冷轧压下率对ＣＳＰ流程ＳＰＣＣ钢板 退火组织和织构的影响 刘兴全张永强 （技术研究院） 摘要采用某钢厂生产的低碳铝镇静钢进行了ｃｓＰ流程ｓＰｃｃ钢板不同冷轧压下率的工业试验，研究了 退火过程中冷轧压下率对冷轧钢板组织性能的影响规律。结果表明：对于碳含量为０．ｏ４３％的低碳铝镇静 钢，试验条件下冷轧压下率对其力学性能和ｎ影响不明显，对ｒ影响则非常显著；冷轧压下率为７５％时，可 获得最大ｒ ，综合力学性能也达到最佳；△，则随冷轧压下率的提高而单调减小；铁素体晶粒饼形度随冷轧压 下率的提高而增加；冷轧压下率为７５％时，｛ｌ１１｝织构的强度明显高于冷轧压下率为６０％时的对应值。 关键词ＣｓＰ流程冷轧钢板冷轧压下率织构 Ｔｈｅ ＩＩｌ＝ｎｕｅｎｃｅ Ｏｆ Ｃ０ｌｄ ＲＯＵｅｄ Ｒｅｄｕｃｔｉ０ｎ Ｒａｔｉ０ ０ｎ Ａ肌ｅａＩｉｎｇ Ｔｅｘｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｉｃｒ０ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ０ｆ ＳＰＣＣ ｉｎ ＣＳＰ Ｐｒ０ｃｅｓｓ ＵＵ）（ｉｎｇｑｕａｎ ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇｑｉａｎｇ （ｒｒｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ０ｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ），） Ａｂｓｎ．ａｃｔ Ｉｎ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ａｌ－ｋｉｌ１ｅｄ ｓｔｅｅｌ ｐｒ０ｄｕｃｅｄ ｂｙ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｔｅｓｔ ０ｆ ｐｒ０ｄｕｃｉｎｇ ＳＰＣＣ ｉｎ ＣＳＰ ｐｒ０ｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ｄｉ Ｆｅｒｅｎｔ ｃｏｌｄ ｍｌｌｅｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉ０ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｉＨｎｕｅｎｃｅ ０ｆ ｃｏｌｄ ｍＵｅｄ ｒｅｄｕｃｔｉ０ｎ ｍｔｉｏ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｘｔｕｒｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ｉｎ ＣＳＰ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈ０ｗ ｔｈａｔ，ｆ０ｒ ｔｈｅ Ａｌ—ｋｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｗｉｔｈ ０．０４３％ｃａｒｂ０ｎ， ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｒ０ｌ】ｅｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｄｏｅｓ ｎ０ｔ ｈａｖｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎｎｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｎ— ｖａｌｕｅ，ｂｕｔ ｇｒｅａｔ ｉ １ｕｅｎｃｅ ０ｎ ｒ—ｖａｌｕｅ． Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｒｍ—ｖａｌｕｅ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｔｉｏ ｏｆ ７５％． Ａｎｄ△ｒ—ｖａｌｕｅ ｉｓ ｍｏｎｏｔ０ｎ０ｕｓｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ０ｆ ｃｏｌｄ ｒ０ｌｌｅｄ ｒｅｄｕｃｔｉ０ｎ ｒａｔｉｏ． Ａｓ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｓ ａｔ ７５％，ｔｈｅ ｓｔｒｅｎ ｈ ｏｆ｛１１ １｝ｔｅｘｔｕｒｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ山ａｎ ｔｈａｔ ａｔ ６０％ｒｅｄｕｃｔｉ０ｎ ｒａｔｉｏ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ＣＳＰ ｐｒ０ｃｅｓｓ， ｃｏｌｄ ｍｌｌｅｄ ｓｔｒｉｐ， ｃｏｌｄ ｍ１ｌｅｄ ｒｅｄｕｃｔｉ０ｎ ｒａｔｉｏ， ｔｅｘｔｕｒｅ ＣＳＰ（Ｃ０ｍｐａｃｔ ｓｔ邱Ｐｒ０ｄｕｃｔｉｏｎ，紧凑式板带 冷轧压下率与碳含量的最优配合关系，一般低碳 钢为７Ｏ％，微碳钢为８０％，超低碳钢约为 生产）流程与传统流程相比，因热历史、变形 制度和冷却制度不同而表现出热轧钢板组织细 ９０％。为了研究ｃｓＰ流程下冷轧压下率对罩式 退火冷轧钢板组织和性能的影响规律，本文通过 小、强度偏高等特征¨］，这些特征会对ｃｓＰ流 程冷轧产品的组织和性能产生影响，在随后的退 对ｓＰｃｃ冷轧钢板在生产现场分别采用６０％， 火过程中微观组织的变化和织构的演变规律等也 与传统流程不同。传统流程的研究表明 Ｊ：采用 罩式退火生产冷轧钢板，要获得高的平均塑性应 变比（ｒｍ），在其他条件相同的情况下，存在着 ７０％，７５％和８０％４种压下率进行冷轧和退火 工业试验，对冷轧退火成品钢板进行了力学性能 检测、基本成形性能检测、金相组织观察和织构 测试等分析和研究。 刘兴全：２００８年毕业于北京科技大学，硕士，现在技术研究院从事 高性能汽车板生产工艺研究工作。收稿／２Ｏｏ９一ｏ２—２６ １试验材料及方法 山 ∞ 宴 ＼ 骠 １．１试验材料 试验材料为某钢厂ｃｓＰ流程生产的低碳铝 出 ∞ 镇静钢热轧钢板，其牌号为ｓＰＨｃ，试验用钢板 哩 的化学成分见表１。 表１试验用钢板的化学成分 ％ 冷轧压Ｆ翠／％ 成分 ｃ ｓｉ Ｍｎ Ｐ ｓ ＡＩｔ Ａｌｓ 图１ 不同冷轧压下率下的钢板力学 含量Ｏ．ｏ４３ Ｏ．０２１ Ｏ．１５ Ｏ．Ｏ１２ ０．Ｏｏ４ ０．ｏ２６ Ｏ．０２２ 性能检测结果 １．２试验方法 由图ｌ可见，罩式退火条件下，随着冷轧压 试验选取同一炉次的４块ＳＰＣＣ钢板进行 下率的提高，屈服强度和抗拉强度有降低的趋 ＣＳＰ热轧，热轧板卷经冷轧后送罩式炉退火，冷 势，但变化不大；延伸率的变化不明显；当冷轧 轧压下率分别为６０％，７０％，７５％，８Ｏ％，退 压下率为７５％时，屈服强度和抗拉强度最低， 火出炉后进行平整，并分别进行力学性能检测、３ ３ ３ ２ ２ ２ ２ ２ １ ｌ ∞加∞∞∞∞∞∞∞∞ 延伸率最高，综合指标相对较好。 基本成形性能检测、金相组织观察及织构测试。 ２．２冷轧压下率对基本成形性能的影响 其具体内容如下： 表征钢板基本成形性能的２个最重要参数分 １）力学性能和基本成形性能检测在材料试 别是加工硬化指数（ｎ）和塑性应变比（ｒ）。不 验机上进行，分别执行ＧＢ／Ｔ ２２８．２００２《金属材 同冷轧压下率下的钢板的ｎ和ｒ检测结果如图２ 料室温拉伸试验标准》、ＧＢ／Ｔ ５０２７．１９９９《金属 所示。 薄板和薄带塑性应变比试验方法》和ＧＢ／Ｔ ５０２８—１９９９《金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数 试验方法》标准。 ２）试验用冷轧钢板的金相组织观察面为平 行于轧向的侧面，经预磨、抛光后用４％硝酸 酒精溶液浸蚀。 ３）织构测试试样取自冷轧钢板，用线切割 方法进行加工，尺寸为２４ ｍｍ×１４ ｍｍ，长边平 行于轧向。统一测试距表面ｌ／４厚处的织构。在 ｓＩＭＥＮｓ Ｄ５０００ ｘ射线衍射仪上采用反射法测 冷轧压Ｆ翠／％ ｛２０ｏ｝、｛２ｌ１｝和｛１１０｝不完整极图，再由计算 注：ｒ９０为横向ｒ，ｒ４５为４５。方向ｒ，ｒ０为轧向ｒ， 机采集的极图数据计算出ＯＤＦ（取向分布函数 △ｒ：（ｒ０—２ｒ４５＋ｒ帅）／２，ｒ ＝（ｒ０＋２ｒ４５ ｒ帅）／４。 分析法）值，沿 ２（欧拉角的一个方向）截取 图２ 不同冷轧压下率下的钢板ｎ和ｒ 绘制ＯＤＦ截面图，并根据试验数据用ｏｒｉ鼬ｎ软 检测结果 件绘制 和 取向线。 由图２可见，随着冷轧压下率的变化，ｎ变 化不大，但ｒ有明显变化，且其３个方向的值表 ２试验结果与讨论 现出不同的变化规律：ｒ９ｏ随冷轧压下率的提高 先增大后减小，在压下率为７５％处出现峰值； ２．１ 冷轧压下率对力学性能的影响 ｒ０和ｒ 均随冷轧压下率的提高而增大；ｒ 在冷 分别对不同冷轧压下率下的钢板进行力学性 轧压下率为７５％处出现峰值；△，则随冷轧压下 能检测，结果如图ｌ所示。 率的提高而减小。 ２．３冷轧压下率对金相组织的影响 对不同冷轧压下率下的钢板进行金相组织观 察，其照片见图３。 由图３可见，不同冷轧压下率下的钢板组 织均由铁素体、少量珠光体和弥散的碳化物组 成，铁素体晶粒长轴与短轴方向长度比较大，晶 粒呈饼形，饼形晶粒特征较明显，组织较粗大且 均匀性较差。 （ｂ） （ａ）冷轧压下率为６Ｏ％；（ｂ）冷轧压下率为７０％； （ｃ）冷轧压下率为７５％；（ｄ）冷轧压下率为８０％ 图３ 不同冷轧压下率下的钢板金相组织照片 分别按轧向、横向和厚度方向对不同冷轧压 下率下的钢板的金相组织进行晶粒尺寸统计，结 果如图４所示。 由图４可见，随着冷轧压下率的提高，晶粒 轧向尺寸增大明显、横向尺寸变化不大、厚度方 向尺寸变小。铁素体晶粒饼形度（长度方向晶 粒尺寸与宽度方向晶粒尺寸之比）增大，晶粒 略微变大，组织趋于均匀。 ２．４冷轧压下率对织构的影响 在化学成分和热轧工艺相同的条件下，冷轧 压下率的大小对后续退火过程钢板再结晶织构的 形成具有很大影响，从而对最终产品的基本成形 性能产生影响。结合力学性能及基本成形性能， 呈 ＼ 昭 ６０ ６５ ７０ ７５ ８Ｏ 冷轧压下率／％ 图４不同冷轧压下率下的钢板的金相 组织各方向晶粒尺寸统计结果 本试验选取冷轧压下率分别为６０％和７５％下 的钢板，测试其ｌ／４厚处的织构。不同冷轧压下 率下钢板织构的 ２为４５。的ＯＤＦ截面图如图５ 所示， 和 取向线如图６所示。 （ａ） （ｂ） （ａ）冷轧压下率为６０％；（ｂ）冷轧压下率为７５％ 图５ 不同冷轧压下率下钢板织构的 ２为４５。的０ＤＦ截面图 蛰： 稍 粗 匠 足 甾 欧拉旋转角度／度 欧拉旋转角度／度 （ａ） （ｂ） （ａ）ｄ取向线；（ｂ） 取向线 图６ 不同冷轧压下率下钢板织构的 和 取向线 由图６ａ可见，２种冷轧压下率下钢板织构 冷轧压下率为６０％时的｛ｌ１１｝＜０ｌ１＞处织构 在ａ取向线上较为明显，在｛１ｌ１｝＜ｌ１０＞处 强度。 织构分布强度最大，｛ｌｌ２｝＜ｌｌ０＞处次之，而 在｛００１｝＜ｌ１０＞处则较小。冷轧压下率为 ３结 论 ７５％时， 取向线上织构比冷轧压下率为６Ｏ％ 时更强，其｛１１１｝＜１１０＞处织构分布强度达 １）对于碳含量为０．０４３％的低碳铝镇静 到１ ｏ．７；而冷轧压下率为６Ｏ％时，｛１ｌ１｝＜ｌ１０＞ 钢，冷轧压下率对其力学性能和凡影响不明显， 处织构分布强度为８．２，可见冷轧压下率为７５％ 对ｒ影响则非常显著，冷轧压下率为７５％时可 的｛１１１｝＜ｌ１Ｏ＞织构明显强于冷轧压下率为 获得最大ｒ ，此时综合力学性能也可达到最佳， ６０％时的对应值。 △ｒ则随冷轧压下率的提高而减小。 由图６ｂ可见，２种冷轧压下率下钢板织构 ２）随着冷轧压下率的提高，退火后钢板金 在 取向线上都较为明显，特别是在｛ｌ１ｌ｝ 相组织轧向晶粒尺寸明显增大，横向尺寸变化不 ＜０ｌ１＞处附近的织构强度较大，冷轧压下率为 大，厚向尺寸变小，铁素体晶粒饼形度增大，组 ７５％时的｛ｌｌ１｝＜０ｌ１＞处织构强度明显大于 （下转第３５页） 钩， 角就越大，因此应使钢丝绳尽量靠近布料 溜槽的支撑钩处，但需留出支承轴安装的位置。 入炉内，将手拉葫芦吊挂在布料溜槽辅助吊装孔 上。该方法存在较大的人身安全隐患，仅是一种 补救措施，不特别推荐使用。 ４更换过程中的注意事项 在更换炉顶布料溜槽的过程中，检修人员除 需牢记并严格执行安全工作标准外，钢丝绳的选 用也应特别注意。目前，普遍使用普通麻芯钢丝 绳，更换布料溜槽必须在炉顶温度降至８０℃以 下时才可进行。若更换布料溜槽时炉顶温度高于 ８０℃（即钢丝绳表面温度较高），则钢丝绳在使 用过程中会不断地被挤压而使油脂渗出，导致钢 图７布料溜槽头部受力图 丝之间的摩擦力增大，从而使钢丝绳的挠性和弹 ３更换过程中特殊情况的处理 若卷扬机的钢丝绳拴挂位置不合适，则布料 溜槽头部就不能抬起足够的高度，此时可通过中 心喉管在布料溜槽头部的辅助吊装孔处挂１个 ２ ｔ的手拉葫芦，与卷扬机共同完成布料溜槽头 部抬起的工作（见图５）。这种方法是在布料溜 槽未完全定位的情况下，检修人员沿布料溜槽进 性降低，最终导致钢丝绳崩断，对人员及设备造 成损害。 ５结 语 利用炉顶天车和卷扬机协调作业来快速更换 布料溜槽的方法，可使高炉检修时间缩短３— ５ ｈ，显著提高劳动生产率，减少高炉停风时间， 提高高炉产量。 编 高东梅 （上接第１８页） 时的对应值。 参考文献 织趋于均匀。 ３）试验用冷轧钢板退火后织构主要表现为 ｛ｌｌ１｝＜ｌｌＯ＞织构，但还存在｛ｌｌ２｝＜ｌ１０＞ 变形织构，随着冷轧压下率的提高， 和 取向 线的取向密度不断增大，其中各晶粒取向在 １康永林，傅杰，柳得橹等．薄板坯连铸连轧钢的组织 性能控制．北京：冶金工业出版社，２０ｏ６ ２ Ｆｕｋｕｄａ Ｍ． ｎｌｅ Ｅ ｅｃｔ ０ｆ Ｃａｒｂ０ｎ Ｃ０ｎｔｅｎｔ Ａｇａｉｎｓｔ卜Ｖａｌｕｅ ｛ｌ１１｝＜１１Ｏ＞的聚集较为突出， 织构即 ｛ｌｌ１｝有利织构增加。冷轧压下率为７５％时， ｛ｌ１ｌ｝织构的强度明显高于冷轧压下率为６０％ Ｃ０ｌｄ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓ Ｒｅｌａｔｉ０ｎｓ ｉｎ Ｓｔｅｅｌ Ｓｈｅｅｔｓ． Ｊ． Ｉｒｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｉｎ８ｔ． Ｊｐｎ，１９６７（４）：５５９－５６１ 编辑／谢晨磊