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DC01热轧带钢组织性能分析研究

来源:未知作者:admin发布时间:2017-06-26 14:35

 

DC01钢为冷轧冲压用原料,其通过控制间隙固溶原子含量以及使AlN在热轧过程中析出,并在随后连续退火过程中促进γ纤维织构(<111>∥ND)的发展而获得良好的冲压性能。近年来,随着汽车工业的发展,冲压零部件的复杂化对DC01板材提出了更高的要求,而热轧带钢性能的稳定性直接关系到冷轧后成品的性能。为此,对DC01热轧带钢的组织性能进行了分析研究。

1研究材料与方法

以首钢迁钢生产的DC01热轧带钢为研究对象,其化学成分为:ω(C)=0.04%、ω(Si)=0.01%、ω(Mn)=0.26%、ω(P)=0.013%、ω(S)=0.006%、ω(Als)=0.039%、ω(N)=0.0023%。切取规格为400mm×板宽共14个试样。沿板宽方向的1/4、1/2和3/4位置切取拉伸试样,以及在板宽方向5个位置切取金相试样。从带钢头部20m、头部120m和尾部50m位置的板宽1/4处切取化学相分析试样。

2分析与讨论

2.1力学性能和晶粒度分析

终轧温度和卷取温度对热轧带钢的组织性能有重要影响。带钢头部120m和尾部50m范围内屈服强度的波动在20MPa以内,并且板宽方向的力学性能基本趋于一致,抗拉强度几乎呈均匀分布。带钢头部10m和尾部10m处的屈服强度要比其他位置略高,其原因是轧后带钢长度方向冷却不均,头、尾冷速较高。另外,卷取后,带钢中部温度因热传导略有回升,造成轧后晶粒再结晶软化,但是总体来讲,带钢的力学性能比较均匀。

带钢的金相组织为多边形铁素体,晶粒度为7~8.5级,带钢长度方向同一位置晶粒度变化平稳,宽度方向晶粒度变化存在少许波动,但是均不存在混晶组织。刘振宇等人的研究结果表明,轧制过程中温度沿宽度方向的分布不均匀,边部温度较低,在精轧过程中,易造成边部在A+F两相区轧制,从而产生混晶现象,引起力学性能的下降。首钢迁钢DC01带钢的终轧温度为930℃,卷取温度为730℃,由经验公式计算出其Ar3温度约为870℃,与终轧温度的差值约为70℃。当带钢边部的终轧温度大于870℃时,就不会产生混晶组织。由于带钢边部的精轧温度较低,同样的变形条件下,边部γ晶粒的位错密度和缺陷要比其他位置高,在相变过程中为铁素体提供了更多的形核地点,使相变后的铁素体晶粒更加细小均匀。

2.2析出分析

二相粒子尺寸在10nm以下的频度分布最大,并且带钢不同位置相粒子尺寸分布有差别。分析其原因,主要是带钢卷取后,不同部位冷却速度不同,外圈冷却速度大于内圈,内圈大于中部,而冷却速度直接影响到二相粒子的熟化过程,相同初始温度下,冷却速度越慢,二相粒子越粗大。DC01带钢成卷后,其尾部50m处冷却速度大于头部20m处,头部120m(带钢的头部对应钢卷的内圈)冷却速度最小,所以尾部50m处尺寸小于5nm的粒子频度较高,而头部120m处尺寸为10nm粒子频度较高。

3结论

(1)DC01带钢长度方向上屈服强度最大差值约为20MPa,抗拉强度变化平稳,头尾伸长率较高。带钢宽度方向晶粒度相差1级左右,屈服强度最大差值约为10MPa。

(2)DC01带钢中沉淀析出的二相粒子以M3C为主,M3C和AlN固C、N效果明显,间隙固溶的碳、氮量很少,从而有利于连续退火过程中γ纤维织构的发展。

(3)计算得到带钢头部20m、头部120m和尾部50m处沉淀强化增量分别为10.86、9.256、11.595MPa,具有微弱的沉淀强化效果。