IF钢资料

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

第1 5卷第 1期20 0 3年 2月

钢铁研究学报J OURNA OF I L RON AND TEE S S L RE EARCH

VoI 1 No. _ 5, 1

F b 2 0 e .0 3

材料研究

冷轧压下量对铁素体区热轧 T.F钢冷轧板深冲性能的影响 i I李艳娇 刘战英 李晋霞 刘相华 王国栋，,,,( .廊坊陆军导弹学院二系，北廊坊 0 5 0; 2 1河 6 0 0 .河北理工学院冶金系，河北唐山 0 30; 6 0 9 3东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，宁沈阳 10 0 ) .辽 1 0 6

摘

要：究了于铁素体区润滑热轧的 TiF钢在随后的冷轧及退火工艺中深冲性能的变化。结研— I

果表明，冷轧压下量为 7%时 I在 5 F钢所获得的 r最高。织构分析表明，值于铁素体区润滑热轧的

I具有较强的{1} N F钢 1 1∥ D再结晶织构组分；轧时采用 7%的压下量和随后的退火工艺可获冷 5得最强的{1} N再结晶织构；轧压下量进一步增加时， 1 1∥ ND再结晶织构将会削弱。 11∥ D冷{1} 这种织构变化与冷轧时 N纤维晶粒内部的剪切带变化有关。 D关键词： I F钢；轧压下量；构；冲性能；内剪切带冷织深晶中图分类号： G1 2 1 T 4 .文献标识码： A文章编号：o 10 6 ( 0 3 0—0 40 1 o—9 3 2 0 ) 1 3—5 0

Ef e to l li g Re u to n Dr wa iiy o f c f Co d Ro ln d c i n o a b lt fH 0 le F t e he ti r ie Re i n t Ro l d I S e lS e n Fe r t g oLIYa—a。 LI Z a— ig, LIJnxa, LI Xin u 3 WANG o d n 3 nj o, i U h n yn i- i。 U a g h a, Gu— o g( .L n fn my Mi i n t ue a ga g 0 5 0 1 a ga gAr s l Isi t。L n fn 6 0 0,Chn; 2.He e n ttt f se t ia b iIsiueo

T c n l y T n sa 6 0 9 C ia 3 Not es

Un es y S e y n 1 0 6 C i ) e h oo, a g h n 0 3 0, hn; . r a t i ri, h n a g 1 0 0, hn g h v t a

A s r c: ed a bl y o od r l d TiI te ih wa r t u rc u l o o l n e r sa - b ta t Th r wa i t f c l ol -F se l i a e - wh c sf s b ii s h t l i u r c y t l i l o y r e n d - l e e r e r go s n e t a e .Th e u ts o d t a h n e l od r l h e c u r t i d fri e in Wa iv s i t z t g d e r l h we h tt e a n e c l o l s e ta q ie i s a d d e s s hg e t r v l e b e f r d 5% r u t n i o d r ln .Th e t r n lss s o d h tt e h t i h — a u y p ro me 7 s d e c i n c l ol g o i e t x u e a ay i h we t a h o

bn s fer e ol i Fs e hv t ne 1 1∥N xuecm o e t T e{1} D cm— ad ri l T— t l aesr gr{1} D t tr p nn . h 1 1∥N o f tr e d I e o e o oo e ti e r s a i t e t r r l e sf d a h o a d i c l o l wi 7 p n n n r c y t l a in t x u ei g e ty i tn i e st e h tb n o d r l t 5% r u t n l z o s a n i s d e h d e ci o

adsbeunl ana, n ei es y f 1} N c s l ai xues akn hn n sqe t el a dt tni {∥ D i r r t l t nt tr u yn e d h n to 1 1 n e y ai o e z iwe ee w e dhg e l ol g r u t n r t ef r e .Th h n e o et x u ema e r lt O t e c a g f i h rc d r l n o i e c i a ei p ro d d o s m ec a g f h e t r y b ea e t h h n eo t d s e rb n s i h a d n

ND i r r is d rn o d r l n . a f eg an u ig c l ol g b i Ke r s I t l c l o l e u t n;e t r; r wa i t;n g an s e rb n y wo d:F s e; d r l d r c i t x u e d a bl y i- i h a d o e d o i r a

I又称无间隙原子钢， F钢它是在超低碳钢中加入一定量的钛和铌，钢中的碳、使氮原子完全被固定成碳氮化合物，致钢中无间隙原子存在。该钢具导有极优良的成形性，即塑性应变比 ( )高 ( ) r值>2, 加工硬化指数值高 ( .5,高 ( 0%)>0 2 ) >5。作为第三代冲压用钢，主要性能要求是良好的深冲其基金项目 l家自然科学基金资助项目( 9 9 4 0国 5954)作者简介：艳娇 (9 6)女，士。李 17 .,硕助教； 收稿日期：0 20 .4 2 0 .20;

性能。判断 I F钢深冲性能的主要指标是塑性应变比。文献表明¨,冲材料 r值的大小是由织构 深的性质决定的。最有利的取向为{ 1} v 1 1<u w>,即

<1 1 1>∥N织构，即 y织构；不利的取向是 D也最{0} 1>。上述织构组分的对比关系强烈影响 0 1<1 0

深冲性能指标 r值。

修订日期：0 20 .6 2 0 .60

—

3— 4

IF钢资料

维普资讯 http://www.77cn.com.cn第 1期李艳娇等：轧压下量对铁素体区热轧 T—冷 iF钢冷轧板深冲性能的影响 I 2月

冷轧压下量是影响 I F钢深冲性能最重要的因

素之一。I在奥氏体区热轧后再进行冷轧时， F钢需要大约 9 0%的压下量才能获得最高的 r值 H。 经铁素体区润滑热轧的I F钢具有较强的倒

<1 1 1>∥ND取向有利织构，而深冲性能较好。因笔者研究了于铁素体区润滑热轧的 I F钢进行冷轧及退火处理时压下量对深冲性能的影响，制订具为

嗣

有高深冲性能的铁素体热轧 I F钢板的冷轧工艺提供了依据，从织构形成机理的角度进行了分析。并餐雕 H曼

1试验材料及方法本试验所用 I F钢热轧板由上海宝山钢铁公司热连轧厂提供。材料的化学成分为 (质量分数，:

%)C 00 S 0 0. 3, i0. 06, n 0. 4, 0. M 1 P 01, 0 A1 S 0. 08 2, 0. 6, 0. 03, 06 Nb 0. 07。 03 N 0 Ti0. 5, 0

冷轧压下率

图 1不同退火时间条件下冷轧压下量对深冲性能的影响 Fi 1 Ef e to od ole e c in Oidr g. f c Fc l r ld r du to i awa iiy b lto pe i e s a e l o i e e ttm e fs c m n nn ae f r d f r n i d

试验所用 I F钢的热轧生产工艺为： 2 0mm厚 3

的连铸坯，出炉温度 11 01经粗轧机轧制成厚 4 0 2, 6 mm的中间坯，后再经 7机架精轧机连续轧制成然厚 4mm的板卷。中间坯进入精轧机时的温度为 8 0℃,轧温度为 8 0℃,取温度为 7 0℃。 5终 0卷 0 采用普通机油润滑，东北大学轧制技术及连在轧自动化国家重点实验室# 6 1 0 mm二辊冷轧机上

提高而降低。在冷轧压下量的变化过程中值始

终保持在对深冲性能有利的 0 2~0 4 . 8 . 0的范围内。压下量相同时，退火时间对 r值和 Y值的影响非常/微弱。

.将 4 mm厚的 I钢热轧板轧成厚 1 7 F . 5 mm、 . 2 2织构及显微组织分析 15 ..构 mm、 25 mm、1 m m、 75 mm、 5 mm 0.2 . 0. 0. 5 mm 2 2 1织

的薄板，后将试样分为两组， 7 0℃分别退火然在 5 6 0S或 5 4 0 S按照中华人民共和国国家标准 0 0。

图 2为热轧试样及压下量分别为 5 .5%、 62

7 5%、3 7 9 .5%、轧后配合 6 0S火试样在恒冷 0退=4。的 OD 5时 F截面图。图 3为与图 2对应试样的织构沿口取向线 ( 1>∥R和 y取向线<1 0 D)

G 5 2—5制备试样， B 0 78并在 WD -0 S 1 0电子式万能试验机上进行拉伸试验。通过实测拉伸数据，算得计到实验 I F钢的塑性应变比 r值和加工硬化指数 Y/ 值。在两种退火时间条件下，选取压下量为5 .5%、 5%、 3 7 62 7 9 . 5%的试

样，察退火后试样观

( 1>∥ND)化的情况。由图 3可见，不同<1 1变经压下量冷轧后，样的织构组分发生了明显改变。试 压下量为 5 . 5%时， 62口取向线上{2} 10>~ 23< 1

的显微组织，用 RI T 5 0P并 N 2 0/C型 X射线衍射仪测定织构，行织构 OD进 F定量分析。同时，观察压下量分别为 2%、0%、5%、3%的冷变形试样的 5 5 7 9金相组织。

{ 1} 1>理想取向织构密度较高，0 1 1 1<1 0{0}< 1 0~{1} 1>不利取向织构密度接近于 1> 1 2<1 0零，并存在很弱的{1} 1>不利取向织构取 1 0<1 0向线上， 1 1<1 0{1} 1>取向织构密度比热轧状态稍

2试验结果及分析2 1冷轧压下量对深冲性能的影响 .

有降低，1 1<12{1} 1>取向织构密度明显增强，在并{1} 13 1 1< 2>取向附近出现峰值。与热轧状态相比， y织构增多，构组成向有利于深冲的方向转织化，值升高。冷轧压下量为 7%时， r 5 y织构更强， 深冲性能更好。当冷轧压下量增加到 9 .5%时， 37 a取向线上有利取向织构密度几乎为零，{0}而 0 1<10、 1 0< 1 0 1>{ 1} 1>不利取向织构密度反而较

图 1为不同退火时间条件下，轧压下量￡对冷

I F钢试样深冲性能指标 r值和 Y值的影响。由图/可见， 6 0S 54 0S种退火时间条件下，在 0 和 0两 r值均先随压下量的提高而增加。在压下量为 7%时 5

r达到最大值 (约为 1 7 ) .2。之后 r又随压下量的值

高，其值在 4 0左右。 )取向线上{1} 14 ., 1 1< 3>取

一

35—

IF钢资料

维普资讯 http://www.77cn.com.cn20 0 3年钢铁研究学报第 l 5卷

避髓足釜4 O 6 2 O

()热轧，度水平： ., ., . 40… 1 .; ( )E 6 2 a强 1 0 2 0 30, .… 0 0 b=5 .5%,度水平： ., ., .,.…… 1 . 强 1 0 2 3 3 7 f0 i 30;( )E 5%,度水平： ., ., ., .…… 1 . ( )E=9 .5%,度水平： ., .

, .,0 0… 2 . c=7强 I0 2 8 4 6 6 3 70; d 37强 I0 4 0 7 0 1 .… 80

图 2热轧及冷轧试样恒=4。的 OD 5时 F截面图Fi 2 O DFso tr ld a d c d r le pe i e t g. fho ol n ol o l s c m nsa e d= 45 。

^

^

^0

^

^ ^

^

织照片。可以看出：素体晶粒已发生完全再结晶，铁晶粒比较粗大均匀。随冷轧压下量增加，晶粒有所细化。冷轧压下量为 9 . 5%时， 37晶粒均匀程度较

0 0

三V

葛霜V V V

V

V

V

篁

=

差，也是削弱深冲性能的因素之一。这23织构形成机理分析 .

由上面的分析可知，F钢于铁素体区润滑热轧 I之后再进行冷轧退火处理时， 7在 5%左右的冷轧压

下量下形成最强的{ 1}/N再结晶织构。冷轧 11/ D压下量进一步增加时，构组分反而变得不利于深织3 0 6 o 9 6 0 0 7 5 9 0

冲性能。织构随压下量的这种变化与 I F钢试样冷变形过程中形变织构的形成及退火过程中再结晶织构的形成密切相关。2 3 1形变织构 ..

/。 () ()a取向线； ( )y取向线 a b

l。/ ) (

图 3热轧及不同冷轧压下量试样的口、取向线 F窖 3口、 fb ro o ol d a dc l ol i. ie fh tr l n odr l e d es c me t fe e e ci n pe i n wih dif r ntr du to s

I F钢试样冷变形过程中，方面晶粒发生转一

动，成择优取向；形另一方面，由于滑移的进行，晶在粒内部出现了剪切带。图 5为不同压下量冷轧时 I F钢试样的光学显微组织照片。由照片可见，不同在

向织构密度很高，值达 1 .,对深冲性能最为其 29但有利的{1} 1>、 1 1< 1 2 1 1<1 0{1} 1>取向织构密度

压下量下，晶粒明显伸长，在晶粒内部形成了不同并程度的晶内剪切带。压下量为 2 5%时，乎看不到几晶内剪切带；压下量为 5 0%或 7%时则出现了较 5

却非常低，接近于零。这种织构

组成对深冲性能不利， r值降低至 1 4,于压下量为 5 . 5%和 .2低 627%时的 r值。 5

多的晶内剪切带；而压下量为 9 3%时，切带不明剪显。

由以上分析可知，随冷轧压下量增加，轧状态热形成的不利于深冲的{0} i>~{ 1<i 0 0 1<i 0 1 2} i>

随变形量加大，晶体金属的择优取向程度加多大，变织构增多。有关研究结果表明"]不同形 ,压下量冷轧后 I F钢的主要形变织构组分相同。冷

织构组分消失，中织构的转变先是有利于深冲性钢能(在试验范围内， 7以 5%的冷轧压下量得到最强

的 y织构 )但当冷轧压下量过大时，, y织构减弱，试样得到较多不利于深冲性能的织构， r值降低。这与文献[] 5的研究结果一致。2 2 2显微组织 ..

轧压下量升高时， a及 y形变织构强度提高。当压下量高达 9 0%时，形变织构集中于某种单一的 a纤维组分。由此推断，研究所用 I本 F钢试样冷轧后， 尽管压下量增加时冷形变织构组分不变，强度越但来越高。9 .5%的冷轧压下量时得到极强烈且单 37一

图 4为以不同压下量冷轧并采用 6 0S拟全 0模

氢罩式退火后试样沿轧向纵截面中心处光学显微组3一 6

的 a纤维织构。

一

IF钢资料

维普资讯 http://www.77cn.com.cn第 1期李艳娇等：轧压下量对铁素体区热轧 T—F钢冷轧板深冲性能的影响冷 i I 2月

( )￡=5%; ( )￡ 5%; ( )￡ 3 7 a 6 b:7 c=9 . 5%

图 4不同冷轧压下量退火试样的显微组织Fi 4 M ir sr c u eo p cm e nne e a t rc l o ld t d fe e e uci n g. c o t u t r fs e i nsa ald fe o d r le wih if r ntr d to

经不同压下量冷轧后，样织构组分中存在不试

同强度的 y织构， ND纤维织构。同时在不同冷即变形率时形成了不同形貌的晶内剪切带，图 5所如示。这种晶内剪切带促进了 ND纤维晶粒形核机制的进行。在不同压下量下获得的冷形变织构组分不同，内剪切带数量不同，晶其作用也不同。压下量为

2 5%时，变形程度小，乎无晶内剪切带，几织构变化不大。随冷轧压下量增加，变 a 织构增强，形、晶

内剪切带数量增加，形成更多的 N D纤维晶核，再结晶后 N D纤维织构密度增强。当压下量进一步增加

时，维织构越来越多，集中于某种单一组分。 a纤且同时，由于晶内剪切带数量减少，内剪切带促进晶( )￡ 5%; ( )￡ 0%; ( )￡ 5%; ( )￡ 3% a:2 b=5 c:7 d:9

ND纤维晶粒形核的作用被削弱。而可动性好的晶粒在选择生长机制作用下，逐渐长大，冷形变织构几

图 5不同冷轧压下■试样的显微组织Fi 5 M ir sr c u eofs e i e o d r ie wih g. c o t u t r p cm n c l old t s dif r ntr d to fe e e uc in

乎全部消失，形成新的不利于深冲性能的织构。

3结论 2 3 2再结晶织构 ..

冷变形后的退火过程是形成织构的重要阶段。新晶粒的形成经历两个过程，是形核过程，是晶一二核的长大过程。 再结晶形核过程中，心优先形成在变形程度核

( )F钢于铁素体区润滑热轧后再进行冷轧 1I时，随冷轧压下量的提高，性应变比 r值增加。在塑

7 5%的压下量下，达到最大值；下量高于 7% .压 5时，值降低。, . () 2织构分析表明， 7%的压下量冷轧并随以 5后退火可获得最强的织构，时深冲性能最好。此 ( )变形 ND纤维晶粒于晶界和晶内的形核 3强机制及弱的选择生长机制使再结晶后 y织构增强， 深冲性能提高。压下量为 7 5%左右时，这种织构形成机理作用最强；当压下量进一步增加时， ND纤维晶粒在晶界及晶内形核机制的作用减弱，择生长选

最高的区域，晶界、变带、杂、晶交界处如形夹孪等 n。。。有关研究表明n I卜”,F钢变形过程中易于在 ND纤维晶粒内部形成剪切带，晶粒碎裂。再使结晶过程中变形的 N纤维晶粒在晶界和晶内同时 D

形核。新形成的晶核具有与原变形 ND纤维晶粒非常相近的取向。由于新形成的 ND纤维晶核是在

变

形非常集中的晶界及晶内剪切带处形成，变储能形很高，晶核长大的驱动力比较大。随着退火的进行，

机制的作用加强，再结晶后 )织构强度减弱，冲使，深性能下降。

ND纤维晶粒逐渐吞并其它取向晶粒而生长，而从再结晶后形成了 N D纤维织构占优势的织构组成。

(下转第 6 6页 )

一

37—

IF钢资料

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

20 0 3年

钢

铁

研

究

学

报

第 l 5卷

非金属夹杂物的数量、型和尺寸分布的方法有化类学分析法、准图谱比较法，标图象分析仪分析法和电解萃取分析法等。化学分析法方法简单，应用最广，但它不能区分非金属夹杂物的类型和尺寸。

其它类型非金属夹杂物的数量。借助于图像分析仪还能检测出非金属夹杂物的尺寸分布。不同性质的电解液对不稳定夹杂物的萃取会产生影响。用这一方法检测出的非金属夹杂物的尺寸分布，以反映可不同冶炼工艺的影响。参考文献：[]陈镶武 .钢过程的脱氧[】 1炼 M .北京：金工业出版社，9 1冶 19 .

( )准图谱比较法可以区分非金属夹杂物的 2标类型和相对数量，它不能建立钢中总氧含量和硫但含量与这些夹杂物之间明确的对应关系。此外，球

状硫化钙和不变形的点状硅酸盐会被视为 D类夹杂物。因而这种方法不适于评价高纯度钢。 () 3图像仪分析法可以统计出金相试样上被检视场内非金属夹杂物的沾污度，与钢中非金属夹它

[]薛正良，李正邦，家雯，等 .不同脱氧条件下弹簧钢非金属 2张夹杂物尺寸分布[] J .钢铁，0 1 3 ( 2:02 . 2 0,6 1 )2—3[]薛正良，李正邦，家雯，等 .不同生产工艺对高强度弹簧钢 3张夹杂物尺寸分布及疲劳性能的影响[] J .钢铁，0 2,7 1:4 2 0 3 ( )2—2 7.

杂物的数量存在一定的对应关系，测定结果与金但相试样的制作质量、光面上的洁净度和操作人员抛的素质等因素有关。当用这一方法来检测金相试样中非金属夹杂物的尺寸分布时，难检测到钢中实很际存在的大颗粒夹杂物，难以判断采用不同冶炼

也工艺生产的钢之间夹杂物尺寸分布的优劣。 () 4电解萃取法能检测到颗粒较大的非金属夹杂物，配合其它分析手段可以得到氧化物、化物及硫

[] G 1 5 18,中非金属夹杂物显微评定方法[] 4 B 0 6—9钢 S.

[]薛正良 .弹簧钢氧化物夹杂物成分及形态控翩技术研究[ . 5 D]北京：钢铁研究总院，0 1 20 .

[]马廷温，王 6

平 .清洁钢发展现状及今后进展[] J .特殊钢，

1 9,5 2:-. 9 4 1 ( ) 17

[]方克明，熊仲明，张 7

鉴 .中夹杂物研究方法的探索[ .钢 A]

‘金物理化学文集>委会 .冶金物理化学文集一庆祝魏寿冶绾昆教授九十华诞暨从事工程教育事业六十周年[ .京：冶 c]北金工业出版社，9 8.5 2 . 1 9 1— 8

(上接第 3 7页 )

参考文献：【]杨觉先 .金属塑性变形物理基础【] 1 M .北京：冶金工业出版社， 9 8 18 .

Te t e r m l Ro l g Te u e n n e sii Fr e l x u s fo r Co d ln i xt s i I t rtt r l a e St e

[] J.Maei ce c n e h o g, 9 7 1 ( ) 2 9 2 7 tr S i ea d T c n l y 1 9, 3 4: 8— 9 . l a n o【 Ke t sL, o a J 9 J se J n s .Mo e i x ueC a g u i h e n J d ln Te t r h n ed r g t eR - lg nc y t l z t n o o d Rold a d An a e r w r o r s al a i fa C l l n ne ld Uh a Lo Ca b n i o e

[】Ⅱ H波卢欣 .塑性变形物理基础[】 2 M .黄克琴译 .北京：冶金工业出版社，9 9 18 .[] W罗伯茨 .冷轧带钢生产[] 3 L M .王廷溥译 .京：冶金北工业出版社， 9 2. 19

Sel rvos am o e h er e go J .IU I— t ei l W r R ldi te ri in[] S n P uy l n F t Retr ain, 9 7 3 ( ) 8 7 8 4 en t a 1 9, 7 8: 0— 1 . ol

[0 R w卡恩 .物理金

属学，册[ .北京钢铁学院金属物理 1] 下 M]

[]鹿岛高弘等 .铁素体区热轧时的润滑条件对超低碳加冷轧 4钢板 r值及织构的影响【] J .武钢技术，92,8:96 . 1 9 ( )5—5

教研室译 .北京：科学出版社，9 6 18 .【 1 B ret R,Ketn L.F r t no 1 1< 10> ad 1] an tM ses omai f{1} 1 o n{ 1} 1> Te t r l R U d a dA n a d I h t 1 1<1 2 x u e i C d o e n n el F S e s no e

[]王昭东，李白刚，何晓明， .冷轧压下量对铁素体区热轧 5等T I冷轧板的再结晶织构特点和深冲性能的影响[] b F钢 J. 金属学报，0 0,6 6: 1—1 . 20 3 ( )6 36 7[]刘国勋 .金属学原理[] 6 M .北京：金工业出版社，9 3冶 18 .[] Urb J ns . dlg T xue hn ed r gte cy- 7 aeT, oa J Mo en e t ag u n rs J i rC i h Re

Sel J .II Itrai a,9 9 3 ( )9 39 9 t【】 SJ nent nl1 9,9 9:2—2 . o[2 B ret R.R lo nGri ha a d eNul t n0 1] ant M oe f— a S er n snt c ai f I n B i h e o

<1 1/ D ersai t nT xuei W am ldSel 1>/ N R yt lai e tr r R0e t c lz o n i【 J S JI train l1 9, 8 1: 88 . J .I I nen t a, 9 8 3 ( ) 7—5 o

tlzt no nI te[] SJIt n t nl1 9 3 ( ) ai i f FSel J .II ne ai a,94,4 5: lao a r o4 5 44 3— 2.

[3 P kY B, stn L,Jns .E et f[t l Srse n 1] a r Ke es o a J f ne tessi J c o mao d Ro l I t h i n a i so c y t￣e Gr i s C l l F S e l n t eOre t t n fRe r sa l d an d e o o l

[ 8] P r B,L eD N, otti G.E ouin0 ers

ai t n akY e G t en s vlt f cyt lai o R ls 0

[ .I U I t n t n, 0 0 4 ( ) 3 34 0 J J S ne ai a 2 0, 0 4: 9—0 . r ol

一

66一