中薄板坯生产冷轧用料的轧后热处理研究

作者:马欣然;赵翔;杨业;郭保强;郑申白 刊名:河北冶金 上传者:程金荣

【摘要】通过对中薄板坯生产冷轧用料进行取样检测,发现力学性能较高,组织混乱,晶粒大小不一,呈针叶片状;TEM位错塞积比较多,晶界处位错密度大,生产冷轧基料困难。为改进原料性能,采用快速退火处理,晶粒形状和均匀度明显改善,内部微观组织位错密度减少,强度下降,冷轧性能提高。

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1引言传统厚坯轧制带卷,总压缩比大,两架可逆粗轧机轧制时,每道回复时间充足,晶粒畸变基本被消除后再继续变形,经过多道次轧制,最后热卷产品晶粒均匀饱满,屈服强度低,强屈比高,适合冷轧。薄板坯轧制带卷压缩比小,轧制连续性强,每道之间间隔时间短,轧后回复时间不充裕,造成产品晶粒细碎,不均匀,畸变能高,屈服强度大,强屈比小,不适合作为冷轧原料。中薄板坯轧制热带卷介于两者之间。试验检测表明,中薄板坯产品和普通厚板坯连铸连轧线生产的热轧板在组织形态、晶粒度大小和力学性能方面较为接近,但仍有不足,如强度高、伸长率低,影响后续冷轧加工性能。本文探讨中薄板坯热轧后在线或离线退火工艺,改善其组织形态,提高性能,适应冷轧要求。2试验材料和研究方法2.1与厚坯试验比较对首钢京唐(2架可逆+7架精轧连轧)厚坯所生产的SPHC低碳板带钢和某厂(1架可逆+7架精轧连轧)中薄坯生产SPHC低碳板带钢取样[1],进行显微组织与力学性能检测比较,见图13。试样加工、性能指标的测定参照GB/T228-2002进行。图1为首钢京唐材质为SPHC的220mm厚坯生产2.5mm热轧卷金相组织,由图1可见,晶粒较为均匀饱满圆钝,颗粒较大。某FTSR生产线生产的SPHC热轧板卷退火前金相组织见图2,由图2可见,铁素体多数为针叶状组织。这是由于当钢板进入层流冷却时冷却速度加快,晶界形核的铁素体显著被抑制,温度低,就会在相变的后段生成尖角铁素体,强度高[2]。图3a为某厂材质为SPHC中薄坯(150mm)生产2.5mm热轧卷金相组织,其晶粒组织虽然有细小颗粒,但大小不均,晶粒边界有凹陷,存在回复较充分的个别大晶粒,但整体来看回复不够充分。图3b为中薄板坯生产SPHC热轧带钢的TEM位错,从图3b中可以较明显的看到在晶界外聚集大量位错,晶粒内部也有较多位错塞积,这将较明显提高产品强度。表1热轧板卷的成分及力学性能Tab.1Componentandmechanicalpropertyofhot-rollingcoil坯料厂家化学成分/%CSiMnPSAls力学性能Rm/MPaReL/MPaBA50/%首钢京唐厚坯热卷0.040.0350.150.0140.0170.023502400.6850中薄坯热卷0.0460.030.170.0170.010.0353702750.7447薄板坯热卷0.0430.0330.150.0150.0130.034103150.7645注:表中B为屈强比。由表1可见,某厂中薄板坯生产热卷成分与首钢京唐厚坯生产SPHC产品基本一致。而强度较高,延伸较小,作为冷轧原料不很理想,力学性能介于厚板坯与薄板坯轧制冷轧基料之间。这完全由于晶粒不均及晶粒内部位错及亚结构数量多导致强度偏高造成的。由表1还看出,随热轧坯料厚度的减小,热轧成品即冷轧基料的屈服强度,抗拉强度均有增加现象,而延伸率则有所降低。这将给冷轧生产带来较大的负面影响。为改善其冷轧性能,对其进行改进。2.2退火研究方法及试验结果为使中薄板坯连铸连轧产品满足冷轧要求,尝试快速退火,以期模拟轧后在线退火工艺,得到适合冷轧需要的热轧原料。某厂150mm厚SPHC中薄坯退火工艺:在836入炉,3min后升至850,保温10s,半开炉门,随炉冷却至室温出炉。后期模拟红热卷取带卷逐渐降温。快速退火后,其金相组织见图4a,内部微观组织位错见图4b。图4某厂SPHC中薄坯生产热轧卷快速退火后的金相组织与TEM位错Fig.4MetallographicstructureandTEMdislocationofhot-rollingcoil

参考文献

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