卷取温度与终轧温度对DC01性能的影响

2023-01-11文宇龙杨少华

安徽冶金科技职业学院学报 2022年4期

文宇龙，杨少华，张涛

(马鞍山钢铁股份有限公司安徽马鞍山 243000)

多年来，汽车产业占据国家经济的重要地位。随着汽车行业的不断发展，已与国家的经济、交通、物流、能源以及人民的生活密不可分。在国家大力推进碳中和、碳达峰的背景下，汽车的轻量化、节能化成为了一种趋势，先进高强占比逐渐增大。但是在一些对成形性能和力学性能要求不是很高的内板零件，从材料的成本考虑，低碳铝镇静钢仍占据一定的比例。而低碳铝镇静钢的性能受到各工序的影响，每个工序都需要进行精确控制[1]-[4]。热轧工序是整个生产流程中最重要的几道工序之一，该工序工艺直接影响最终产品的性能。精确控制该工序工艺及流程，对控制产品的性能稳定性具有重要意义。特别在客户多样化，用途多样化的情况下，客户对产品的要求越来越高，深入了解热轧过程中终轧温度以及卷取温度对低碳铝镇静钢性能的影响，有利于满足客户的多样化需求，同时对提高自身产品的能力以及质量有着积极作用。

1 实验材料及方法

实验材料为某钢厂生产DC01炼钢生产的连铸板坯，具体化学成分见表1所示：

表1 实验用钢DC01化学成分(质量分数，wt%)

铸坯经1580进行轧制，热轧过程如下：坯料加热到1200 ℃保温3 h左右，随后经高压除鳞，先经过2辊可逆式粗轧后采用4辊可逆式粗轧，随后经F1-F7精轧机进行精轧，按照设定的道次进行轧制，最后经过卷取机进行卷取。出炉温度设定为1230 ℃，终轧温度分别设定为(890 ℃、910 ℃、930 ℃)，卷取温度分别设定为(680 ℃、710 ℃、740 ℃、760 ℃)。酸轧经过5机架轧制，压下率控制在75%左右。随后经退火炉760℃退火处理。

表2 1-6#试样对应的热轧参数(℃)

利用拉伸试验机对DC01热轧卷以及成品卷的力学性能进行检测，利用金相显微镜对组织结构进行检测，腐蚀剂采用4%硝酸酒精溶液。

2 实验结果及分析

2.1 力学性能

在相同卷取温度的条件下，1#、2#、5#试样的力学性能随终轧温度的变化趋势如图1所示。从图1中可以看出，热轧卷的抗拉强度以及屈服强度随着终轧温度的升高，强度呈现下降趋势，而延伸率呈线性上升趋势，但波动幅度较小。主要是由于终轧温度高，之前的加热温度以及轧制温度也较高，高温促进晶粒的长大，减少了晶界的阻力，从而降低了强度。

图1 终轧温度对DC01热轧卷性能的影响

图2 卷取温度对DC01热轧卷性能的影响

在相同的终轧温度条件下，3#、4#、5#、6#试样的力学性能随卷取温度的变化趋势如图2所示。从图2中可以看出，热轧卷的抗拉强度及屈服强度随着卷取温度的升高，强度呈现下降趋势；延伸率呈现上升趋势。主要是由于高卷取温度，促进了铁素体的长大，从而造成强度降低。

图3、图4为DC01成品性能与终轧温度以及卷取温度的关系图，从图3中可以看出，1#、2#、5#试样的力学性能随着终轧温度的增加，强度基本呈现呈现持平趋势，波动较小，但是上升趋势不明显，幅度较低，基本控制在20 MPa以内。中部的强度相对于头部、尾部都有所降低，抗拉强度低约20 MPa左右，屈服强度低约40 MPa。而延伸率相对持平，波动只有4%左右。

图3 终轧温度对DC01成品卷性能的影响

图4 卷取温度对DC01成品性能的影响

从图4中可以看出，3#、4#、5#、6#试样力学性能随着卷取温度的增加，强度呈现下降趋势，波动范围为40 MPa左右，其中屈服强度下降较为明显，抗拉强度相对有所降低。中部强度相对头部、尾部有所降低，屈服强度降低约40 MPa左右，最大达60 MPa，抗拉强度偏低20 MPa左右，延伸率相对有所提升。主要是由于随着卷取温度以及终轧温度的升高，热轧组织更加均匀，影响退火后的组织，提高了冷轧薄板的深冲性能。

2.2 显微组织

从金相图中可以看出，通过对比发现，未出现混晶组织。其中试验方案(终轧温度为890 ℃，卷取温度为776 ℃)对应的金相组织最为粗大，综合性能也相对最好，屈服强度184 MPa，抗拉强度327 MPa，延伸43%。主要是由于采用此工艺，热轧卷的铁素体晶粒长大，碳化物聚集而粗大化，AlN进一步得到析出和长大；经过连续退火后，铁素体晶粒粗大。快速加热推迟了粗大碳化物的固溶和回复，形成了有利于冲压的再结晶组织[5]。