文/閆磊 楊躍,河鋼邯鋼技術(shù)中心
美標(biāo)結(jié)構(gòu)用鍍鋅板SS80-1產(chǎn)品開發(fā)
文/閆磊 楊躍,河鋼邯鋼技術(shù)中心
利用Gleeble-3500熱模擬試驗機研究了SS80-1高強度鍍鋅板的連續(xù)退火工藝對組織的影響,確定了SS80-1的退火工藝制度,采用溫度490±5℃的退火工藝進行工業(yè)生產(chǎn),鋼板性能達到屈服強度屈服強度Rp0.2≥550MPa, 抗拉強度Rm≥660MPa,斷后延伸率A50≥7%。
高強度鍍鋅板;連續(xù)退火;組織
目前,典型的熱鍍鋅高強鋼主要有低合金高強鋼系列、雙相高強鋼,高強結(jié)構(gòu)用鋼系列等,具有較高的強塑積,在節(jié)能減排和輕量化發(fā)展中起到積極作用。但由于上述鋼種均加入了較多的合金,使制造成本升高,變形抗力增加,最終導(dǎo)致屈服強度550MPa級高強度鍍鋅的厚度規(guī)格局限在0.8mm以上,難以滿足0.5mm以下薄規(guī)格高強度鍍鋅板的市場需求。針對這一問題,本文研究了薄規(guī)格高強度鍍鋅板產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,以滿足不同市場的需求。
根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM A653/A653M的要求,SS80-1的技術(shù)要求見表1。
表1 SS80-1產(chǎn)品主要化學(xué)元素和力學(xué)性能要求
為了保證產(chǎn)品厚度,降低酸軋變形抗力,同時提高產(chǎn)品強度,計劃采用C-Mn鋼成分體系,添加鈮鈦等貴重金屬元素,通過熱軋和鍍鋅退火工藝控制得以保證產(chǎn)品的強度。
采用軋硬態(tài)的硬質(zhì)鋼板,延軋制方向剪取P7試樣,利用Gleeble-3500熱模擬試驗機進行模擬連續(xù)退火實驗。考慮到薄規(guī)格產(chǎn)品的表面質(zhì)量,選擇120m/min帶鋼退火運行速度,選擇500、520℃、540℃、560℃、580℃5個退火溫度。
退火試驗后,用光學(xué)顯微鏡40MAT觀察試樣顯微組織,在QUASAR600型全自動拉力試驗機上進行力學(xué)性能測試。
(1)各實驗溫度下冷軋鋼板的力學(xué)性能如表3所示。
表3 各實驗溫度下冷軋鋼板的力學(xué)性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計
由表3中力學(xué)性能可以看出,在模擬在線速度120m/min一定的情況下,隨著退火溫度的提高,產(chǎn)品的屈服強度和抗拉強度在逐漸下降,斷后延伸率在逐漸上升。
各溫度退火后冷軋鋼板的金相組織,見圖1。
圖1 不同退火溫度下冷軋鋼板金相組織比較
退火溫度在500-520℃時,鋼板未發(fā)生再結(jié)晶,處于回復(fù)階段,具有明顯的帶狀組織,金相如圖1a、b所示,此時;540℃時鋼板已經(jīng)發(fā)生再結(jié)晶,出現(xiàn)了原始晶界如圖1c所示;隨著退火溫度的提高,再結(jié)晶晶粒進一步長大,560-580℃時鋼板出現(xiàn)了明顯的再結(jié)晶組織,鋼板的屈服強度、抗拉強度降低,延伸率升高。
根據(jù)模擬實驗的結(jié)果,為了獲得SS80-1要求的強度,提高成材率,退火溫度設(shè)定在540℃左右。
鋼板冷軋后晶粒扭曲變形,形成帶狀組織,同時位錯堆積產(chǎn)生應(yīng)變強化,使強度升高。因此,鍍鋅工藝的控制關(guān)鍵是根據(jù)產(chǎn)線的能力,設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣?、溫度,控制產(chǎn)品的回復(fù)再結(jié)晶的程度,使產(chǎn)品力學(xué)性能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。同時兼顧鍍鋅產(chǎn)品的表面質(zhì)量,確保產(chǎn)線生產(chǎn)順行和產(chǎn)品質(zhì)量滿足技術(shù)要求。
生產(chǎn)實踐證明,通過適當(dāng)控制退火溫度和退火速度,使入鋅鍋溫度與速度相匹配不但保證了產(chǎn)品的力學(xué)性能,而且穩(wěn)定了鋅鍋熱平衡,保證了產(chǎn)品表面質(zhì)量,達到了穩(wěn)定生產(chǎn)的預(yù)期狀態(tài)。
SS80-1的屈服強度分布在550~660MPa之間,抗拉強度分布在660~690MPa之間,延伸率分布在7~11%。
SS80-1的金相組織為未完全再結(jié)晶組織,組織為F+少量P,晶粒為軋制后拉長態(tài)晶粒。
(1)采用低碳鋼成分體系,通過控制退火溫度可實現(xiàn)超薄規(guī)格0.45mmSS80-1高強度鍍鋅產(chǎn)品的生產(chǎn);
(2)采用490±5℃的退火溫度,可保證SS80-1產(chǎn)品的屈服強度Rp0.2≥550MPa, 抗拉強度Rm≥660MPa,斷后延伸率A50≥7%。
閆磊(1980-),男,2008年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)材料學(xué)專業(yè),河北邢臺人,工程師,碩士。