在其整个产品制造期间在其整个长度上的机械和微观结构特性。

需要提供形成金属产品的金属材料的机械和微观结构特性的完整图像，这在过去几年中引起了对能够提供对这些特性进行评估的设备的巨大需求。

为此目的，当前用于尤其是在作业线上(即，在金属材料的生产过程中)测量金属材料的机械和微观结构特性的更普遍方法是基于在金属材料制造过程中评估这种金属材料的剩磁(magnetic remanence)。然而，正是因为其工作原理，该方法仅可以用于具有铁磁特性的材料。

从Goto等人(Nippon Steel公司)的于2012年10月23日授权的第8,296,081号美国专利获知在连续退火或镀锌作业线或酸洗作业线和其他连续作业线的末端通过使用SkinPass Mill沿钢轧制板的整个长度获得与钢轧制板有关的信息的方法。具体地，钢轧制板通过Skin Pass Mill的辊系统，在该系统中，连续检测负载、应力和延长值，然后与轧制板的机械特性相关联。