冷轧带钢组性能与检测.doc

2 冷轧加工性能与生产条件 2.1 加工性能 冷轧带钢的主要用途是用于冲压加工领域，冲压加工有剪断、成形两个工序组成，冲压成形是最中心的工序。近年来，在迅速发展的冲压成型理论的分析方面，对加工性能引入了成形性、磨合性、形状稳定性等概念。重点放在加工性能上。 当考虑加工性能时，必须考虑成形中的问题（即不发生断裂和裂纹而能成形的问题）和成形后的问题（即正确保持成形件尺寸精度）。 一般认为冷轧带刚在冲压加工性能方面比较优越，这是因为通过控制生产条件，能满足这些要求的各种特性。对于热轧带钢工艺来说，控制化学成分和热轧温度几乎是控制加工性能的唯一手段。与此相反，冷轧带钢是通过冷轧和退火、晶粒调整、利用析出相（如AlN）改善各向异性等提高延性，能采用的手段很多，这是冷轧带钢的优点。当然，对冷轧带钢的质量控制也很难。 2.2 加工性能和生产条件 平整冷轧带钢以极软钢为原料，比如S08AL、SPHD等低碳钢，热轧后至少通过压下率40%以上的冷轧，在退火再结晶结束后，经受1%左右的平整轧制。 2.2.1炼钢条件 冶炼工艺要点： （1）冶炼 ① 入炉铁水应经过铁水脱硫预处理； ② 炉前留氧操作，精炼进行铝的合金化。 （2）精炼 ① 经RH真空处理，保证低的、稳定的C含量； ② 应保证过程温度的稳定性，避免在AHF加升温铝。 （3）连铸 ① 连铸过程应保证保护浇铸，采用无碳和低碳保温材料、保护渣，避免过程回碳； ② 连铸坯规格为210mm*1100m，控制中间包温度为1550-1565℃℃，拉速为0.4～1.0m/min，依据钢水成分和温度等进行调整； ③ 人工检查连铸坯有无角红裂、结疤等缺陷。 炼钢主要是控制化学成分和纯度，含碳量越低，材料越软，加工性能越好。碳和磷都是使抗拉强度提高的元素。为得到好的深冲性能，必须降低含碳量，但是含碳量过低，含氧量增多，屈服点上升，延伸率下降。含硫量低成形性好，但一般含硫量在0.025%左右时，除浓度严重偏析部位外，对成形性能影响不太大。当含硫量低于0.025%左右时，夹杂物的影响消除了。 为了防止热扎时由于硫造成的裂纹，有必要使锰含量在0.25%左右，但是，增加锰含量之后，材质变硬而性能不好。 铝镇静钢低温卷取，冷轧后退火，晶粒变成沿轧制方向变长的饼形晶粒。如图2-5所示，这种晶粒显示出优良的冲压性能，钢水在采用真空处理脱碳时，有降低碳而不增加氧的优点。为使碳形成碳化物，同时为了发展适合深冲的结晶织构，也采用添加钛、铌等措施。 图2-4 等轴晶粒（S08Al） 图 2-5 饼形晶粒(S08Al) 2.2.2 热轧条件 对于深冲板而言，为保证低碳铝镇静钢冷轧成品的冲压性能，国内外的研究和生产实践都表明，在热轧时，应采用“三高一低”制度，即高的加热温度、开轧温度和终轧温度及低的卷取温度，避免进入两相区轧制，得到形状等轴、尺寸均匀细小的，AlN析出量少的铁素体组织。 图2.6 SPHD钢热轧组织 根据GB/T6394-2002标准进行评定，确定热轧组织晶粒度为9级，如图2.6。热轧是控制AlN的溶解与析出的关键工序。在板坯加热过程中AlN分解固溶于奥氏体中，所以高温加热利于溶解。热轧后急冷至AlN快速析出温度范围以下，使得AIN来不及大量析出，经冷轧后在退火缓慢加热过程中析出。 铝脱氧镇静钢其过饱和固溶体强烈的分解温度高于600℃。研究表明，AlN在600℃以上时开始析出，在800℃时析出最快，600℃以下AIN析出很少，几乎不析出。由于深冲板SPCD热轧时从粗轧到精轧的温度都在850℃以上，避开了AlN快速析出的温度区域600～800℃，因此低温卷取对避免AlN的析出起了决定性的作用。 2.2.3 冷轧条件 冷轧条件中冷轧压下率是重要因素，而压下率是被轧件厚度和轧机能力所左右的，通常为40%-90%的范围内。 热轧板作为冷轧坯料在冷轧机组中进行轧制变形，所得到的冷轧板组织为形变铁素体，其组织形态是沿轧向伸长的，含有大量位错和亚结构（如胞状结构和微变形带等）的晶粒。SPCD钢冷轧板金相组织如图2.7所示： 图2.7 纤维状组织 冷轧变形量是影响冷轧板组织结构的关键因素，随着变形量的增大，长条晶粒形状越明显，位错密度越高，冷轧织构也越明显[31]。 2.2.4 退火条件 在退火过程中退火温度和退火时间以及加热和冷却速度是重要因素。退火温度的下限必须在再结晶的温度之上，但是，压下率越高，退火温度变得越低。在退火过程中发生再结晶和晶粒继续长大，调整温度和时间可使钢材得到适宜的性能。虽然晶粒越大强度越低，延伸率、n值、r值有变好的倾向。但另一方面，在加工时，由于表面粗糙的所谓桔皮状缺陷，故通过调整退火温度来改善钢材的冲压性能是有限度的。 ①全氢罩式炉 强对流全氢罩式