退火温度及冷轧压下量对低碳铝镇静钢退火织构的影响①

飞尚才， 李志强， 蒋小霞

（1.青海高等职业技术学院，青海 海东 810799； 2.宁夏大学，宁夏 银川 750021）

汽车行业竞争越来越剧烈，对钢板质量提出越来越高的要求，促使钢材生产单位不断革新工艺技术和改进质量［1］。 薄板坯连铸连轧工艺（CSP 工艺）由于其特殊的变形方式，使产品的析出物形态、显微结构和位错密度与传统热轧带钢工艺不同，CSP 工艺生产的带钢产品屈服强度普遍偏高，在随后冷轧工序中不利于变形并增加能耗，而且对冲压用板的成形性能也有不利影响［2］。 为了解决这一问题，以酒钢CSP 工艺生产的低碳铝镇静钢为实验原料，探索退火温度及冷轧压下量对低碳冲压用钢退火后织构的演变规律，为现场实际生产提供一定理论依据。

1 实验材料及研究方法

1.1 实验材料

酒钢CSP 工艺生产的热轧卷经四辊轧机冷轧，冷轧压下量分别为65%、70%、75%、80%。 实验钢材化学成分见表1。

表1 试样化学成分（质量分数）／%

1.2 研究方法

将不同冷轧压下量下生产的冷轧料经剪板机剪制成250 mm×150 mm 的矩形板，对所取试样在SRJX⁃4⁃9箱式电阻炉中进行再结晶退火。 以升温速率180 ℃／h将试样加热到540 ℃，再以30 ℃／h 分别加热到690 ℃、700 ℃、710 ℃，保温6 h，随炉冷却至120 ℃后出炉，空冷至室温，然后利用Mo 靶X 射线衍射仪测出不完整极图，由此计算取向分布函数（ODF），进行织构分析。

2 实验结果与分析

2.1 冷轧压下量对织构的影响

对退火温度700 ℃、不同冷轧压下量的低碳钢退火试样进行了织构测定，由｛211｝、｛220｝、｛100｝织构图按Bunge 法计算出趋向分布函数ODF 图。 图1 给出了4 种不同冷轧压下量下退火试样在φ2 ＝45°横截面上的ODF 图。

图1 不同冷轧压下量的取向分布函数（ODF）图（ φ2＝45°）

由图1 可以看出，冷轧压下量65%时，γ 纤维织构很不规整且密度较弱，出现了强的｛011｝＜110＞旋转立方织构和｛011｝＜100＞高斯织构；当压下量达到70%时，γ 织构明显增强，即钢中与板面平行的｛111｝晶面增多，旋转立方织构和高斯织构明显比65%压下量时要弱；随着压下率进一步增加，γ 纤维织构反而减弱，出现了较强的旋转立方织构［3-4］。

为进一步研究冷轧压下量对低碳冲压用钢织构的影响，采用趋向分布函数法分别计算了α 和γ 趋向函数f（0，φ，45）和f（φ，45，55），绘制出α、γ 趋向线如图2 和图3 所示。

图2 冷轧压下量对低碳冲压用钢α 趋向线的影响

图3 冷轧压下量对低碳冲压用钢γ 趋向线的影响

从α 和γ 趋向线上可以看出，压下量为70%和75%时，有利于深冲性能的｛111｝＜110＞织构和｛112｝＜110＞织构较强，而对冲压性能不利的旋转立方织构｛100｝＜011＞和高斯织构｛011｝＜100＞较少。 这是由于随着冷轧压下量增加，低碳冲压用钢晶体内部形成的剪切带、位错及亚晶数量增加，形变金属所具有的储存能增加。 一般认为，有利于其深冲性能的纤维织构的形成与储存能的大小相关，高的储存能有利于形成γ 纤维织构。另一方面，大量研究表明｛111｝取向晶粒首先在剪切带、位错及亚晶附近形成，因此在压下量不太大的情况下，γ 纤维织构随着冷轧压下量增加而增强［5-6］。 但是随着冷轧压下量进一步增加，起初形成的｛111｝取向晶粒将会沿着某一晶轴发生转动，即起初形成的｛111｝取向晶粒将会转变为α 纤维织构和其他织构，造成｛111｝织构相应降低。

2.2 退火工艺对织构的影响

冷轧压下量70%，不同退火工艺下退火板取向分布函数（ODF）图如图4 所示。

图4 不同退火工艺条件下取向分布函数（ODF）图（ φ2＝45°）

从图4 可以看出，退火温度690 ℃时，旋转立方织构和高斯织构较多；退火温度700 ℃时，γ 纤维织构大幅增强，旋转立方织构近乎消失；退火温度710 ℃时，γ纤维织构反而减弱，又出现了一定量的旋转立方织构［7-8］。 这是因为随退火温度升高，低碳冲压用钢铁素体晶粒尺寸逐渐长大，冷轧态遗留下来的｛001｝＜110＞织构均有不同程度地减弱，冷轧织构｛112｝＜110＞经退火后均转变为｛111｝＜112＞，｛111｝＜110＞退火织构，其中｛111｝//ND 和｛110｝//ND 这2 种织构组分发展较快，而其余织构组分发展相对较慢，γ 纤维织构增强；当退火温度进一步增加时，各织构发展均较快，易产生随机织构，降低塑性应变比r值［9］。r值主要受织构的影响，在退火工艺一定的情况下，当冷轧压下量为70%时，有利于深冲性能的γ 纤维织构强度较大；在冷轧压下量一定时，当退火温度为700 ℃时，γ 纤维织构强度较大。

3 结 论

1） 压下量70%时，γ 织构明显增强， 随着压下率进一步增加，γ 纤维织构反而减弱，出现了较强的旋转立方织构；压下量70%和75%时，有利于深冲性能的｛111｝＜110＞织构和｛112｝＜110＞织构较强，而对冲压性能不利的旋转立方织构｛100｝＜011 ＞和高斯织构｛011｝＜100＞较少。

2） 当退火温度700 ℃、压下量70%时，γ 纤维织构强度较大，冲压性能较好。