卷取溫度與終軋溫度對DC01性能的影響

文宇龍，楊少華，張 濤

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山 243000)

多年來，汽車產(chǎn)業(yè)占據(jù)國家經(jīng)濟的重要地位。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，已與國家的經(jīng)濟、交通、物流、能源以及人民的生活密不可分。在國家大力推進碳中和、碳達峰的背景下，汽車的輕量化、節(jié)能化成為了一種趨勢，先進高強占比逐漸增大。但是在一些對成形性能和力學(xué)性能要求不是很高的內(nèi)板零件，從材料的成本考慮，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼仍占據(jù)一定的比例。而低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的性能受到各工序的影響，每個工序都需要進行精確控制[1]-[4]。熱軋工序是整個生產(chǎn)流程中最重要的幾道工序之一，該工序工藝直接影響最終產(chǎn)品的性能。精確控制該工序工藝及流程，對控制產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性具有重要意義。特別在客戶多樣化，用途多樣化的情況下，客戶對產(chǎn)品的要求越來越高，深入了解熱軋過程中終軋溫度以及卷取溫度對低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼性能的影響，有利于滿足客戶的多樣化需求，同時對提高自身產(chǎn)品的能力以及質(zhì)量有著積極作用。

1 實驗材料及方法

實驗材料為某鋼廠生產(chǎn)DC01煉鋼生產(chǎn)的連鑄板坯，具體化學(xué)成分見表1所示：

表1 實驗用鋼DC01化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，wt%)

鑄坯經(jīng)1580進行軋制，熱軋過程如下：坯料加熱到1200 ℃保溫3 h左右，隨后經(jīng)高壓除鱗，先經(jīng)過2輥可逆式粗軋后采用4輥可逆式粗軋，隨后經(jīng)F1-F7精軋機進行精軋，按照設(shè)定的道次進行軋制，最后經(jīng)過卷取機進行卷取。出爐溫度設(shè)定為1230 ℃，終軋溫度分別設(shè)定為(890 ℃、910 ℃、930 ℃)，卷取溫度分別設(shè)定為(680 ℃、710 ℃、740 ℃、760 ℃)。酸軋經(jīng)過5機架軋制，壓下率控制在75%左右。隨后經(jīng)退火爐760℃退火處理。

表2 1-6#試樣對應(yīng)的熱軋參數(shù)(℃)

利用拉伸試驗機對DC01熱軋卷以及成品卷的力學(xué)性能進行檢測，利用金相顯微鏡對組織結(jié)構(gòu)進行檢測，腐蝕劑采用4%硝酸酒精溶液。

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 力學(xué)性能

在相同卷取溫度的條件下，1#、2#、5#試樣的力學(xué)性能隨終軋溫度的變化趨勢如圖1所示。從圖1中可以看出，熱軋卷的抗拉強度以及屈服強度隨著終軋溫度的升高，強度呈現(xiàn)下降趨勢，而延伸率呈線性上升趨勢，但波動幅度較小。主要是由于終軋溫度高，之前的加熱溫度以及軋制溫度也較高，高溫促進晶粒的長大，減少了晶界的阻力，從而降低了強度。

圖1 終軋溫度對DC01熱軋卷性能的影響

圖2 卷取溫度對DC01熱軋卷性能的影響

在相同的終軋溫度條件下，3#、4#、5#、6#試樣的力學(xué)性能隨卷取溫度的變化趨勢如圖2所示。從圖2中可以看出，熱軋卷的抗拉強度及屈服強度隨著卷取溫度的升高，強度呈現(xiàn)下降趨勢；延伸率呈現(xiàn)上升趨勢。主要是由于高卷取溫度，促進了鐵素體的長大，從而造成強度降低。

圖3、圖4為DC01成品性能與終軋溫度以及卷取溫度的關(guān)系圖，從圖3中可以看出，1#、2#、5#試樣的力學(xué)性能隨著終軋溫度的增加，強度基本呈現(xiàn)呈現(xiàn)持平趨勢，波動較小，但是上升趨勢不明顯，幅度較低，基本控制在20 MPa以內(nèi)。中部的強度相對于頭部、尾部都有所降低，抗拉強度低約20 MPa左右，屈服強度低約40 MPa。而延伸率相對持平，波動只有4%左右。

圖3 終軋溫度對DC01成品卷性能的影響

圖4 卷取溫度對DC01成品性能的影響

從圖4中可以看出，3#、4#、5#、6#試樣力學(xué)性能隨著卷取溫度的增加，強度呈現(xiàn)下降趨勢，波動范圍為40 MPa左右，其中屈服強度下降較為明顯，抗拉強度相對有所降低。中部強度相對頭部、尾部有所降低，屈服強度降低約40 MPa左右，最大達60 MPa，抗拉強度偏低20 MPa左右，延伸率相對有所提升。主要是由于隨著卷取溫度以及終軋溫度的升高，熱軋組織更加均勻，影響退火后的組織，提高了冷軋薄板的深沖性能。

2.2 顯微組織

從金相圖中可以看出，通過對比發(fā)現(xiàn)，未出現(xiàn)混晶組織。其中試驗方案(終軋溫度為890 ℃，卷取溫度為776 ℃)對應(yīng)的金相組織最為粗大，綜合性能也相對最好，屈服強度184 MPa，抗拉強度327 MPa，延伸43%。主要是由于采用此工藝，熱軋卷的鐵素體晶粒長大，碳化物聚集而粗大化，AlN進一步得到析出和長大；經(jīng)過連續(xù)退火后，鐵素體晶粒粗大。快速加熱推遲了粗大碳化物的固溶和回復(fù)，形成了有利于沖壓的再結(jié)晶組織[5]。

圖5 1#-6#試樣金相照片

3. 結(jié)論

熱軋卷中部的性能比邊部更加穩(wěn)定。在試驗溫度范圍內(nèi)，隨著終軋和卷取溫度的增加，強度隨著卷取溫度的增加呈下降趨勢，而隨著終軋溫度的變化呈現(xiàn)上升趨勢，波動范圍較窄。

在試驗溫度范圍內(nèi)，組織均未出現(xiàn)混晶。冷軋成品的強度隨終軋溫度的變化呈上升趨勢，波動不明顯；隨著卷取溫度的增加呈現(xiàn)下降趨勢，波動較大。