（材料加工工程专业论文）st14深冲板生产工艺研究.pdf

尘! ! 查兰堡圭耋堡鎏兰 堡茎 s t l 4 深冲钢生产工艺研究 摘要 本文以s t l 4 钢为研究对象，主要目的是根据用户对深冲冷轧薄板的质量要 求，结合本钢的实际情况，研究不同的热轧加热温度、卷曲温度、冷轧压下率和 不同的退火温度对钢的最终组织和性能的影响，以及对深冲性能的影响，确定本 钢s t l 4 钢的工艺制度。论文主要内容包括： l _ 在炼钢工序，主要以降碳、降氮和提高钢的纯净度的生产工艺研究为主， 不断优化铁水预处理、强化转炉的复吹和降氮工艺。在r h 精炼工序主要研究脱 碳工艺、保证稳定的内控成分，研究稳定的连铸工艺，从而得到成分控制合理稳 定、钢质纯净、表面质量好并且生产成本较低的连铸坯。 2 结合本钢热连轧机组的设备状况，制定出合理s t l 4 板坯的加热、终轧和 卷曲温度，并生产尺寸精度、板形、表面质量和组织性能均能满足冷轧原料要求 的热轧卷板。 3 在冷轧和退火工序进行的工艺研究，主要以控制深冲用s t l 4 冷轧钢板的 再结晶组织和形成有利织构取向为主，在不影响钢板的表面质量和产量的前提 下，通过大量的实验室及工业试验研究，确定合理的冷轧压下率和全氢罩式炉退 火工艺制度。 关键词：s t l 4 钢，深冲性能，力学性能，r 值，n 值 i i s t u d y o np r o d u c t i o np r o c e s so fs t l 4d e e p - d r a w i n g s t r i p a b s t r a c t i nt h i st h e s i st h ep r o d u c t i o n p r o c e s so f s t l 4d e e p d r a w i n g s t e e ls t r i pw a ss t u d i e d a c c o r d i n g t ot h ea c t u a ls i t u a t i o no fb e n x is t e e l t h em a i na i mo ft h er e s e a r c hw o r ki s t os a t i s f yt h ed e m a n do f t h ec u s t o m e r so nd e e p - d r a w i n g p r o p e r t i e so f c o l dr o l l e ds h e e t 1 1 1 ee f f e c to fm a i np r o c e s s i n gp a r a m e t e r s s u c ha sh e a t i n ga n dc o i l i n gt e m p e r a t u r ei n h o t r o l l i n g ，d e f o r m a t i o n r a t ea n d a n n e a l i n gt e m p e r a t u r e i nc o l d r o l l i n g o n m i c r o s t r u c t u r ea n dd e e pd r a w i n g p r o p e r t i e so f t h es t r i pw e r es t u d i e d t h em a i nw o r k s o ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h em a i n t a s ki ns t e e lm a k i n g p r o c e s s a l et od e c r e a s ec a r b o na n d n i t r o g e nt o i n c r e a s es t e e lp u r i f i c a t i o n ，t oo p t i m i z ep r e - t r e a t m e n to fi r o nl i q u i d ，t oi m p r o v et h e r e - b l o w i n ga n d t od e c r e a s en i t r o g e np r o c e s so fc i r c l ef u r n a c e i nr h r e f i n i n gp r o c e s s m a i nr e s e a r c hi so nd e - c a r b o n p r o c e s s ，i n t e r n a lc o n t r o lc o m p o s i t i o no f k e e p i n gs t a b l e ， c o n t i n u o u sc a s t i n gp r o c e s s b a s e do nt h ea b o v em e t h o d ，t h ec o n t i n u o u sc a s t i n gs l a b w i t hr e a s o n a b l ec o n t r o l l e d c o m p o s i t i o n ，p u r i f i e d s t e e l q u a l i t y a n d g o o ds u r f a c e q u a l i t yw e r eg o t t e n ，a n dp r o d u c t i o n c o s tw a sd e c r e a s e d ( 2 ) i nh o tr o l l i n gs t a g e ，t h em a i nw o r ki s t oc o n t r o lt h es e c o n dp h a s es o l i d s o l u t i o na n d s e g r e g a t i o no fd e e p d r a w i n g s t l 4s t e e l a c c o r d i n gt o t h e e q u i p m e n t s i t u a t i o na n dc o n t r o la b i l i t yo fb e n x is t e e lh o tr o l l i n gm i l l ，a n dt os e t u po p t i m i z e dh o t r o l l i n gt e m p e r a t u r es c h e d u l ef o rs t l 4s l a b ，s u c ha sr e h e a t i n gt e m p e r a t u r e ，f i n i s h i n g t e m p e r a t u r ea n dc o i l i n gt e m p e r a t u r e b yu s i n gt h eo p t i m i z e ds c h e d u l e ，t h eh o tr o l l i n g c o i l sw i t hr e a s o n a b l em i c r o s t m c m r ea n dg r a i ns i z ew e r eg o t r e n ，a n dt h es h a p ea n d s u r f a c eq u a l i t yo f t h ec o i l ss a t i s f yt h ed e m a n df o rc o l dr o l l i n g ( 3 ) i np r o c e s so fc o l dr o l l i n ga n da n n e a l ，p r o c e s sr e s e a r c h i s m a i n l yo nt h e r e - c r y s t a l l i z a t i o ns t r u c t u r ea n df o r m i n gg o o d f i b e rd i r e c t i o n i nt h e p r e c o n d i t i o n o fn o t i n f l u e n c eo ns t r i ps u r f a c eq u a l i t ya n dp r o d u c t i o n ，b yd o i n gm a n yr e s e a r c hw o r k so f l a ba n di n d u s t r i a lt e s t ，t h er e a s o n a b l es c h e d u l eo fc o l dr o l l i n gd e f o r m a t i o nr a t ea n d h y d r o g e n b a t c ha n n e a l i n gp r o c e s sw e r ed e t e r m i n e d k e yw o r d s ：s t l 4s t e e l ，d e e p - d r a w i n gp r o p e r t y , m e c h a n i c a lp r o p e r t y , r - v a l u e ， n - v a l u e i i i 东北大学硕士学位论文 声明 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成 果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作过的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人签名： 日期：2 0 0 4 年2 月 东北大学硕士学位论文 1 绪论 论 1 _ l 概述 冷轧薄板不仅具有表面质量好和尺寸精度高的优点，而且还有良好的组织和 性能，具有较高的附加值，广泛应用于汽车、轻工、机械、石化、建筑、化工等 行业【1 。随着现代工业尤其是汽车工业的发展，对薄板的品种和质量的要求也越 来越高。由于汽车部件整体化的提出，汽车用板不仅具有较高的强度而且具有良 好的成型性能，深冲板即可满足其使用要求。 深冲钢板在使用过程中主要是利用板材的塑性变形，经过一次或多次冲压加 工以形成所需稳定的最终形状。深冲钢按冲压级别可分为：商用级( c q ) 、普通 冲压级( d q ) 、深冲压级( d d q ) 、特深冲压级( e d d q ) 和超深冲压级( s - e d d q 或 h e d d q ) 2 1 。 普通沸腾钢是5 0 - 6 0 年代开发并广泛应用的第一代深冲钢产品，只能用于制 造普通冲压件；第二代产品为低碳铝镇静钢，产生于6 0 8 0 年代，具有优良的深 冲性能；8 0 年代以后出现了以无间隙原子钢为代表的第三代超低碳超深冲钢。 目前，在超深冲压级钢的基础上开发的超深冲高强度钢板和超深冲烘烤硬化钢板 已在欧、美、日等汽车生产大国大量使用口】。 1 2 深冲板的质量要求 随着汽车制造技术的发展，汽车对深冲板的品质要求不断提高，以便在汽车 制造中减少废品，提高效率，并在使用过程中达到美观、安全、耐用和高效能。 因此，汽车用深冲板必须具备以下基本品质【4 】： ( 1 ) 优良的成形性能。 在各种不同应变状态下冲压成形而不发生破裂或起皱外，同时具有较高的变 形协调能力和良好的厚向异性强度，即塑性应变比r 值、均匀延伸率6u 和总延 伸率8 t 较高，屈服强度口s 、时效指数a i 和屈服伸长降低。 ( 2 ) 良好的表面状态和形貌。 ( 3 ) 严格的尺寸精度和性能均匀性。 东北大学硕士学位论文 1 绪论 1 3 国外深冲板的发展现状 为了达到轿车减重、节能、耐蚀性和安全性的要求，各国的轿车工业广泛地。 采用了高强度和超深冲钢板以及表面处理钢板，开发了许多新的深冲板的品种。 随着深冲及超深冲钢板的发展，又开发了超高深冲级钢板。该类钢板的r 值为2 5 ， 延伸率为5 l ，时效指数相当好。日本已成功开发生产出r 值达到3 , 0 的超高深 冲级钢板。从近4 0 年国内外汽车板发展的过程来看，超深冲钢板是向高洁净、 超低碳和微舍金方向发展口】。超低碳钢的脱碳必须开发并大规模生产c 小于 o 0 0 1 0 0 0 1 5 的超低碳钢技术，为此开发了r h 中超低碳钢高速脱碳工艺。日 本2 0 0 0 年钢中碳含量平均已达到o 0 0 1 6 的水平。韩国p o s c o 公司利用极低磷 生产技术( 利用转炉吹炼技术将磷含量降低到o 0 0 6 4 ) 和改善炼钢、连铸、轧钢 等生产流程的情况下，可生产最大宽度达1 9 7 0 m m 的超宽幅汽车钢板。目前，这 种超宽度汽车板在日本等先进钢铁企业也难以生产。采用宽幅钢板生产汽车外板 时，由于不需焊接就可以直接使用，因此颇受汽车生产厂家的欢迎【6 1 。钢液中的 磷含量是影响钢板延展性能的重要因素，要想生产汽车用宽幅钢板，应将钢液中 的磷含量控制在0 0 0 8 以下。 汽车用高强度钢的开发始于2 0 世纪7 0 年代石油危机前后，首先是微合金钢， 然后是含磷合金钢；2 0 世纪8 0 年代前期是d p 钢和b h 钢和i f 钢：1 9 9 0 年前后 又开发出了强度更高的微合金钢一各向同性钢，接着又开发出了t r i p ( 相变诱发 塑性) 钢、多相超高强度钢，抗拉强度已达到1 0 0 0 m p a ，最高的甚至达到1 2 0 0 m p a 以上【7 1 。 韩国浦项钢铁公司于2 0 0 1 年3 月成功开发出轻量型汽车钢板。该钢板具有 比目前所使用的钢板薄、强度高和抗疲劳强度高等特点。其方法是通过向钢中加 入n b ，开发出屈服强度可达到8 0 0 m p a 级的热轧u p 钢。该钢材加工成冷轧板 后，成型性能非常好，可以加工成具有复杂形状的汽车部件。 日本神户钢铁公司通过研究5 9 0 m p a 以上级别的高强度钢板一适用于驾驶 室周围主要结构部件，开发出各种高强度钢板。开发的高延性9 8 0 m p a 级超高强 度复合组织冷轧钢板，其延伸率为2 0 ，能承受复杂冲压成型1 8 】。该钢种的开发 主要采用了四项新技术：防止含s i 高的连铸板坯裂纹技术：防止含s i 高的钢发 生晶界氧化的特有技术；开发提高高强度钢板形状和尺寸精度技术；建立了将材 料实验信息迅速传输到退火条件的信息反馈体制。 耋i l 态耋堡主耋簦篓兰 ：璧鎏 冷轧高强度铡板主要用于率体内外板，板厚范围通常为o 5 1 2 r a m , 强度级 别为3 4 0 1 4 7 0 m p a 。主簧包括：含p 铝镇静离强度锈、礤离强度钢( 1 f 钢中加入 s i 、m n 、p 等元索以提麓强度) 、高残留奥氏体的楣变诱导塑性高强度钢( t r i p 钢) 、烘烤硬化高强度钢板和汽车结构件用超高强度钢板等。由于高强度钢扳的 采_ 舞l ，汽孳惩锶教厚疫减薄，从嚣对镪援熬耱窟蚀性提出踅裹要求，键避了赢强 度表面处璁钢板的发展。2 0 世纪8 0 年代，汽车制造业已丈量使用镀镩板制怍汽 车鹩肉蔽和矫板+ 最裙蔓要谈藤电镀锌蔹，国予热镀锌板成本文邀镀镣援 襄，2 0 世纪9 0 年代中期以后，国外很少新娥电镀锌板生产线，问期热镀锌板生产量增 加很快，投产了大萋汽车板燕镀锌机缀。汽牵筱热镀锌梳组戬童产外板为重点， 生产规揍援厚为0 。6 1 ，2 r a m ，板宽为8 0 0 - - - 1 8 5 0 m m ，最宽达2 0 0 0 m m 。产幽级 别栩当复杂，从c q 、d q 、d d q 、e d d q 到b h 、d p 、t r i p 等汽车用高强度钢 板。逶过蘩耀多晕孛先进技术，袋镀层影貔、浮度精凌等褥裂精确控裁，鳃镑屡厚 度误差小于2 - 3 9 m 2 。通过采用无铅镀锌可生产无锌花钢板，该镀层不易产生晶 闯腐蚀，馥用寿命长，逶用于汽车和电器幸亍泣。酲本尼乎簿套热镀锌橇缓都设置 了镑铁合金化炉，镣铁合袅化镀层板( g a l v a n e a l ) 橱准镀层厚度为双面 1 6 0 一l8 0 9 m z ，合金镀屡含f e b 1 2 翻。 1 4 我国深冲板的生产现状 。 蓬内汽车锈裁静发溪是隧鬻蕃内汽车王谨鑫宅发疑瑟袭篪貔。嚣藏已经楚够生 产全部普邋强度as 一9 5 0 。c ，气3 以上离涅终轧有 利于使氮化铝保持固浴，同时得到均匀的再结晶晶粒，根据本钢设备特点确定终 轧漾度为8 7 0 。 2 罄 1a ；aj 一，： ， l i tf 除辽k 以 i 。、 、 | 蹦2 1 带钢热轧温度变化发不同连续加热温度条件下氮化铝祈融曲线 l 一从板坯到卷取带钢的温度 2 一连续加热炉中的掇坯温度1 1 5 0 ( 2 3 一连续期燕炉中的板鳝溢度1 2 5 0 车一燕仡锊析出开始和结柬曲线 f i 9 2 ，1a i ns e g r e g a t i o nc u r v eu n d e rt h ec o n d i t i o no fs t r i ph o tr o l l i n gt e m p e r a t u r ec h a n g ea n d d i f f e r e n tc o n t i n u o u sh e 越i n gt e m p e r a t u r e ， i t e m p e r a t u r e f r o ms l a b t oc o i l i n gs t r i p 2 s t a b t e m p e r a t u r e l l 5 0 ci nc o n t i n u o u s * h e a t i n g f u r n a c e 3s t a bt e m p e r a t u r e1 2 5 0 ci nc o n t i n u o u s - h e a t i n gf u r n a c e4 a i ns e 9 2 9 a t i o nb e g i n n i n ga n dc u h e 2 。2 。2 卷取澡度懿确定 热轧卷曲温度是影响冷轧荠结晶过程的一个重嚣工艺参数，1 媳是热轧控轧控 冷工艺中的重要控制参数。据资料介缁铝镇静钢其过饱和阐溶体强烈分解温度街 予6 0 0 。c ，氮骰：铝在6 0 0 以上黠舞始爨出，在8 0 0 对掇也最快，6 0 0 c 班下爨 化铝几乎不析出 2 5 j 。由于s t l 4 终轧温度设定在8 7 0 ( 2 以上，避开了6 0 0 。8 0 0 c 这 羧氮纯裙快遮橇窦鼹温发送壤，嚣黉：热转卷取溢度熬离低霹舞仡镂的羲窝藏怒了 决定性的作用。在相同的冷轧联下量和相近的终轧濑度下，重点探讨不间卷取温 度对s t l 4 熬筏氮纯镭的析出及冷耗缀缓的影响。 p 燃鞭 东北大学硕士学位论文 2 实验研究 ( 1 ) 卷取温度对组织的影响 在5 4 0 6 4 0 c 之间选择三种不同的卷曲温度进行试验，观察对比氮化铝析出 及热轧组织的晶粒度情况，结果见表2 一l 。图2 2 2 4 分别展示了不同卷曲温度 下的热轧、冷轧和退火3 种状态下的组织形态特征。n o 1 试样卷取温度最低为 5 4 0 ，热轧组织晶粒度8 级，晶粒最大；n o 2 试样卷取温度最高为6 3 0 ，晶 粒度为1 0 级，晶粒最细小；n o - 3 试样卷取温度为5 9 0 ，热轧组织的晶粒度为 9 级。 对铝镇静钢来说，高温卷取对组织晶粒度的影响主要表现在以下两个方面： 卷取温度高，热激活条件好，利于铁素体晶粒长大；另一方面，卷取温度高，使 得部分二相粒子弥散析出，钉扎位错和晶界，阻碍铁素体晶粒长大。 热轧板组织经过一定的冷轧变形后转变为冷轧板组织，即变形铁素体其组织 形态是沿轧向伸长、大小不均且含有大量位错及亚结构( 晶胞和亚晶) 的晶粒与一 些形变带，如图2 - 2 中的( b ) 所示，冷轧变形量是影响这一组织形态和结构的关键 因素，在同样变形条件下，热轧板的组织晶粒越细小均匀，所得到的冷轧板组织 破碎程度越大、位错密度越高、织构越强。 表2 - 1 不同热轧生产工艺 ! 些! ! i ：! 巳! 壁= ! 竺竺! 翌! ! 婆2 竺! 避i ! 12 翌! ! ： 。 序 热轧温度* c 热轧成品 冷轧成品 ”。 号入f 1终轧 卷取厚度晶粒压下率厚度晶粒 图2 2n o 1 金相组织 f i 9 2 2n o 1 m e t a l l o g r a p h i c 东北大学硕士学位论文 2 实验研究 ( a ) 热轧晶粒l o 级( b ) 冷轧( c ) 退火晶粒1 0 级 图2 3n o 2 金相组织 f i z 2 3n o 2m e t a l l o g r a d h i c ( a ) 热轧晶粒9 级 ( b ) 冷轧( c ) 退火品粒8 级 图2 4n o 3 金相组织 f j 醇4n o 3m e t a l l o g r a p h i c ( 2 ) 卷取温度对氮化铝的析出行为影响 对同炉号、同规格、不同卷取温度的3 块s t l 4 热轧板，采用电化学萃取氮 化铝的分析方法，进一步分析卷取温度对热轧板组织的影响见表2 2 。不同卷取 温度下的热轧组织如图2 5 所示，从相分析结果看，当卷取温度5 9 0 时，热轧 板中氮化铝几乎没有析出，但是当卷取温度为6 1 0 时，热轧板中已有3 0 的铝 以氮化铝的形式析出，钢中仍有约7 0 的固溶铝存在；当卷取温度为6 8 0 时， 热轧板中固溶的铝仅剩下3 6 ，此时有近7 0 的铝以氮化铝的形式析出。相分 析结果表明s t l 4 热轧板卷取温度 一8 7 0 。c ： ( 5 ) 卷取温度： 5 8 0 1 5 c 。 3 3 冷轧生产工艺 ( 1 ) 酸洗 在拉矫参数、酸洗段各槽工艺参数严格按冷轧工艺技术规程执行。并按要求 定时分析检验及时调整。 ( 2 ) 冷连轧机 乳化液系统应功能正常，各过滤器、加热器和撇油装置正常，喷嘴不堵塞且 角度恰当。 冷轧连轧机末架压下率不得大于7 ，保证轧后板形良好。冷轧压下率应控 制在6 5 7 5 。 东北大学硕士学位论文 3 深冲压用s t l 4 冷轧薄板生产工艺 ( 3 ) 罩式退火炉 退火保温温度为7 0 0 。c ，退火后带罩冷却，防止带钢粘接。出炉温度1 0 5 ，防止带钢表面氧化。具体退火工艺制度见现行冷轧工艺技术规程d d q 级的 退火工艺制度。 ( 4 ) 平整工艺 平整工艺必须保证延伸率的闭环控制，严格按工艺制度执行。各规格具体的 延伸率、张力、轧制力设定见现行冷轧工艺技术规程d d q 级的平整工艺制度”1 。 严格控制平整上料温度 2 0 9 r n 熬攫少，冤表4 3 ，氮毒乏兹夹 杂虽然数量较多，假弥散分布，尺寸集中在5 9 m 左右。高纯净钢中t o 水平越低， 铜中夹杂物尺寸越维。 表4 - 3 被检验试样丽上夹杂物的个数( 个，m m 2 ) t a b l e 4 - 3t h ei m p u r i t yn u m b e ro f t e s t e ds a m p l es u r f a c e ( p e rr a m 2 ) 4 。3 龛搪组织及晶靛度 s t l 4 冷聋l 退火缀织为铁素体+ 少量游离渗碳体如图图4 + 3 所示。取l o 炉冷轧 板进行晶粒度和夹焱物分析，晶粒度按g b 6 3 9 4 评级，从1 0 炉统计结粜可见， 磊粒发在6 8 缀之瓣滚动( 冤表霹一4 ) ，检验攀卷头、孛、甏及卷逸帮卷审心静菇 粒度，各部位的晶粒度波动不大。不同厚度的晶粒尺寸见袭4 5 和图4 。3 。 戎杂物怒降低钢力学性能和工艺性能的主要因繁【嘲，对于冲雁钢板当铸坯表 錾瓣遥骞夹杂耱跨，在羲巷l 成薄叛惹，这些夹杂耪黎会暴露窭亲，残为表嚣缺黧 或表皮缺陷。随机抽取l o 炉冷板进行_ 金属夹杂物检验，标准按g b l 0 5 9 1 中 a s t m 的a 法评级，从检验结果看，爽杂物都在0 5 级戳下，只肖1 炉出现1 0 级兹8 类缨系夹杂物，表骥s t l 4 钢豹燎镪残戴工艺合理，甥震缝净度鞍寒。 4 0 东北大学硕士学位论文 4s t l 4 钢的冶盒实物质量 表4 4 组织、晶粒度、夹杂物检验 t a b l e 4 4s t r u c t u r eg r a i nf i n e n e s si m p u r i t yt e s t 袭4 - 5 不同厚度的s t l 4 晶粒尺寸对比 t a b l e 4 5g r a i ns i z ec o n t l a s eo f d i f f e r e n t 曼壅塑墨垩抱虽垫题塑巫蔓量楚墨立! m 婴 罡塑曼楚皇堡! h 塑曼些蜜 0 8 1 4 2 9 8 81 0 4 7 61 3 4 9 07 8 疑 t 02 3 7 1 5 l9 7 4 61 7 3 7 3 7 级 图4 3 厚度1 0 m m ，晶粒度7 级 f i 9 4 3t h i c k n e s s1 0 m m ，g r a i nf i n e n e s s7g r a d e 4 4 尺寸精度及税形 本镶s t l 4 冷事l 稷卷生产蕊格茺蓐度0 。5 2 5 r a m ，宽度9 0 0 - 1 5 0 0 m m 。鑫1 9 9 9 年一2 0 0 3 年9 月共生产融成品1 3 1 9 3 8 7 3 吨，成材率8 8 9 合格率9 9 5 。产 品尺寸精度及板形均符台g b 7 0 8 中的要求释”，同卷尺寸控制情况见图4 4 和图 4 ，5 。 4 1 o ，8 l o 8 0 o 8 0 嚣0 7 9 刨0 7 9 世 器0 7 8 招 0 7 8 0 7 7 0 7 7 o2 0 0 l 2 。o 差1 0 0 1 5 嫠1 0 0 1 0 憾 器1 0 0 0 5 1 0 0 0 o 9 9 9 5 4 0 06 0 0 8 0 0 1 0 0 0 距带钢边部的距离，m m 蚓4 4 沿钢板宽度方向的厚度分布 f i 9 4 4t h i c k n e s sd i s t r i b u t i o na l o n gs t r i pw i d t hd i r e c t i o n 1 0 0 0 繁镇长发，m m 蹦4 5 沿铡扳长度方向蛇宽度分希 f i 9 4 5w i d t hd i s t r i b u t i o na l o n gs t r i pl e n g t hd i r e c t i o n 2 0 0 0 东北大学硕士学位论文4 s t l 4 钢的冶金实物质量 4 5s t l 4 钢的各项性能 4 5 1 基本性能 通常基本性能包括屈服强度，、抗拉强度吼和延伸率j 以及h 值和，值。 本钢s t l 4 标准中规定的性能指标必须检验的项目有屈服强度、抗拉强度、断后 伸长率和杯突试验。 ( 1 ) 力学性能 本节对本钢生产的s t l 4 钢力学性能的检验结果进行统计分析，各年成品力 学性能控制情况见表4 6 和图4 6 。s t l 4 在生产的初期阶段性能检验反映最突出 的问题就是屈服强度超标，几乎占不合项目的8 0 以上，经过几年的工艺技术进 步和不断的设备技术改造，使冷轧深冲压用钢s t l 4 的机能合格率由1 9 9 9 年的 7 5 8 提高到如今的9 9 以上，随着生产工艺的逐渐稳定与完善，s t l 4 成品性能 的稳定性也在逐年提高，屈服强度波动范围逐年缩小，其平均值也在逐渐降低， 而伸长率则呈现逐年提高的趋势。 为了解s t l 4 同卷力学性能的稳定性情况，随机抽检一卷( 炉号3 5 8 9 8 ，规格 1 o m m 1 0 5 0 r a m ，组批号) 进行开卷实际性能测试，沿钢带长度方向进行力学性 能检验，从检验结果看，沿长度方向的同卷屈服强度和抗拉强度的波动范围均在 1 0 m p a 以内，延伸率波动范围在2 个单位内( 见图4 7 同卷力学性能实测值结果) ， 由此可见s t l 4 成品性能整体控制水平较好。 表4 6s t l 4 成品性能控制水平对比 ! 些! 坚：! 翌! ! e 堡! ! ! ! p 翌e ! 型! ! ! ! ! ! ! ! ! ：! ! ! ! ! 望兰! 年度2 0 0 0 年度2 0 0 2 年度2 0 0 3 年( 1 8 ) 指标统计1 0 9 7 批次统计1 3 1 0 批次统计9 5 6 批次 注：断后伸长率l o = 8 0 m m 。 查苎盔塞至圭警堡笙奎 二墨! ：篁盟兰耋塞塑星基 圈4 62 0 0 0 掣与2 0 0 3 年力学性能分布对比 鞭9 4 6m e c h a n i c a lp r o p e r t yd i s t r i b u t i o nc o n t r a s to f 2 0 0 0a n d2 0 0 3 4 9 5 4 9 。0 4 8 5 蚤4 8 o 祷 堡4 7 5 “4 70 4 6 5 4 6 0 2 s s 芷2 8 0 羔 捌 慧 蠼2 7 5 言 山 主 魁 疆 日 噬 2 7 0 1 7 0 1 6 0 1 5 5 1 5 0 l23456789 1 0i l1 21 31 4 - 151 61 7l81 92 02 l2 22 32 4 234567891 01 11 2131 4 1 51 6l7l8192 02 12 22 32 4 l234567891 0l l1 2 31 41 5 1 61 71 81 92 02 l2 22 32 4 图4 ，7 同卷力学性能实测结果 f i 鲋7s a m e c o i lm e c h a n i c a lp r o p e r t yr e a lm e a s u r e m e n tr e s u l t 东北大学硕士学位论文4 s t l 4 钢的冶金实物质量 ( 2 ) 工芑性能 塑性应变比r1 鬣是衡量钢板深冲性能的重婺指标。r 值袭征材料在鎏性流交 时抵技簿度溅薄熬熊力，r 蓬款大，l 、取谈于铁索俸晶抟取定 3 2 ， ll l 1 1 0 ) 织 构愈强、钢质愈纯净r 值愈高。r l 值是材料的成变硬化指数，1 3 值大小取决于钢 的纯净发。我国懿冷宰t 标磴羹l 习瀵用杯突试验来霞替工艺性捡骏，絮嚣家稼礁 g b t 5 2 1 3 。表4 7 中的数攒为今华随机抽取的3 炉s t l 4 冷轧板r 慎、n 值检验结 果，可觅本钢生产的s t l 4 冷板r 值、n 值不仅满足函家标准要求，丽鼠也能满 足德凰标准。 表4 7 工装性能检验 ! ! ! ! ! 纽! 翌! ! ：鬯b 型! ! 壁 炉号 怒 。磊+酊。；酊兹警 4 5 2 织构 塞鼹织携浏定实验是在i 科大静德濯布鲁宠a x s 公司生产的d 8g a d d sx 射线织构仪测定仪上进行的。用c o k a 辐射测量了板1 4 厚度的织构，共测褥 1 1 0 2 0 0 2 t l 三张不竞整极隧，著穰蕉级数展开浚诗算叛囊分布丞数( o d f ) 。 成品板织构的( | 0 2 - - - 4 5 。o d f 截面图如图4 8 所示。 图4 8 成品扳织构的啦= 4 5 。o d f 截面图 f i 9 4 8 ( p 2 = 4 5 。o d fs e c t i o nd r a w i n go f p r o d u c tf i b r e s t r u c t u r e 东北大学硕士学位论文 5 结论 5 结论 本文以本钢s t l 4 钢为研究对象，通过炼钢、热轧、冷轧及退火工艺对钢板 组织和性能影响规律的研究，得出以下结论： ( 1 ) 冶炼采用铁水深脱硫预处理以及转炉脱磷等先进工艺，合理控制出钢温 度，提高s t i 4 钢纯净度：采用无碳、无硅周转包和无碳引流剂防止了增碳现象 的发生：r h 精炼脱碳时间为2 5 m i n ，保证高真空度处理时间8 - 1 0 m i n ；连铸中 间包使用无碳质耐材并加强密封，采用无碳中包渣和超低碳结具器保护渣、全程 浸入式长水口氩气密封保护浇注。 ( 2 ) 确定了本钢s t l 4 钢的热轧工艺制度：板坏加热温度1 2 0 0 1 2 5 0 。c 、r 1 开轧温度1 1 5 0 、精轧开轧温度9 5 0 c ，终轧温度为8 7 0 。c ，卷取温度为5 8 0 1 5 。 ( 3 ) 随冷轧压下率的增加r 值增大，但压下率达到一定值时，r 值有所下降， 可以确定合理的冷轧压下率为6 5 7 5 。 ( 4 ) 通过小炉退火实验和全氢罩式炉退火工业试验，确定s t l 4 退火保温温 度为7 0 0 ，保温时间为8 1 2 小时，出炉温度低于1 0 5 。 ( 5 ) 确定出s t l 4 钢合理的在线生产工艺制度：产品的1 1 值和r 值均超过德 国标准和国标的要求，并且具有良好的综合成形性能。 4 7 东北大学硕士学位论文参考文献 参考文献 1 贺毓辛冷轧板带生产 m ，北京：冶金工业出版社，1 9 9 2 ，1 4 1 5 2 康永林现代汽车板的质量控制与成形性 m 】，北京：冶金工业出版社，1 9 9 9 ，2 9 3 李光瀛，刘浏汽车板开发与生产 j 】，中国冶金，2 0 0 2 ，5 6 ：1 5 1 8 4 康永林，康荻，王先进轧钢，中国冶金，1 9 9 6 ，7 3 ：5 3 5 6 5 康永林现代汽车板的质量控制与成形性，北京：冶金- r - 业$ 版社，1 9 9 9 8 6 康永林汽车板的研究开发现状及发展趋势阴，鞍钢技术，2 0 0 3 ，6 ：1 7 7 b e n h a r d e n 9 1 从汽车工业用钢看材料发展的现状及趋势 j 】世界钢 铁，2 0 0 2 ，6 ：1 2 1 6 8 曹曙冷轧汽车钢板发展动态，北京：冶金工业出版社，1 9 9 7 ，8 9 宋加世界金属导报，2 0 0 1 ，1 5 3 ( 9 ) ：4 6 1 0 阴德新，风佩华冷轧深冲用汽车薄钢板的发展 j 】，钢铁研究，1 9 9 4 ，6 ：8 1 1 宋洁，刘仁本鞍钢a 2 2 0 b h 烘烤硬化冷轧钢板的开发【j 】，鞍钢技术，1 9 9 9 ，8 ：1 3 1 2 吴铮，王明仁鞍钢1 7 8 0 热带钢轧机现代化技术改造综述【j 】，鞍钢技 术，2 0 0 0 ，8 ：2 0 1 3 刘本仁武钢新产品的开发与核心竞争力的培育( j ，中国冶金，2 0 0 2 ，l ：6 1 4 马虹蔚无间隙原子6 f ) 钢罩式退火工艺的研究【j 】，钢铁研究，2