低碳MnCr冷軋熱鍍鋅雙相鋼的組織性能

第27卷第4期　 2009年7月　　 物理測(cè)試 physicsexaminationandtesting 　vol.27,no.4 july.2009 冷軋熱鍍鋅雙相鋼dp780的組織與性能實(shí)驗(yàn)研究 鮑成人1,　李　眾 1 ,　邸洪雙 2 ,　潘恩寶 2 (1.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司,河北唐山063000;2.東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧沈陽(yáng)110004) 摘　要:在連續(xù)退火模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上對(duì)冷軋雙相鋼進(jìn)行了退火鍍鋅工藝的模擬實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室制備了冷軋熱鍍鋅雙 相鋼dp780,利用光學(xué)顯微鏡、sem、tem和ebsd技術(shù)對(duì)其顯微組織進(jìn)行了觀察和分析,并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了 檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:試樣組織為鐵素體加馬氏體島的雙相組織,并有少量的殘余奧氏體存在。該鋼板具有良好 的綜合力

在實(shí)驗(yàn)室試制了高強(qiáng)度冷軋熱鍍鋅用雙相鋼,并且優(yōu)化了模擬連續(xù)鍍鋅退火工藝。利用掃描電鏡(sem)、透射電鏡(tem)以及電子背散射(ebsd)觀察了雙相鋼組織及其微觀結(jié)構(gòu),探討了不同退火溫度對(duì)雙相鋼力學(xué)性能和組織的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,試制的冷軋雙相鋼具有高的強(qiáng)度和良好的延伸率,其組織主要由板條馬氏體和鐵素體兩相組成,鐵素體晶粒間多為大角度晶界,有一半以上的晶粒都是{111}∥z型取向。

文章對(duì)冷軋熱鍍鋅雙相鋼主要合金成分對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并在此基礎(chǔ)上建立起力學(xué)性能與主要合金成分之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式,從而實(shí)現(xiàn)了冷軋熱鍍鋅雙相鋼合金成分設(shè)計(jì)的模型化,為今后優(yōu)化冷軋熱鍍鋅雙相鋼成分設(shè)計(jì),克服現(xiàn)有成分設(shè)計(jì)的盲目性,節(jié)省開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期提供了有效途徑,同時(shí)也為今后開發(fā)不同級(jí)別的系列化冷軋熱鍍鋅雙相鋼產(chǎn)品提供了有利工具。

介紹了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開發(fā)的1000mpa級(jí)冷軋熱鍍鋅雙相鋼的化學(xué)成分、熱鍍鋅退火工藝及其室溫組織和力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)表明,實(shí)驗(yàn)用鋼的ac_1、ac_3、ms點(diǎn)分別為725、850、390℃,經(jīng)退火溫度為820℃、保溫時(shí)間為80s的熱鍍鋅退火后,室溫組織為典型的鐵素體+馬氏體組織,抗拉強(qiáng)度可達(dá)1014mpa,伸長(zhǎng)率達(dá)13.7%。

專利號(hào)：cn201010295721.1專利權(quán)人：北京科技大學(xué),鞍鋼股份有限公司本發(fā)明公開了一種600mpa級(jí)超低硅冷軋熱鍍鋅雙相鋼及其制備工藝,其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：c：0.03%～0.16%,si〈0.02%,mn：1.2%～2.2%,cr：0.2%～0.6%,s〈0.015%,p〈0.020%,als：0.01%～0.08%,余量為fe;其制備工藝,包括如下步驟：

研究了熱軋工藝對(duì)熱鍍鋅雙相鋼組織與性能的影響。結(jié)果表明,通過(guò)調(diào)整熱軋工藝,可以得到強(qiáng)韌性能配合較好的組織均勻的鐵素體—馬氏體雙相鋼。在一定的溫度范圍內(nèi),隨著終軋溫度和卷取溫度的升高,雙相鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有不同程度的下降,而延伸率有所上升。高溫卷取易導(dǎo)致熱軋基板晶粒粗大并出現(xiàn)帶狀組織,通過(guò)降低卷取溫度可有效提高熱軋基板組織的均勻性,使熱軋基板的晶粒細(xì)膩均勻,從而改善熱軋帶狀組織。

3月30日上午，首鋼京唐公司一期項(xiàng)目二冷軋工程熱鍍鋅標(biāo)段工程開工，該項(xiàng)目是首鋼京唐公司一期二步建設(shè)的重點(diǎn)工程。首鋼京唐公司一期二步第二冷軋廠工程，位于河北省唐山市灤南縣南堡地區(qū)的曹妃甸港，工程年生產(chǎn)規(guī)模為215萬(wàn)噸，其中冷軋產(chǎn)品78萬(wàn)噸，熱鍍鋅產(chǎn)品102萬(wàn)噸，電鍍鋅產(chǎn)品30萬(wàn)噸，冷硬卷5萬(wàn)噸，產(chǎn)品定位為高級(jí)汽車板。

介紹了酒鋼1800mm碳鋼冷軋廠熱鍍鋅機(jī)組的工藝和設(shè)備特點(diǎn)。

4月2日?qǐng)?bào)道，3月30日上午10點(diǎn)18分，首鋼京唐公司一期項(xiàng)目二冷軋工程熱鍍鋅標(biāo)段工程開工，該項(xiàng)目是首鋼京唐公司一期二步建設(shè)的重點(diǎn)工程。

11月28日，華菱漣鋼冷軋熱鍍鋅生產(chǎn)線勝利投產(chǎn)，為下月漣鋼冷軋薄板項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全面投產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。該生產(chǎn)線于去年開工建設(shè)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力31萬(wàn)噸，工程投資達(dá)5億元，采用了日本新日鐵等公司國(guó)際先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，主要生產(chǎn)無(wú)鋅花環(huán)保產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于建筑、家電等行業(yè)的中高檔產(chǎn)品領(lǐng)域。

在實(shí)驗(yàn)室制備了590mpa級(jí)冷軋熱鍍鋅雙相鋼板,采用sem、tem和拉伸試驗(yàn)等方法考察了退火溫度、卷取溫度等工藝參數(shù)對(duì)該鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)750～820℃保溫100s退火后,可以獲得抗拉強(qiáng)度615mpa以上、伸長(zhǎng)率高達(dá)21%的綜合性能良好的鋼板;隨著退火溫度的升高,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都會(huì)增大,伸長(zhǎng)率則以820℃退火的最好,其次是800℃退火的,而750℃和780℃退火的則差一些;熱軋后650℃卷取的鋼板經(jīng)冷軋和熱鍍鋅退火后,其強(qiáng)度明顯高于690℃卷取的。

簡(jiǎn)要介紹了熱鍍鋅和雙相鋼的發(fā)展歷程,說(shuō)明了發(fā)展熱鍍鋅雙相鋼的必要性。介紹了國(guó)內(nèi)外的熱鍍鋅雙相鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用情況。

針對(duì)鍍鋅卷存在的“起筋”缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究，在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中從控制熱軋?jiān)虾湾儗舆叢吭龊癯霭l(fā)，采取了一系列的措施，最終通過(guò)合理控制熱軋板凸度和鍥形、規(guī)范熱軋軋制計(jì)劃和換輥制度、加強(qiáng)熱軋?jiān)O(shè)備維護(hù)、增加冷軋壓下率、合理控制原料邊降區(qū)和鍍層邊部增厚等措施，大大降低了鍍層產(chǎn)品的起筋降等量。

在冷軋連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線上,熱鍍鋅鍍層厚度的控制水平將直接影響到熱鍍鋅板的產(chǎn)品質(zhì)量、成本和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。以鞍鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線為背景,對(duì)冷軋熱鍍鋅帶鋼的鍍層厚度進(jìn)行精確控制研究,利用有限元分析軟件fluent對(duì)氣刀吹鋅過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析影響鍍層厚度精度的主要因素,建立鍍層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心模型,提出氣刀壓力前饋控制和smith預(yù)估補(bǔ)償反饋控制方法,采用labview軟件開發(fā)鍍層厚度控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)鍍層厚度精確控制。生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明,控制系統(tǒng)的應(yīng)用降低鍍層厚度偏差,取得了較好的控制效果。通過(guò)鍍層厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的投入運(yùn)行,不僅滿足企業(yè)提高產(chǎn)品表面質(zhì)量的需求,而且對(duì)節(jié)約成本、降低鍍鋅原料消耗具有重要意義。

介紹了當(dāng)前先進(jìn)的冷軋帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)工藝,詳述了熱鍍鋅線的關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)及其對(duì)熱鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量的影響分析,對(duì)高端的冷軋熱鍍鋅帶鋼生產(chǎn)控制具有指導(dǎo)與借鑒意義。

本文介紹了熱鍍鋅機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)的配置和特點(diǎn),并重點(diǎn)闡述了機(jī)組速度以及張力控制的工作原理。

光整機(jī)是熱鍍鋅線上的關(guān)鍵設(shè)備。主要介紹了熱鍍鋅線光整機(jī)的主要用途、設(shè)備組成以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。該機(jī)在國(guó)內(nèi)多條熱鍍鋅生產(chǎn)線上使用，效果良好。

針對(duì)熱鍍鋅雙相鋼dp600電阻點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的分界面斷裂失效,利用統(tǒng)計(jì)分析方法,研究了不同熔核長(zhǎng)度(5~8mm)下,板厚分別為0.8mm和1.5mm的dp600點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)拉剪測(cè)試失效模式,建立dp600點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)發(fā)生分界面斷裂失效的概率與熔核長(zhǎng)度和板厚的關(guān)系模型,從而確定其臨界試樣厚度,以及熔核長(zhǎng)度對(duì)臨界試樣厚度的影響。結(jié)果表明,熔核長(zhǎng)度和板厚對(duì)dp600點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)分界面斷裂失效的影響較大;隨著熔核長(zhǎng)度的遞增,臨界試樣厚度呈線性增加。研究結(jié)果可為車身用高強(qiáng)鋼電阻點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供指導(dǎo)。

介紹了本鋼590mpa級(jí)熱鍍鋅雙相鋼的研發(fā)生產(chǎn),為滿足強(qiáng)度和成形性能要求,根據(jù)相變強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行成分和工藝的設(shè)計(jì),重點(diǎn)研究生產(chǎn)過(guò)程中化學(xué)成分、熱連軋、冷軋、連續(xù)退火熱鍍鋅工藝的控制要點(diǎn),并對(duì)產(chǎn)品的微觀組織及性能指標(biāo)進(jìn)行分析。批量生產(chǎn)實(shí)踐表明產(chǎn)品具有優(yōu)良的力學(xué)性能和成形性能,應(yīng)用于汽車高強(qiáng)結(jié)構(gòu)件。

近日,由研究院、西昌鋼釩和鞍鋼蒂森克虜伯(重慶)汽車鋼有限公司聯(lián)合研發(fā)的1000mpa級(jí)低碳當(dāng)量熱鍍鋅雙相鋼試制成功。據(jù)悉,雙相鋼具有低屈服強(qiáng)度、高抗拉強(qiáng)度和良好成形性能等特性,廣泛應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件和加強(qiáng)件,是目前用量最大的先進(jìn)高強(qiáng)鋼。1000mpa級(jí)熱鍍鋅雙相鋼由于微合金含量高、變形抗力大和鍍鋅容易漏鍍等因素,生產(chǎn)難度極大,能夠充分反映

雙相鋼合金元素的含量較高,在熱軋過(guò)程中表面氧化鐵皮較為嚴(yán)重,導(dǎo)致鍍鋅過(guò)程中還原爐內(nèi)部合金元素在帶鋼表面氧化富集,從而影響基板表面的浸潤(rùn)性,造成帶鋼表面漏鍍?nèi)毕荨Ｍㄟ^(guò)掃描電鏡、能譜儀對(duì)dp590高強(qiáng)鋼鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的2種典型漏鍍?nèi)毕荸ぉげ灰?guī)則狀缺陷和圓狀缺陷進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)基板表面合金元素氧化富集是造成漏鍍?nèi)毕莸脑?。通過(guò)采用較大的軋制速度和冷卻速度,以及較低的終軋溫度(840°c)和卷曲溫度(640°c),有效控制了氧化鐵皮的生成,改善了酸洗效果;通過(guò)提高退火爐的密封性,增加保護(hù)氣體壓力和還原性氣體(氫氣)含量,降低了爐內(nèi)的氧含量及露點(diǎn)溫度,解決了雙相鋼的漏鍍問(wèn)題。

最近，邯鋼冷軋廠鍍鋅線生產(chǎn)的熱鍍鋅板順利通過(guò)了青島海爾集團(tuán)的各種性能測(cè)試，該公司已決定批量訂貨，用于生產(chǎn)高檔家用電器。這標(biāo)志著邯鋼冷軋熱鍍鋅板已經(jīng)取得通向高端市場(chǎng)的通行證。邯鋼冷軋熱鍍鋅板最突出的優(yōu)點(diǎn)是鋅層附著力強(qiáng)，沖壓變形后鋅層非常穩(wěn)定，沖壓性能、表面質(zhì)量、尺寸精度、板形、涂敷性能、包裝等方面表現(xiàn)也很出色。