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深冲IF钢生产工艺流程中每一环节的工艺制度都会影响到产品最终质量,探明各工艺参数对IF钢组织的影响是控制其力学性能的关键。
本文以三种成分的IF钢(Ti+Nb-IF、Ti+P-IF、Ti-IF)为实验材料,以冶炼、热轧、冷轧和退火工艺参数为参量,采取实验室模拟和大生产试制相结合的方式,利用金相观察、TEM、X射线衍射等实验手段探查了不同工艺条件下IF钢的微观组织和织构,综合研究并阐明了各工艺因素对IF钢组织性能的影响规律。主要研究结果如下:
1、钢坯洁净度与Ti+Nb-IF钢组织性能的关系研究:每浇次头罐头坯及末罐尾坯中超标的夹杂物(B类夹杂物)虽对IF钢的力学性能影响不大,但对冷轧板材的表面质量有重要影响,其不能作为冷轧IF钢的原材料。
2、热轧加热温度与Ti+Nb-IF钢组织性能的关系研究:铁素体区热轧时,板坯加热温度、精轧温度及精轧变形速率的合理匹配是获得均匀、细小铁素体晶粒组织的关键;奥氏体区热轧时,低温加热(1150℃)较高温加热(1200℃)可使退火板材的R值提高0.16,但屈服强度降低30MPa,这与加热温度对第二相粒子及织构的遗传影响有关。
3、冷轧工艺与Ti+Nb-IF钢和Ti+P-IF钢组织性能的关系研究:对于奥氏体区热轧Ti+Nb-IF钢,调控冷轧变形率与退火工艺可以获得良好的塑性;对于铁素体区和奥氏体区热轧Ti+P-IF钢,随冷轧压下量的增加,二者的晶粒尺寸、第二相粒子大小及织构显示出不同的演变规律。
4、退火工艺与Ti+P-IF钢组织性能的关系研究:1)奥氏体区热轧板冷轧后退火,再结晶初期发生γ→α纤维织构的转变;随着再结晶的进行,发生α→γ纤维织构的转变。高温卷取的铁素体区热轧板冷轧后退火,再结晶初期γ纤维织构消失,形成了强烈、近乎单一的{001)<110>织构;随着再结晶过程的持续进行,{001}<110>组分向{111)<121>组分转变,最后形成了强的{112}<241>织构。低温卷取的铁素体区热轧板冷轧后退火,再结晶初期发生α→γ纤维织构转变,随着再结晶的进行,强的γ纤维织构消失。2)奥氏体区热轧板冷轧后保温退火120min,700℃退火板材有较高的延伸率,750℃退火板材有较高的R值。高温卷取的铁素体区热轧板冷轧后保温退火120min,750℃退火板材有较高的延伸率,700℃退火板材有较高的R值;低温卷取的铁素体区热轧板冷轧后保温退火120min,700℃退火板材有较低的屈服强度、较高的抗拉强度、高的R值和较高的延伸率。3)对于奥氏体区热轧板,采用750℃/60min的退火制度对提高延伸率有利,如将保温时间延长至90min则对提高R值有利;对于铁素体区热轧板,采用750℃/90min的退火制度对提高延伸率有利。
5、超高R值深冲Ti-IF钢的研制:基于冶炼、热轧、冷轧及退火工艺参数与IF钢组织性能关系的综合分析,采用Ti-IF钢在铁素体区热轧,并选择合理的冷轧和退火工艺,进行了高R值深冲钢板的大生产试制,成功开发出了R值高达2.9(平整前为3.2)的新型IF钢板产品。