卷取溫度與終軋溫度對DC01性能的影響

文宇龍，楊少華，張 濤

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司 安徽馬鞍山 243000)

多年來，汽車產業占據國家經濟的重要地位。隨著汽車行業的不斷發展，已與國家的經濟、交通、物流、能源以及人民的生活密不可分。在國家大力推進碳中和、碳達峰的背景下，汽車的輕量化、節能化成為了一種趨勢，先進高強占比逐漸增大。但是在一些對成形性能和力學性能要求不是很高的內板零件，從材料的成本考慮，低碳鋁鎮靜鋼仍占據一定的比例。而低碳鋁鎮靜鋼的性能受到各工序的影響，每個工序都需要進行精確控制[1]-[4]。熱軋工序是整個生產流程中最重要的幾道工序之一，該工序工藝直接影響最終產品的性能。精確控制該工序工藝及流程，對控制產品的性能穩定性具有重要意義。特別在客戶多樣化，用途多樣化的情況下，客戶對產品的要求越來越高，深入了解熱軋過程中終軋溫度以及卷取溫度對低碳鋁鎮靜鋼性能的影響，有利于滿足客戶的多樣化需求，同時對提高自身產品的能力以及質量有著積極作用。

1 實驗材料及方法

實驗材料為某鋼廠生產DC01煉鋼生產的連鑄板坯，具體化學成分見表1所示：

表1 實驗用鋼DC01化學成分(質量分數，wt%)

鑄坯經1580進行軋制，熱軋過程如下：坯料加熱到1200 ℃保溫3 h左右，隨后經高壓除鱗，先經過2輥可逆式粗軋后采用4輥可逆式粗軋，隨后經F1-F7精軋機進行精軋，按照設定的道次進行軋制，最后經過卷取機進行卷取。出爐溫度設定為1230 ℃，終軋溫度分別設定為(890 ℃、910 ℃、930 ℃)，卷取溫度分別設定為(680 ℃、710 ℃、740 ℃、760 ℃)。酸軋經過5機架軋制，壓下率控制在75%左右。隨后經退火爐760℃退火處理。

表2 1-6#試樣對應的熱軋參數(℃)

利用拉伸試驗機對DC01熱軋卷以及成品卷的力學性能進行檢測，利用金相顯微鏡對組織結構進行檢測，腐蝕劑采用4%硝酸酒精溶液。

2 實驗結果及分析

2.1 力學性能

在相同卷取溫度的條件下，1#、2#、5#試樣的力學性能隨終軋溫度的變化趨勢如圖1所示。從圖1中可以看出，熱軋卷的抗拉強度以及屈服強度隨著終軋溫度的升高，強度呈現下降趨勢，而延伸率呈線性上升趨勢，但波動幅度較小。主要是由于終軋溫度高，之前的加熱溫度以及軋制溫度也較高，高溫促進晶粒的長大，減少了晶界的阻力，從而降低了強度。

圖1 終軋溫度對DC01熱軋卷性能的影響

圖2 卷取溫度對DC01熱軋卷性能的影響

在相同的終軋溫度條件下，3#、4#、5#、6#試樣的力學性能隨卷取溫度的變化趨勢如圖2所示。從圖2中可以看出，熱軋卷的抗拉強度及屈服強度隨著卷取溫度的升高，強度呈現下降趨勢；延伸率呈現上升趨勢。主要是由于高卷取溫度，促進了鐵素體的長大，從而造成強度降低。

圖3、圖4為DC01成品性能與終軋溫度以及卷取溫度的關系圖，從圖3中可以看出，1#、2#、5#試樣的力學性能隨著終軋溫度的增加，強度基本呈現呈現持平趨勢，波動較小，但是上升趨勢不明顯，幅度較低，基本控制在20 MPa以內。中部的強度相對于頭部、尾部都有所降低，抗拉強度低約20 MPa左右，屈服強度低約40 MPa。而延伸率相對持平，波動只有4%左右。

圖3 終軋溫度對DC01成品卷性能的影響

圖4 卷取溫度對DC01成品性能的影響

從圖4中可以看出，3#、4#、5#、6#試樣力學性能隨著卷取溫度的增加，強度呈現下降趨勢，波動范圍為40 MPa左右，其中屈服強度下降較為明顯，抗拉強度相對有所降低。中部強度相對頭部、尾部有所降低，屈服強度降低約40 MPa左右，最大達60 MPa，抗拉強度偏低20 MPa左右，延伸率相對有所提升。主要是由于隨著卷取溫度以及終軋溫度的升高，熱軋組織更加均勻，影響退火后的組織，提高了冷軋薄板的深沖性能。

2.2 顯微組織

從金相圖中可以看出，通過對比發現，未出現混晶組織。其中試驗方案(終軋溫度為890 ℃，卷取溫度為776 ℃)對應的金相組織最為粗大，綜合性能也相對最好，屈服強度184 MPa，抗拉強度327 MPa，延伸43%。主要是由于采用此工藝，熱軋卷的鐵素體晶粒長大，碳化物聚集而粗大化，AlN進一步得到析出和長大；經過連續退火后，鐵素體晶粒粗大?？焖偌訜嵬七t了粗大碳化物的固溶和回復，形成了有利于沖壓的再結晶組織[5]。

圖5 1#-6#試樣金相照片

3. 結論

熱軋卷中部的性能比邊部更加穩定。在試驗溫度范圍內，隨著終軋和卷取溫度的增加，強度隨著卷取溫度的增加呈下降趨勢，而隨著終軋溫度的變化呈現上升趨勢，波動范圍較窄。

在試驗溫度范圍內，組織均未出現混晶。冷軋成品的強度隨終軋溫度的變化呈上升趨勢，波動不明顯；隨著卷取溫度的增加呈現下降趨勢，波動較大。