美標(biāo)結(jié)構(gòu)用鍍鋅板SS80-1產(chǎn)品開發(fā)

文/閆磊 楊躍，河鋼邯鋼技術(shù)中心

美標(biāo)結(jié)構(gòu)用鍍鋅板SS80-1產(chǎn)品開發(fā)

文/閆磊 楊躍，河鋼邯鋼技術(shù)中心

利用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)研究了SS80-1高強(qiáng)度鍍鋅板的連續(xù)退火工藝對組織的影響，確定了SS80-1的退火工藝制度，采用溫度490±5℃的退火工藝進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，鋼板性能達(dá)到屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度Rp0.2≥550MPa， 抗拉強(qiáng)度Rm≥660MPa，斷后延伸率A50≥7%。

高強(qiáng)度鍍鋅板；連續(xù)退火；組織

1 前言

目前，典型的熱鍍鋅高強(qiáng)鋼主要有低合金高強(qiáng)鋼系列、雙相高強(qiáng)鋼，高強(qiáng)結(jié)構(gòu)用鋼系列等，具有較高的強(qiáng)塑積，在節(jié)能減排和輕量化發(fā)展中起到積極作用。但由于上述鋼種均加入了較多的合金，使制造成本升高，變形抗力增加，最終導(dǎo)致屈服強(qiáng)度550MPa級高強(qiáng)度鍍鋅的厚度規(guī)格局限在0.8mm以上，難以滿足0.5mm以下薄規(guī)格高強(qiáng)度鍍鋅板的市場需求。針對這一問題，本文研究了薄規(guī)格高強(qiáng)度鍍鋅板產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，以滿足不同市場的需求。

2 主要技術(shù)要求

根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM A653/A653M的要求，SS80-1的技術(shù)要求見表1。

表1 SS80-1產(chǎn)品主要化學(xué)元素和力學(xué)性能要求

3 工藝分析

為了保證產(chǎn)品厚度，降低酸軋變形抗力，同時(shí)提高產(chǎn)品強(qiáng)度，計(jì)劃采用C-Mn鋼成分體系，添加鈮鈦等貴重金屬元素，通過熱軋和鍍鋅退火工藝控制得以保證產(chǎn)品的強(qiáng)度。

3.1 試驗(yàn)方案及方法

采用軋硬態(tài)的硬質(zhì)鋼板，延軋制方向剪取P7試樣，利用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行模擬連續(xù)退火實(shí)驗(yàn)。考慮到薄規(guī)格產(chǎn)品的表面質(zhì)量，選擇120m/min帶鋼退火運(yùn)行速度，選擇500、520℃、540℃、560℃、580℃5個(gè)退火溫度。

退火試驗(yàn)后，用光學(xué)顯微鏡40MAT觀察試樣顯微組織，在QUASAR600型全自動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）各實(shí)驗(yàn)溫度下冷軋鋼板的力學(xué)性能如表3所示。

表3 各實(shí)驗(yàn)溫度下冷軋鋼板的力學(xué)性能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

由表3中力學(xué)性能可以看出，在模擬在線速度120m/min一定的情況下，隨著退火溫度的提高，產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度在逐漸下降，斷后延伸率在逐漸上升。

各溫度退火后冷軋鋼板的金相組織，見圖1。

圖1 不同退火溫度下冷軋鋼板金相組織比較

退火溫度在500-520℃時(shí)，鋼板未發(fā)生再結(jié)晶，處于回復(fù)階段，具有明顯的帶狀組織，金相如圖1a、b所示，此時(shí)；540℃時(shí)鋼板已經(jīng)發(fā)生再結(jié)晶，出現(xiàn)了原始晶界如圖1c所示；隨著退火溫度的提高，再結(jié)晶晶粒進(jìn)一步長大，560-580℃時(shí)鋼板出現(xiàn)了明顯的再結(jié)晶組織，鋼板的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度降低，延伸率升高。

根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，為了獲得SS80-1要求的強(qiáng)度，提高成材率，退火溫度設(shè)定在540℃左右。

3.2 鍍鋅工藝試制

鋼板冷軋后晶粒扭曲變形，形成帶狀組織，同時(shí)位錯(cuò)堆積產(chǎn)生應(yīng)變強(qiáng)化，使強(qiáng)度升高。因此，鍍鋅工藝的控制關(guān)鍵是根據(jù)產(chǎn)線的能力，設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣取囟龋刂飘a(chǎn)品的回復(fù)再結(jié)晶的程度，使產(chǎn)品力學(xué)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)兼顧鍍鋅產(chǎn)品的表面質(zhì)量，確保產(chǎn)線生產(chǎn)順行和產(chǎn)品質(zhì)量滿足技術(shù)要求。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過適當(dāng)控制退火溫度和退火速度，使入鋅鍋溫度與速度相匹配不但保證了產(chǎn)品的力學(xué)性能，而且穩(wěn)定了鋅鍋熱平衡，保證了產(chǎn)品表面質(zhì)量，達(dá)到了穩(wěn)定生產(chǎn)的預(yù)期狀態(tài)。

4 力學(xué)性能和金相組織分析

4.1 力學(xué)性能

SS80-1的屈服強(qiáng)度分布在550～660MPa之間，抗拉強(qiáng)度分布在660～690MPa之間，延伸率分布在7～11%。

4.2 金相組織

SS80-1的金相組織為未完全再結(jié)晶組織，組織為F+少量P，晶粒為軋制后拉長態(tài)晶粒。

5 結(jié)語

（1）采用低碳鋼成分體系，通過控制退火溫度可實(shí)現(xiàn)超薄規(guī)格0.45mmSS80-1高強(qiáng)度鍍鋅產(chǎn)品的生產(chǎn)；

（2）采用490±5℃的退火溫度，可保證SS80-1產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度Rp0.2≥550MPa， 抗拉強(qiáng)度Rm≥660MPa，斷后延伸率A50≥7%。

閆磊（1980-），男，2008年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)材料學(xué)專業(yè)，河北邢臺人，工程師，碩士。