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控轧控冷工艺对B510L组织性能的影响_图文



卷第 期










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控 轧控 冷 工 艺对
杨 春征
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组 织 性 能 的影 响
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杜林 秀
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3

刘 相华
东北 大学

王 国栋
上海
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宋 红梅

,

张王 军
,

东 北大 学

材料 与 冶金学 院

沈 阳 ;;
<

轧制技术及 连 轧 自动化 国家 重 点 实 验室
,

辽宁 沈 阳

宝 山 钢 铁集 团公 司
,

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对7 ?

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采 用 不 同 形 变 热处 理 工 艺 进行 了 实 验
3

分 析 了 加热 温 度

?



终 轧温 度和 卷 取温 度
,

对 实验 钢力 学性能 和 微观组 织的影 响 结 合 加 热温度 对 合 金元 素
了 贝 氏体对 带钢 性 能 的影响
3

的作 用 机理进 行 了 探讨 加热温度 ;
℃ 保温

分析
一 Β=

提 出 了 适 合 工 厂 试 生 产 的 工 艺制 度为
=

终轧 温 度 Χ Δ Ε
关 键词
?

Δ
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,

精 轧 压 下量Φ Δ Γ
文 献标 识 码
?

卷取 温 度 <
文 章 编号
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℃ 左右
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3

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控轧 控冷 = 组织性能 = 析 出
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中图 分类 号

ΗΙ

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高性 能 低成 本 是 新 一 代 钢 铁 材 料追 求 的 目
标 通 过 多种强 化 措 施 已 将 碳 素钢 的 屈 服 强 度 从

,
3



钢 节 约 合 金 元 素 用量 获 得 显 著 的 经 济 效 益 普
, ,

3

通 7 5 ; 9 热 连 轧带 钢 产 品 主 要 用 于 制 造 汽 车 梁 及 其 它结 构件 对 其钢 板 或 钢 带 的技 术 要 求 为 屈
,

? 6 提高 到 Η <
?
3

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,

并成功 地用 于
,

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从 而 降低 成

服强 度 >
,

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3

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,

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,

本 减轻 汽 车 自重 在
,

<

? 6? 级 超 级 钢 研 究 的
,

伸 率> < Γ 本 文 对


7 5; 9

钢 控轧控冷 工艺 参
7 5; 9
,

基础 上 希望通 过形变 热处 理 的 方 法 使 7 5 ; 9 钢 的屈 服 强 度 达 到
?

数 如 加热 制 度 终 轧 温 度 和 卷 曲温 度 对
组织 和 性 能 的影 响 进行 了研 究

?
3

? 6 级 以替代 ?

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并 对其 强 化机 制

一 Δ一 Χ 收 稿 日期 ? > ? ; Χ ; ?> 3 基 金 项 目 国 家 Δ Κ 计划 : ( ? ? 国 家 自然 科 学 基 金 和上 海 宝钢 集 团 公 司联 合资 助项 目 : ? = 作者简介 杨 春 征 : ;! Χ Δ > 男 内 蒙 古包 头市 人 硕 士 研 究 生 = 丁 桦 : ;! Δ > 女 辽 宁 沈 阳人 东北 大 学 教授 刘 相 华 ? Θ = ! ? > 男 黑 龙 江 双 鸭 山人 : ; ! < 冬> 男 辽 宁 大 连 人 东 北 大学 教 授 博 ( : 东 北大 学 教授 博 士 生 导 师 王 国栋 士 生导师
3



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,

,

3

<
,

材 料 与 冶 金 学报
3


,



进行 了 分析 进 而 为工 业 生 产 提 供 实 验依 据
;

本 实 验结 果可 以 看 出 采用 加 热 温度
Ω Β

;

℃ 保温

的 加 热 制度 是 比 较 合 理 的

3

实验材 料及 实验方 法
实验 用 料 为 宝 钢
7 5(# 9

从表
,
,

可 以 看 出 终 轧 温度 也 是 影 响 强 度 的
,

主 要 因 素 之 一 当终 轧 温 度 从 Χ Δ

℃ 降至 Χ



中间 坯 其 化 学 成 分
Ν Ν Ξ ;!#

时 材料 的屈 服 强度 显 著 升高 但 此 时 材 料 的屈 强
比 也很 高 达到 了
,
3

,

见表

Ε 轧 制 实 验在 东北 大学 轧制 技 术及 连轧 自动 化
;
3

坯料 尺 寸 为

?

Ν Ν Ξ Δ

! Δ

3

比较表 中

号和
3

号带
,

钢 的工 艺 参数 和 性 能 可 以 看 出 卷 取 温 度 降低 带 钢 的屈 服强 度 和 抗 拉 强度 都 明显 提 高


国家 重点 实 验 室 的 二 辊 阶 梯轧 机 和 自制水 幕 冷却

装 置 上 进行 轧 制 道 次 为

,

Κ

道 次 以模 拟 实 际 生 产
3

,

过程 中 的

Χ

机架 连 轧 和 连 续 冷 却 为 了 比 较 不 同
,

? 7 ;
, Α】 Ω

9

的主 要 工艺 参数 及 带钢 的力学性能
?) +

加热 温 度 对带 钢 组 织 和 性 能 的影 响 将 坯 料 在 箱
式 硅 碳 棒 炉 中加 热 到 不 同 温 度 保 温 相 同 时 间
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卷取
温度

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时 开始 精 轧 并 在 轧 制 过程 中 控 制 各 道 次 的 压 下

,

量 和 轧 制温 度 精 轧 总 压 下 量 为 Δ Γ 板 带 最 终
,

3

厚 度 为 Κ Ν Ν 轧后 立 即 进 行水 幕 冷 却 控 制 终 冷 Θ
,

;;

ΧΔ
ΧΔ ΧΔ ?

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温 度 以 研究其 对 组 织 和 性 能 的影 响 水幕 冷 却 后
将 钢板 放入 铺 有 石 棉毡 的 铁 箱 内保 温 以 模拟 轧后
卷取 在 ;4 5 ) ] 卫 < : 又
3

3

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3

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,

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电子 拉伸 机 上 对 钢 板
Η

进 行 了力 学性 能 测 试 用 金 相显 微 镜 和 Σ 讥;

Χ


3

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3

抓 控轧控冷 后 带 钢 的 微 观组 织进 行 了观 察 射 电铸 寸 表
;

? 7

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的 化 学成分 : 量分数 ε Γ > 质
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微观 组 织 观 察
图 ; 为不 同 控 轧 控 冷 条 件 下 的 带 钢 组 织 ;
3

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3

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3

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,

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3

组 织 主 要 由大 量 铁 素 体 和 少 量 珠 光 体 组 成 :图 ;
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3

比较 两 图 还 可 以 看 出 ; 号 带 钢 的 铁 素
3



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3

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3

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3

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,

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出 当终轧温
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,
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度 为 Χ Δ ℃ 卷 取温度 降为 ?
,

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3

φ

3

织 中除 了铁 素 体外 贝 氏体 的含 量 明显 增 加 强 度 也有一 定 的提 高
3

实验结果 与讨论
,
3

控 制终 轧 温 度 是 控 轧 控 冷 工 艺 中 的重 要 手 段 合 理 确定 终轧 温 度 可 以 显 著 提 高 钢 材 的 力学 性 能 由于
3

;

力 学性 能



的存 在 带 钢在 轧 制 过 程 中 会 出 现

,





7 ?;#9
,

控 轧控 冷后 带 钢 的 力 学性 能
3

3

少 量 4 Α 的应 变 诱 导 析 出碳 氮 化 物 和 平 衡 析 出碳

从表 中可 以 看 出 加 热 温 度 对 带 钢 的力 学 性 能 的
影 响 是 非 常 明显 的 当加 热 温 度 从 ; ;
;
,
,
3

氮化 物 应 变 诱 导 析 出 的 碳 氮 化 物 容 易 出现 在 晶
界 等 能 量 聚 积 的 地 方 能有 效抑 制 再 结 晶 和 晶 粒
,

3

℃ 提高 到

℃ 时 强 度 明显 增 加 屈 服 强 度 增 加 了 ;

长大 :扩 大 了
,

1

的 未再 结 晶 区 > 从 而 增 加 精 轧时
, ,

? 6 ? 抗 拉 强 度 增加 了近 !

?6?
3

3

的 累积 作 用 达 到 增加 相 变 形 核 率 细 化 铁 素 体 晶
,

加 热 温度 的 提 高 可 使 较 大 的 4 Α :Π 4 > 粒 子

粒 的 目的 困
,

3

在加 热 和保 温 过程 中充 分 溶解 合金 元 素 的 碳 氮 化物 在 冷却 过程 中的 弥 散 析 出可 以 起 到 沉淀 强 化
的作 用 如果 再 配 合控 制 轧 制 还 有 细 化 晶粒 的 作
,

本 实 验钢 的 精轧 过程 基 本上 都是在 未 再 结 晶
区 进 行 的 而 且 精 轧 总 压 下 量 达 到 了 Δ Γ 比较
3

号和

<

号 带钢 的 微 观 组 织 照 片 可 以 看 出 尽 管 卷
,

用 可 同时 改善 钢 材 的强度 和 韧 性 从 而 充 分发 挥

,

,

取 温 度 相 当低 :

?

一<
,

℃ > 但 在 < 号 带 钢 中可
, ,
3

微合 金 元素 的强 化作 用 消 除 大 尺 寸
,

4 Α :Π 4 > 带
,


观察 到 大量 的铁 素 体 虽 然 晶 粒 尺 寸 很 小 但 大小 不 均 且 晶 粒 明显 被 压扁 :图 ; :/ >

来的不利 影 响β
;

一? 〕
,

3

一 般 情 况 下 4 Α :Π 4 > 在
,

这是因 为

<
,



? 。 时 开 始 溶解 ℃

; ; Δ ℃ 才 能 完全

χ Κ 固 溶β

3



带 钢 的最后 几 个 道 次 轧 制 是 在 两 相 区 进 行 的 先





杨 春征 等

?

控 扎控 冷 工 艺 对 7 ?
,

;#9

组 织 性 能的影 响
,

?
,

生 成 的 铁 素 体在 轧 制过 程 中 受力 被 压 成椭 圆 形

很 高 终轧 温度 为 Χ Δ ℃ 时 : 号带 钢 > 组 织 均匀
3

这 种形 貌在 随后 的 快 速 冷 却 过 程 中 被 保 留 了 下

: 铁 素体 晶 粒 细小 等轴 :图 (
3

Μ

>> 这 使
,

号 带钢 的

来 尽管

3

<

号 带 钢 的 强度 较 高 但 是 由于 铁素体 含
, , ,

各项 力学性 能都 比 较 理 想 因 此 应 避 免 在 两相 区
进行 轧制
3

量相 对 较 高 晶 粒又 非常 细 小 使带 钢 的屈 强 比 也

Θ

一 一 一一 鬓生燕氦添溉 、 一
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,





Θ











Θ


3







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实 验钢 8 ? 照 片

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号 带 钢 = : Α >一 号 带 钢 = : , >一 号 带钢 = :/ >一 < 号 带钢


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,

号 实 验钢 轧 后 的 Η Λ ? 照 片 从 图
3

中 可 以 看 到 在 铁 素 体基 体 中 尤 其 是 位错 线 上
,

分布 着 细 小 的 4 Α 的 碳 氮化 物 颗粒 这些 均 匀 细
3

小 的析 出物 对 提 高 钢 材 强 度有非 常重要 的 作用
3

3

合理 的工艺方 案
通 过 以 上 分 析 可 以 看 出 为得 到 组 织 性 能优
,

良的 带 钢需要 注 意 以 下 几 点 加 热 制 度要 保证 合

?

金 元 素 完全 固溶 = 合理 控 制 终 轧 温 度 精 轧 压 下 量
,

要 大 控制 卷取 温 度 得 到 含有 一 定 量 的 贝 氏 体 的

η婚

=

号 带钢
+

Η Λ?

照片
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复 相 组 织可 以 降低 屈 强 比 得 到综 合 性 能 良好 的
,

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钢材

3

轧 后 快速 连 续冷 却 可 以 起 到 控 制 晶粒 长 大 的

考 虑 现场 条 件 较 合理 的 控 轧控 冷 工 艺 为 加 热 温度
Δ
,

,

?

作用 更 重要 的是 通 过控 制 冷却 速 度 可 以 控 制 相
,

;

℃ 保温



Β=

终 轧 温 度 ΧΔ 一
℃左右
3

变过程 得到理 想的 复相组 织 使钢 材的 性 能达 到
,

,

℃ 精 轧 压下 量 Φ Δ Γ = 卷 取 温 度 <

要求 对 比
,

3

号和

号 带 钢 的 微 观 组 织 和 力 学性
Ε <
℃ 时 组织
, ,

能 发 现 当控 制 卷 取 温 度 在 ?
, ,


:; >


提 高 加 热 温 度 可 以 显 著 提 高 实验 钢 的 终 轧 温 度降 低 时 带 钢 的强 度 升 高 当终
,
3

中含 有 一 定量 的 贝 氏 体 带 钢 的 屈 服 强 度 和 抗拉
,

强度 都较高 而 抗 拉 强 度 的 升 高更 明显 这 使得 屈
强 比有 所 降低 低 的 屈 强 比 是 钢材 使 用 过程 中非
3

强度

3

常重 要 的一 项性 能 指标

3

:>

Κ

材 料 与 冶 金 学 报
,


, &


; Δ

3

轧 温度 为 Χ Δ ℃ 控 制 卷 取 温 度 在 ? Ε
3

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℃可
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3

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3

以 得 到含 有 一 定 量 贝 氏体 组 织 的 带 钢 力 学 性 能

陈 红 桔 刘 清友 韩 力 等 控 轧控冷工艺对 妮钦微合 金钢组
! 织 和 性 能的 影 响 β 」钢 铁 研究学 报 ; ! ?
3

,

,

检 测 结果说 明 组织 中含 有 一 定量 的 贝 氏 体可 以
,

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?

Δ



<

3

显 著 提高 钢 材 强 度 降低 屈 强 比
,

3

薛 春 芳 王 新华 胡 贻 苏 控轧控 冷工 艺 对 含 钥 微 合 金 钢 组
织 性能 的 影 响 β ?〕 热加工 工 艺
3

,

,

3

,

: >

?

?



Κ

3

: > 适 合 工厂 试生 产 的工艺 制 度 为 加 热温度
?

王 新 华 昌 波 李 景捷 等

,

,

,

3

Χ

Ε ;

℃ 间 含 4 Α 钢 铸坯 的
3

;

℃保温 一

Β=

终轧温度
<

ΧΔ

Ε Δ
3

℃ 精轧
几 ‘ % ? ? ,, 厂! 」 # 匕

,

延 塑 性降低与
:? > < Δ ? < ! ;

3

4 Α :Π 4 > 的
,

? ! 析 出 【〕 金 属 学 报 ;
,



,

压 下 量 Φ Δ Γ = 卷 取 温度 参考 文 献
? (〕
&

℃左右

?

3

郑 晖 低 碳 钢 热连 轧 过 程 中 的工 艺 优 化 与 性 能 预 报 β Σ 〕 沈
3

阳 东 北大 学
,

?

,

3

杨春相 胡贻 苏 辛 义德 等 控 轧控冷 时
, ,

3

4Α 2
Ε

微合 金 钢 中
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碳 氮化物 的析 出 行为 口」 钢 铁 钒钦

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