退火溫度及冷軋壓下量對低碳鋁鎮靜鋼退火織構的影響①

飛尚才， 李志強， 蔣小霞

（1.青海高等職業技術學院，青海 海東 810799； 2.寧夏大學，寧夏 銀川 750021）

汽車行業競爭越來越劇烈，對鋼板質量提出越來越高的要求，促使鋼材生產單位不斷革新工藝技術和改進質量［1］。 薄板坯連鑄連軋工藝（CSP 工藝）由于其特殊的變形方式，使產品的析出物形態、顯微結構和位錯密度與傳統熱軋帶鋼工藝不同，CSP 工藝生產的帶鋼產品屈服強度普遍偏高，在隨后冷軋工序中不利于變形并增加能耗，而且對沖壓用板的成形性能也有不利影響［2］。 為了解決這一問題，以酒鋼CSP 工藝生產的低碳鋁鎮靜鋼為實驗原料，探索退火溫度及冷軋壓下量對低碳沖壓用鋼退火后織構的演變規律，為現場實際生產提供一定理論依據。

1 實驗材料及研究方法

1.1 實驗材料

酒鋼CSP 工藝生產的熱軋卷經四輥軋機冷軋，冷軋壓下量分別為65%、70%、75%、80%。 實驗鋼材化學成分見表1。

表1 試樣化學成分（質量分數）／%

1.2 研究方法

將不同冷軋壓下量下生產的冷軋料經剪板機剪制成250 mm×150 mm 的矩形板，對所取試樣在SRJX?4?9箱式電阻爐中進行再結晶退火。 以升溫速率180 ℃／h將試樣加熱到540 ℃，再以30 ℃／h 分別加熱到690 ℃、700 ℃、710 ℃，保溫6 h，隨爐冷卻至120 ℃后出爐，空冷至室溫，然后利用Mo 靶X 射線衍射儀測出不完整極圖，由此計算取向分布函數（ODF），進行織構分析。

2 實驗結果與分析

2.1 冷軋壓下量對織構的影響

對退火溫度700 ℃、不同冷軋壓下量的低碳鋼退火試樣進行了織構測定，由｛211｝、｛220｝、｛100｝織構圖按Bunge 法計算出趨向分布函數ODF 圖。 圖1 給出了4 種不同冷軋壓下量下退火試樣在φ2 ＝45°橫截面上的ODF 圖。

圖1 不同冷軋壓下量的取向分布函數（ODF）圖（ φ2＝45°）

由圖1 可以看出，冷軋壓下量65%時，γ 纖維織構很不規整且密度較弱，出現了強的｛011｝＜110＞旋轉立方織構和｛011｝＜100＞高斯織構；當壓下量達到70%時，γ 織構明顯增強，即鋼中與板面平行的｛111｝晶面增多，旋轉立方織構和高斯織構明顯比65%壓下量時要弱；隨著壓下率進一步增加，γ 纖維織構反而減弱，出現了較強的旋轉立方織構［3-4］。

為進一步研究冷軋壓下量對低碳沖壓用鋼織構的影響，采用趨向分布函數法分別計算了α 和γ 趨向函數f（0，φ，45）和f（φ，45，55），繪制出α、γ 趨向線如圖2 和圖3 所示。

圖2 冷軋壓下量對低碳沖壓用鋼α 趨向線的影響

圖3 冷軋壓下量對低碳沖壓用鋼γ 趨向線的影響

從α 和γ 趨向線上可以看出，壓下量為70%和75%時，有利于深沖性能的｛111｝＜110＞織構和｛112｝＜110＞織構較強，而對沖壓性能不利的旋轉立方織構｛100｝＜011＞和高斯織構｛011｝＜100＞較少。 這是由于隨著冷軋壓下量增加，低碳沖壓用鋼晶體內部形成的剪切帶、位錯及亞晶數量增加，形變金屬所具有的儲存能增加。 一般認為，有利于其深沖性能的纖維織構的形成與儲存能的大小相關，高的儲存能有利于形成γ 纖維織構。另一方面，大量研究表明｛111｝取向晶粒首先在剪切帶、位錯及亞晶附近形成，因此在壓下量不太大的情況下，γ 纖維織構隨著冷軋壓下量增加而增強［5-6］。 但是隨著冷軋壓下量進一步增加，起初形成的｛111｝取向晶粒將會沿著某一晶軸發生轉動，即起初形成的｛111｝取向晶粒將會轉變為α 纖維織構和其他織構，造成｛111｝織構相應降低。

2.2 退火工藝對織構的影響

冷軋壓下量70%，不同退火工藝下退火板取向分布函數（ODF）圖如圖4 所示。

圖4 不同退火工藝條件下取向分布函數（ODF）圖（ φ2＝45°）

從圖4 可以看出，退火溫度690 ℃時，旋轉立方織構和高斯織構較多；退火溫度700 ℃時，γ 纖維織構大幅增強，旋轉立方織構近乎消失；退火溫度710 ℃時，γ纖維織構反而減弱，又出現了一定量的旋轉立方織構［7-8］。 這是因為隨退火溫度升高，低碳沖壓用鋼鐵素體晶粒尺寸逐漸長大，冷軋態遺留下來的｛001｝＜110＞織構均有不同程度地減弱，冷軋織構｛112｝＜110＞經退火后均轉變為｛111｝＜112＞，｛111｝＜110＞退火織構，其中｛111｝//ND 和｛110｝//ND 這2 種織構組分發展較快，而其余織構組分發展相對較慢，γ 纖維織構增強；當退火溫度進一步增加時，各織構發展均較快，易產生隨機織構，降低塑性應變比r值［9］。r值主要受織構的影響，在退火工藝一定的情況下，當冷軋壓下量為70%時，有利于深沖性能的γ 纖維織構強度較大；在冷軋壓下量一定時，當退火溫度為700 ℃時，γ 纖維織構強度較大。

3 結 論

1） 壓下量70%時，γ 織構明顯增強， 隨著壓下率進一步增加，γ 纖維織構反而減弱，出現了較強的旋轉立方織構；壓下量70%和75%時，有利于深沖性能的｛111｝＜110＞織構和｛112｝＜110＞織構較強，而對沖壓性能不利的旋轉立方織構｛100｝＜011 ＞和高斯織構｛011｝＜100＞較少。

2） 當退火溫度700 ℃、壓下量70%時，γ 纖維織構強度較大，沖壓性能較好。