對IF鋼組織性能影響因素的分析

對對 IF 鋼組織性能影響因素的分析鋼組織性能影響因素的分析 IF鋼 Interstitial Free Steel 又叫無間隙原子鋼 是繼沸騰鋼與鋁鎮(zhèn)靜鋼之后 自動化工業(yè)廣泛應(yīng)用的又一代深沖用鋼 IF鋼的特點是含碳量很低 加入Ti和 Nb之后 形成Ti和Nb的C N化合物 由于鋼中無間隙原子 而使其具有優(yōu)異 的深沖性能 高塑性應(yīng)變比 高延伸率 高硬化指數(shù)以及較低的屈強(qiáng)比 并具 有優(yōu)異的非時效性 因此被譽(yù)為第三代超深重用鋼而廣泛應(yīng)用于汽車制造等行 業(yè) 1 IF鋼按添加的微合金元素不同 通常分為Ti IF鋼 Nb IF鋼和 Nb Ti 一IF鋼 影響IF鋼組織性能的因素有很多 總結(jié)起來有兩大類 一是材質(zhì)本身 的因素 包括所含化學(xué)成分的影響 二是加工工藝的影響 下面分別就兩方面 的影響因素予以具體闡述 首先 介紹一下IF鋼的成型性及其評價 一 IF鋼的成型性及其評價 汽車用鋼板幾乎全部經(jīng)過沖壓成型 所以成型性的好壞是材料面臨的首要 問題 所謂成型性是指鋼板在承受變形過程中抵抗失效的能力 它除了與材料 本身特性有關(guān)外還與變形條件有關(guān) 評價鋼板成型性能的指標(biāo)有兩大類 即基 本成型性能指標(biāo)和模擬成型性能指標(biāo) 前者是對材料本身性能的反映 取決于 材料生產(chǎn)過程中的冶金因素 后者是對材料在某種變形條件下成型性能的反映 與具體的變形工藝有關(guān) 與上述兩大類成型性能指標(biāo)相對應(yīng)的實驗方法中 應(yīng) 用最廣泛的的成型性能實驗是單向拉伸實驗 而Swift沖杯實驗 擴(kuò)孔實驗 極 限拱高實驗都是模擬成型性能實驗 單向拉伸實驗獲得兩個主要的基本成型指標(biāo) 加工硬化指數(shù) n值 和塑性應(yīng) 變比 r值 同時還可獲得屈服強(qiáng)度 Ys 拉伸強(qiáng)度 Ts 和延伸率等 加工硬化指數(shù) n值 是鋼板在塑性變形過程中形變強(qiáng)化能力的一種量度 是 評價板材在拉脹時成形性能的指標(biāo) 鋼板在成形過程中 變形大的部位首先硬 化 n值越高 硬化程度越強(qiáng) 變形越困難 促使變形小的部位的金屬向變形大 的部位流動 使整體鋼板變形區(qū)域均勻 從而提高了鋼板的成形性能 r值是將金屬薄板單軸拉伸到產(chǎn)生均勻塑性變形時 試樣標(biāo)距內(nèi)寬度方向的 真應(yīng)變與厚度方向的真實應(yīng)變之比 其大小標(biāo)志了薄板深沖性能的好壞 它反 映了薄板承受拉力時抵抗厚度變薄的能力 是薄板塑性各向異性的一種量度 r 越大 成型性越好 IF鋼冷軋產(chǎn)品多用于沖壓變形非常復(fù)雜的深拉延成形件和 脹形一深拉成形件 影響其成形性能的最主要的指標(biāo)是塑性應(yīng)變比 r值 r值高 表示鋼板在沖壓變形時不易在厚度方向變形 即不易減薄 而沖裂時是先變薄 再斷裂 不易變薄即不易斷裂 表示鋼板具有良好的成形性能 r值越小 鋼板 厚度方向越容易變薄 即越容易沖裂 r值大小與鋼板的織構(gòu)有關(guān) 111 織構(gòu) 是提高r值的有利織構(gòu) 對于鋼板 當(dāng)軋制變形量較大時 會出現(xiàn)擇優(yōu)取向 即 大部分 或相當(dāng)多的一部分 晶粒之間至少有一個晶面或者晶向相互平行或者接 近平行起來 產(chǎn)生形變織構(gòu) 鋼的退火再結(jié)晶是一個形核及長大的過程 核在 什么位置生成及那些核最終長大很大程度受到變形晶粒取向的影響 所以 鋼 在再結(jié)晶后會生成再結(jié)晶織構(gòu) 或稱作退火織構(gòu) 相關(guān)研究和生產(chǎn)實踐均證實 冷軋板的r值高低主要取決于鋼板的織構(gòu) 111 織構(gòu)愈強(qiáng) 100 織構(gòu)愈弱則r值 愈高 在深沖冷軋板的生產(chǎn)中 從成分設(shè)計 冶煉 熱軋 冷軋到連續(xù)退火各 工藝環(huán)節(jié)中無不考慮到在最終產(chǎn)品中充分獲得 111 類型織構(gòu) 所謂有利織構(gòu) 以 保證深沖性能 織構(gòu)控制是鋼冷軋產(chǎn)品生產(chǎn)中的核心問題 鋼板中具有 111 取 樣的晶粒的體積比越大 r值越高 2 總之 由單向拉伸性能試驗所確定的r值和n值能很好地衡量材料成型性的 好壞 r值和n值愈高 材料的成型性愈好 二 化學(xué)成分對IF鋼性能的影響 1 IF鋼存在微量固溶碳時對其力學(xué)性能的影響 1 對鋼板r值的影響 3 當(dāng)IF鋼存在微量固溶碳時對再結(jié)晶織構(gòu)有嚴(yán)重的影響 隨著鋼中固溶碳的 增加 111 織構(gòu)急劇減弱 100 增強(qiáng) r值下降 主要原因是在連續(xù)退火過程 中 隨著固溶碳的增加 再結(jié)晶形核率增加而晶粒長大速度不變 從而導(dǎo)致非 111 取向晶粒的形核增加 最終造成鋼板的具有 111 取向晶粒數(shù)量減少 r值 變小 2 對鋼板時效性的影響 IF鋼的一個主要特征就是無時效性 但鋼中出現(xiàn)微量固溶碳時 會產(chǎn)生應(yīng) 變時效 平整具有一定的變形量 會在鋼板中產(chǎn)生一定數(shù)量的位錯 鋼板放置 一段時間后 鋼中固溶的碳會向位錯處擴(kuò)散 碳和位錯相互作用形成柯氏氣團(tuán) 造成應(yīng)變時效 從而使鋼板的屈服強(qiáng)度增加 成形性能下降 更為重要的是 當(dāng)沖壓零件的變形量或零件的某一區(qū)域變形量介于1 5 10 時 零件表面可 能會出現(xiàn)拉伸應(yīng)變痕 嚴(yán)重的降低零件的表面質(zhì)量 3 對冷軋板n值的影響 4 影響n值的主要因素是鋼板的純凈度及鐵素體晶粒大小 為了獲得高的n值 必須提高鋼板的純凈度 即減少鋼中碳的含量 4 對晶粒度的影響 若IF鋼在連退時存在微量固溶碳會提高再結(jié)晶形核率而長大速率不變 從 而使晶粒細(xì)化 理想的晶粒度應(yīng)控制在7 8級左右 晶粒細(xì)化會使鋼板的成形 性能下降 會造成鋼板的屈服強(qiáng)度升高 屈強(qiáng)比升高 n值和r值均減小 5 對屈服強(qiáng)度的影響 造成屈服強(qiáng)度偏高的主要原因是晶粒細(xì)小 但鋼中出現(xiàn)微量固溶碳時對屈 服強(qiáng)度也會產(chǎn)生明顯的影響 碳 氮等間隙固溶元素產(chǎn)生的固溶強(qiáng)化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于任何置換固溶元素 因為間隙固溶能更大程度的使鋼板內(nèi)部產(chǎn)生晶格畸變 從而使屈服強(qiáng)度升高 總之 IF鋼存在微量固溶碳時 將對鋼板織構(gòu)的類型產(chǎn)生嚴(yán)重的影響 使 111 織構(gòu)急劇減弱 l00 增強(qiáng) r值下降 成形性能變差 還能導(dǎo)致鋼板的應(yīng) 變時效 另外 微量固溶碳會導(dǎo)致冷軋板晶粒細(xì)化 產(chǎn)生固溶強(qiáng)化 使鋼板屈 服強(qiáng)度升高 屈強(qiáng)比升高 n值下降 2 氮 N 元素的影響 一般氮在鋼中使屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度增加 硬度上升 r值下降并引起時效 對于沖壓用鋼 氮的作用和碳元素一樣 主要是造成屈服效應(yīng)和應(yīng)變時效 但 如果工藝控制不當(dāng) 氮會和鈦 鋁等形成帶棱角的夾雜物 對沖壓有不利影響 對于深沖用鋼 要盡量降低氮的含量 3 Ti Nb含量對IF鋼性能的影響 5 為了提高深沖性 鋼中碳 氮含量應(yīng)盡可能低 C 0 008 N 0 008 特別是固溶碳 氮含量 Ti Nb是控制固溶碳 氮含量最有效的元素 Ti是強(qiáng) 碳化物和氮化物形成元素 能減少鋼中固溶碳或固溶氮的數(shù)量 但同時 過剩 Ti的增加會使鋼板的再結(jié)晶溫度提高 且鋼板的力學(xué)性能的平面各向異性增大 因此為了確保優(yōu)先產(chǎn)生對深沖性有利的 111 織構(gòu) 應(yīng)添加適量的鈦 以 0 01 0 20 為宜 Nb也是強(qiáng)碳化物和氮化物形成元素 能減少鋼中固溶碳 和氮的含量 從而有助于在精軋前產(chǎn)生細(xì)晶粒 但Huall01研究Ti Nb IF鋼中 鈮的影響后認(rèn)為 鈮在Ti Nb IF鋼中對于析出的影響并不大 因此鈮對IF鋼的 影響主要應(yīng)以固溶鈮而不是析出物來考慮 處在鐵素體晶界和亞晶界上的固溶 鈮 有利于形成高強(qiáng)的織構(gòu) 另外 固溶鈮可以增強(qiáng)鋼板的抗粉化性能和改善 二次加工脆性 但如Nb 0 04 就會提高再結(jié)晶溫度且會使鋼板的力學(xué)性能對 生產(chǎn)工藝參數(shù)比較敏感 因此鈮含量應(yīng)控制在0 001 0 04 之間 圖1為 Ti Nb含量對IF鋼再結(jié)晶性能的影響曲線 4 鋁 A1 元素的影響 在優(yōu)質(zhì)沖壓鋼中鋁是作為脫氧劑加入的 主要用于去除吹氧冶煉時溶在鋼 液 中的氧 同時鋁作為定氧劑 抑制氮在鐵素體內(nèi)的固溶 消除應(yīng)變時效 提高 低溫塑性 圖1 Ti Nb含量對IF鋼再結(jié)晶性能的影響 5 氧 O 元素的影響 氧是煉鋼中不可缺少的元素 但是氧與其它許多元素的親和力強(qiáng) 易在鋼 中 形成各種夾雜物 這些夾雜物對鋼的性能有不利影響 氧含量過高也會影響其 它 元素的效果 例如向鋼中添加Ti以固定碳和氮時 如果O 0 015 則鋼的 100 織構(gòu)弱 r值較高 但是當(dāng)O 0 015 時 則 111 織構(gòu)強(qiáng)度突然下降 r值也突 然下降 6 硫 S 元素的影響 6 硫在深沖鋼中是有害元素 應(yīng)盡可能的降低IF鋼中硫的含量 硫通常在鋼 中 形成硫化物如MnS TiS Ti NbS等 根據(jù)國外對IF鋼的分析結(jié)果 IF鋼的硫含 量均控制在0 008 以下 硫在鐵水預(yù)處理后可降至0 01 左右 然后經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹 煉降硫30 50 時 IF鋼中的硫可降至0 005 0 007 的水平 7 Zr的影響 Chang等探討了鋯對再結(jié)晶和織構(gòu)的作用 結(jié)果表明Zr C原子比大于1時 Zr促進(jìn)了 111 和 111 織構(gòu)的發(fā)展 因此有利于深沖性能的提高 8 P的影響 7 P是固溶強(qiáng)化鐵素體的元素 與其它置換式合金元素相比 它是提高鐵素 體強(qiáng)度最高的元素 抗拉強(qiáng)度為340 400MPa級的超深沖高強(qiáng)度鋼板都離不開 P 其含量通常在0 04 0 09 之間 然而在IF鋼中由于C N被固定而使晶界 清潔 P易于向晶界偏析 晶界處的P含量可比基體中的P含量高10多倍 容易 引起二次加工脆化 另一方面 P在提高強(qiáng)度的同時卻使鋼的r值降低 這主要 是由于P含量的增加使 111 ND取向織構(gòu)減弱 100 ND取向織構(gòu)加強(qiáng) 造成的 熱鍍鋅時 P對鍍層的相結(jié)構(gòu)也有很大的影響 它使合金化速度降低 抑制了合金化 9 Si的影響 Si的固溶強(qiáng)化作用僅次于P 但在浸鍍性方面存在很多問題 故很少用于鍍 層鋼 這主要是由于Si比Fe活潑 在熱鍍鋅退火爐的直接燃燒加熱段中 很容 易在鋼板表面形成一層Si的氧化物 在還原段中又不能徹底還原 從而形成了 隨機(jī)分布的島狀Si的氧化物 成為柱狀組織的形核源 影響了鍍層的附著力 當(dāng)鋼中的Si含量大于0 3 時 鍍層的附著力就會明顯下降 Si與P一樣 使合金 化反應(yīng)顯著推遲 10 Mn的影響 Mn是熱鍍鋅高強(qiáng)度IF鋼板的主要合金元素之一 因Mn強(qiáng)化IF鋼對深沖脆性 較不敏感 且相對Si而言 Mn對鍍層附著力的影響較小 所以對于強(qiáng)化級別在 390MPa以上的IF鋼多用P和Mn復(fù)合添加的方式 但若Mn過高會降低再結(jié)晶開 始 溫度且產(chǎn)生針狀鐵素體而使延伸力和r值急劇下降 所以 其加入量通常在 0 2 1 6 之間 11 B的影響 少量的硼可抑制磷在晶界處的偏析而強(qiáng)化晶界 同時使脆性轉(zhuǎn)變溫度降低 但硼有降低r值 提高再結(jié)晶溫度的傾向 因而B的加入量不宜太高 一般在 0 001 0 002 之間 綜上所述 IF鋼中不同的化學(xué)成分對鋼的性能有不同的影響 我們應(yīng)該綜 合考慮這些元素的作用 做好IF鋼的成分設(shè)計 除了成分外 IF鋼的加工工藝 對鋼的性能也有極其重要的影響 三 IF鋼的冶金工藝流程介紹以及加工工藝對IF鋼性能的影響 1 IF鋼的冶金工藝流程 IF鋼的冶金工藝流程見圖2 冶金工藝流程的每一步工序 從成份控制到熱 軋 冷軋 退火 平整等 都影響IF鋼的最終性能 在冶金工藝控制中 為了 獲得優(yōu)異的深沖性能 下面三個因素最為關(guān)鍵 8 發(fā)展強(qiáng)的 111 退火織構(gòu) 以獲得高的深沖性 獲得足夠粗大均勻的鐵素體晶粒 以獲得低的RsRb和高 的加工硬化指數(shù) n 控制第二相粒子 碳 氮化物 的析出 以控制時效效應(yīng) 改善塑性 圖2 IF鋼的冶金工藝流程 上述各個工藝過程對IF鋼性能影響的程度也是不同的 按影響程度的大小 依次是冶煉 退火 熱軋 冷軋 各個過程的技術(shù)要點如表1所示 表1 IF鋼的生產(chǎn)工藝要點 各個工藝流程的特點分別為 1 冶煉工藝特點 成份是IF鋼性能的先決因素 IF鋼的冶煉工藝主要是解決脫碳和防止增碳 降氮和防止增氮 純凈度控制及微合金化 對深沖鋼研究的一個重要結(jié)論是 隨 固溶C的增加 再結(jié)晶織構(gòu) 111 組分急劇減少 嚴(yán)重?fù)p害r值 固溶N有著與固 溶C相似的作用 IF鋼生產(chǎn)通過真空脫氣使C N含量盡量低 既可以得到高的r 值 又可以減少Ti Nb合金消耗 2 熱軋工藝特點 熱軋工藝是得到良好IF鋼質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) IF鋼要獲得良好超深沖性能促 進(jìn) ND 111 織構(gòu)的形成 熱軋工藝采用低溫加熱 低溫終軋 鐵素體區(qū)潤滑 軋制 高的終軋壓下率 軋后迅速冷卻和高溫卷取的控制方法 以獲得高的板 帶組 織性能 圖3表示促進(jìn)有利于深沖性能的ND 111 織構(gòu)形成的IF鋼生產(chǎn)過程 控制原理 圖3 促進(jìn)ND 織構(gòu)形成的生產(chǎn)過程控制原理 3 冷軋工藝特點 冷軋對退火后IF鋼深沖性能影響的主要因素是冷軋總的壓下率 在適當(dāng)成 份 和合理的熱軋之后 保證充分的冷軋壓下量是獲得高的r值的重要條件 冷軋壓 下率增加 111 織構(gòu)密度增加 特別是 111 增加最顯著對IF鋼 r值隨 冷軋壓下率增加而單調(diào)增加 直到壓下量高達(dá)90 4 退火工藝特點 9 IF鋼需要較高的退火溫度 對加熱速度不敏感 添加的微合金元素 Ti Nb Ti Nb 不同 要求的退火溫度不同 采用的退火方式不同 退火工藝 也不同 罩式退火的冷點溫度一般控制為680 710 保溫時間越長 越有利于 深沖性能 連續(xù)退火溫度一般控制為830 870 保溫l 2分鐘 IF鋼連續(xù)退火不 需要過時效處理 連續(xù)退火采用較高的退火溫度 以促進(jìn) 111 織構(gòu)發(fā)展 有利 于深沖性能的提高 但是必須低于相變點 當(dāng)退火溫度高于再結(jié)晶溫度時 退 火時間大于某個臨界值 退火時間對深沖性能的影響不大 2 工藝控制對組織性能的影響 1 熱軋及卷取溫度的影響 10 IF鋼在熱軋過程中要發(fā)生第二相粒子的固溶和析出 奧氏體的形變和再結(jié) 晶 相變 如果在 區(qū)終軋時甚至產(chǎn)生鐵素體形變和再結(jié)晶 熱軋板的微觀 組織和析出物的形態(tài)對最終性能有很大影響 熱軋得到細(xì)小均勻鐵素體晶粒和 粗大的析出物有利于r值和塑性的提高 細(xì)小彌散的析出物阻礙再結(jié)晶和晶粒長 大 降低r值 對給定成份的IF鋼 熱軋工藝參數(shù) 板坯加熱溫度 軋制速度 壓 下量 卷取溫度等 決定了熱軋板的組織和析出物形貌 a 板坯加熱溫度 SRT 在板坯加熱過程中要發(fā)生第二相粒子的溶解 碳氮化物的溶解 或析出 與 溫度及鋼中C N Ti Nb A1的含量有關(guān) 由溶度積來控制 Sotoh等人研究 了在1000 和1250 加熱時碳氮化物溶解情況 其結(jié)果是 NbC在1000 完全 溶解 AlN在1250 完全溶解 而Ti CN 在1250 尚未完全溶解 而且Ti IF鋼 中Ti CN 微粒在1250 加熱溫度下比在1000 加熱溫度下更細(xì)小 彌散 顯然 加熱時未溶解的碳氮化物必定粗大 所以低溫加熱容易得到粗大的析出物 特 別是對Ti IF鋼 因此不難理解低溫加熱對r值有利 尤其對Ti IF鋼 有的研究認(rèn) 為 隨鋼中Nb Ti含量增加 板坯加熱溫度對r值的影響減小 總之 在IF鋼生 產(chǎn)中采取低溫加熱是有利的 尤其是在Ti Nb加入量較少的情況下 b 終軋溫度 FT 許多研究者研究了終軋溫度對Ti IF鋼的影響 盡管他們的結(jié)果存在一些差 異 但都發(fā)現(xiàn)終軋溫度對Ti IF鋼的r值影響很小 而對Nb IF鋼 橋本等人發(fā)現(xiàn) 終軋溫度對r值有明顯影響 隨著終軋溫度下降 r值明顯提高 特別是在Nb C 原子比較低時 對Nb C原子比較低的鋼 低溫終軋易于發(fā)生形變誘導(dǎo)析出 并使析出物粗化和使鐵素體晶粒細(xì)化 Gupta等人發(fā)現(xiàn) 終軋溫度對Nb Ti IF鋼 r值的影響比對Ti IF鋼要顯著 在835 920 之間 隨終軋溫度上升 r值增加 并在約900 處r值有一峰值 c 鐵素體區(qū)潤滑熱軋 近幾年 為了降低生產(chǎn)成本 同時獲得具有良好成形性能的熱軋板 IF鋼 鐵素體區(qū)熱軋正逐漸被用來生產(chǎn)薄鋼板以替代傳統(tǒng)的冷軋退火工藝 鐵素體區(qū) 熱軋與冷軋工藝相比較 提高了生產(chǎn)效率 降低了能耗 提高了產(chǎn)品的表面質(zhì) 量 傳統(tǒng)熱軋工藝和鐵素體區(qū)軋制工藝的比較見圖4 圖4 傳統(tǒng)熱軋工藝和鐵素體區(qū)軋制工藝的比較 織構(gòu)分析表明 鐵素體區(qū)潤滑熱軋的IF鋼具有較強(qiáng)的 111 ND再結(jié)晶 織構(gòu)組分 鐵素體區(qū)軋制時的潤滑條件對低碳加Ti冷軋鋼板r值和n值有較顯著 的影響 通過熱軋潤滑技術(shù) 生產(chǎn)出了r值達(dá)到3 0的超級深沖鋼 11 d 卷取溫度 CT 根據(jù)已有的研究結(jié)果 多數(shù)觀點認(rèn)為 隨卷取溫度升高 再結(jié)晶溫度下降 r值提高 卷取溫度對Nb IF鋼的影響顯著 并且隨過剩鈦 Ti 增加 對Ti IF鋼卷 取溫度的影響減小 這些影響的原因在于 高溫卷取有利于碳氮化物的析出和 粗化 特別是在較低溫度 熱軋后 下發(fā)生的析出 NbC的析出溫度比Ti CN 的低 所以卷取溫度對Nb IF鋼的影響大 但另一方面 若卷取溫度太高則導(dǎo)致 a 由于產(chǎn)生更多的氧化鐵皮使酸洗效率下降 尤其是當(dāng)卷取溫度CT 700 時 這種現(xiàn)象更明顯 b 由于冷速不均使板卷的頭尾性能較差 最初的IF鋼是Ti IF鋼和Nb IF鋼 而Ti IF鋼在合金化成本上比Nb IF鋼低 且具有良好的成形性 由于Ti IF鋼再結(jié)晶溫度低 退火溫度也較低 如果在鋼 坯加熱和熱軋時采用低溫卷取 可產(chǎn)生DDQ級Ti IF鋼 Nb Ti IF鋼熱鍍鋅層 具有良好的抗粉化性能 其熱軋卷取溫度也與單獨加Ti或Nb不同 從降低生產(chǎn) 成本和控制帶卷全長性能均勻性考慮 采取鋼坯低溫加熱 低溫卷取是有利的 通常由于析出處理在卷取過程中完成 因此IF鋼的性能隨卷取溫度變化 而卷 取溫度沿整個帶卷長度并不均勻 帶卷頭部溫度高 尾部溫度低 這兩部分的 性能不如中間部分 這一現(xiàn)象在卷取溫度高于700 時更為明顯 在IF鋼生產(chǎn)中 究竟應(yīng)采取 高溫卷取 還是 低溫卷取 各種文獻(xiàn)說法不一 一般來說 用罩式退火生產(chǎn)深沖鋁鎮(zhèn)靜鋼其熱軋卷取溫度最低 CT為550 600 用連續(xù) 退火生產(chǎn)深沖鋁鎮(zhèn)靜鋼 其卷取溫度最高 CT為700 750 生產(chǎn)Ti IF鋼采用 的卷取溫度居中 CT為650 700 生產(chǎn)Nb IF鋼和Nb Ti IF鋼選用較高的卷取 溫度 CT680 750 2 冷軋及退火工藝對鋼板性能的影響 12 a 冷軋壓下量對鋼板性能的影響 冷軋對退火后IF鋼深沖性能影響的主要因素是冷軋總壓下率 在適當(dāng)?shù)某?分和合理的熱軋之后 保證充分的冷軋壓下量是獲得高的r值的重要條件 對IF 鋼r值隨冷軋壓下率增加而單調(diào)增加 直至壓下率高達(dá)90 在實際生產(chǎn)中 為 了獲得高的r值普遍采用的壓下率均大于75 但由于設(shè)備能力的限制 壓下率 一般不超過85 b 退火工藝的影響 在冷軋薄板生產(chǎn)過程中 再結(jié)晶退火是一個關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié) 薄板在退火 過程中經(jīng)歷回復(fù) 再結(jié)晶和晶粒長大三個過程 均影響著成品板的性能 首先 從冷軋鋼板的硬度值隨加熱溫度和保溫時間的變化可以大致看出再結(jié)晶過程材 料組織的變化 兩種IF鋼再結(jié)晶退火后的硬度變化規(guī)律是 當(dāng)溫度高于580 時 Ti十Nb IF鋼的硬度值開始急劇下降 此時鋼板開始發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過程 溫 度在580 和700 之間 該溫度區(qū)內(nèi)再結(jié)晶過程進(jìn)行激烈 再結(jié)晶晶粒大量形 核并長大 硬度值下降很快 當(dāng)溫度超過700 以后 隨著溫度的繼續(xù)升高 硬 度值下降不大 此時鋼板內(nèi)的冷加工組織已完全消除 晶粒已完全再結(jié)晶 對 于Ti IF鋼 根據(jù)硬度的變化可知 其再結(jié)晶開始 終了均比Ti Nb IF鋼有所延 遲 當(dāng)溫度在高于590 時 硬度值才開始急劇下降 曲線在590 720 之間 硬度值下降很快 之后 隨溫度值的升高硬度變化很小 這說明鋼在720 已全 部再結(jié)晶 Ti IF鋼在600 左右時 硬度值下降一半 而Ti Nb IF鋼大約在比 600 低5 10 左右時 硬度才下降一半 根據(jù)常規(guī)再結(jié)晶溫度定義 可以得 出該條件下Ti IF鋼的名義再結(jié)晶溫度在600 610 之間 Ti Nb IF鋼在 590 600 之間 冷軋IF鋼板在720 保溫再結(jié)晶退火過程中 硬度隨保溫時間的改變而變化 的規(guī)律 在整個保溫過程中 Ti Nb IF Ti IF鋼硬度值變化不大 并且硬度均 較低 說明以低速連續(xù)升溫到720 的過程中 IF鋼板內(nèi)的晶粒已經(jīng)全部發(fā)生再 結(jié)晶 當(dāng)保溫時間達(dá)1h時 鋼板的硬度值已降到最低值 此時保溫時聞再延長 其硬度值基本不變 由此可以看出 在IF鋼退火過程中 退火溫度是最關(guān)鍵的 因 素 當(dāng)鋼板內(nèi)晶粒充分再結(jié)晶后 保溫時間的影響很小 從Ti Nb IF和Ti IF鋼再結(jié)晶過程中的硬度及金相組織變化規(guī)律可以得出 IF鋼在罩式退火過程中 當(dāng)加溫到700 保溫2h后 或當(dāng)連續(xù)加熱到720 以 上不保溫 此時 冷軋板內(nèi)晶粒會全部發(fā)生再結(jié)晶 且晶粒已基本為等軸 比 較這兩種不同成份不同工藝的IF鋼冷軋板在相同的退火條件下硬度值及金相組 織變化規(guī)律發(fā)現(xiàn) Ti IF鋼板的再結(jié)晶開始溫度 結(jié)束溫度都相應(yīng)的較Ti Nb IF 鋼板略高 大約高5 10 左右 熱軋卷取溫度是影響再結(jié)晶過程的一個重要工 藝參數(shù) 導(dǎo)致再結(jié)晶溫度下降 高溫卷取有利于碳氮化合物的析出和粗化 特 別是對在較低溫度發(fā)生的析出 如NbC 它的析出溫度低于Ti C N 這樣更 有利于降低加Nb鋼的再結(jié)晶溫度 因而 認(rèn)為熱軋卷取溫度的升高是導(dǎo)致Ti IF 鋼比Ti Nb IF鋼再結(jié)晶延遲的主要原因 許多研究指出 加Ti或加Nb都提高超 低碳鋼的再結(jié)晶溫度 四 結(jié)語 IF鋼從冶煉到最終成品 需要經(jīng)過多道生產(chǎn)工序 每道工序的質(zhì)量都直接 關(guān)系到其最終的組織和性能 IF鋼的生產(chǎn)不僅需要精良的設(shè)備做保證 更需要 對其生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入的研究與認(rèn)識 借助于現(xiàn)代化的管理手段來 實施 針對影響IF鋼組織性能的各因素 我們可以調(diào)整IF鋼的成分設(shè)計和工藝 流程 以期得到性能良好的IF鋼 微合金超深沖鋼 IF鋼 與低碳深沖鋼板材生產(chǎn) 有許多共同的冶金學(xué)特點 可充分借鑒低碳深沖鋼板材沖壓成形性能研究 開 發(fā) 生產(chǎn)的經(jīng)驗 結(jié)合微合金深沖板固有的特點 采用以理論計算和模擬為基 礎(chǔ) 基礎(chǔ)實驗為先導(dǎo) 工藝實驗為主體 與各種先進(jìn)分析手段相結(jié)合的研究方 法 以提高IF鋼組織穩(wěn)定性 減小性能參數(shù)分散度 降低屈強(qiáng)比 提高冷軋板 材的r值及n值 通過合理的成分設(shè)計