生产管理知识_典型钢种的生产工艺培训课件

典型钢种的生产工艺 典型钢种介绍 冷轧用钢 SDC系列 SPHC D E碳素结构钢 Q195 Q235低合金高强度结构钢 SS400 Q345管线钢 X42 X100船板钢 A B D E A32 A40 D32 D40高耐候钢 Q295GNHL Q345GNHL Q390GNH SPA H汽车结构用钢及IF钢 汽车内 外板 高强钢 DP TRIP 超细晶钢 冷轧用钢 SDC系列 常见牌号 SDC01 SDC03 SDC04 SDC05牌号意义 企标 首钢牌号 S ShougangD Drawn 表示冷成形用板材产品C Cold 表示冷轧产品01 03 04 05 是钢种序号 SDC01 1 可制作汽车零部件 家具外壳 桶钢制家具等简单成型 弯曲或焊接加工的产品 2 具有一定的强度和好的塑性 一般用于成形汽车的加强件 内板 后横梁轿车顶盖等一般成形件 SDC03 可制作变形量小的门板 窗 挡泥板 马达外壳等冲压成型及较复杂变形加工的零部件 SDC01 SDC03 化学成分 力学性能 GB 首钢 力学性能做拉伸 纵向 和晶粒度试验 结果不做判定 供用户参考 注 1 拉伸试验取横向试样 无明显屈服现象时采用Rp0 2 否则采用下屈服强度ReL 厚度 0 5mm且 0 7mm时 屈服强度值可以增加20MPa 厚度 0 5mm时 屈服强度值可以增加40MPa 2 r90值和n90值的要求仅适用于厚度 0 50mm的产品 当厚度 2 0mm时 r90可以降低0 2 r 塑性应变比 n 加工硬化指数 是评价深冲性能的主要指标 主要生产工艺 1 生产计划要求轧制本系列钢种的轧制计划单前全部更换F1 F7精轧工作辊 在本系列钢种作为烫辊材时 掌握出钢节奏 2 加热制度加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 4 5小时 250mm坯型加热时间为3 5 5 0小时 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当做出灵活调整 注 出炉温度的范围为 20 各段温度仅为参考值 最终控制出钢温度在范围内 3 温度制度轧制过程严格控制关键点温度 特别是粗轧出口温度 终轧温度和卷取温度 轧钢制度温度如下表13所示 注 1 粗轧出口温度的范围为 30 其余各温度点的温度范围为 20 2 根据现场情况可以适当调节各温度点 厚规格温度按照下限控制 薄规格温度按照上限控制 4 粗轧 1 粗轧道次设定模式 1 5等模式 2 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 3 粗轧阶段严格控制除鳞情况 R1第1道次除磷 R2至少采用1 3 5道次除鳞 保证除掉粗轧过程中形成的氧化铁皮 4 调整粗轧板形 保证带钢对中 要求板形良好 5 保温罩为了保证中间坯温度的均匀性 建议使用保温罩 6 精轧 1 轧制过程中严格控制除磷水情况 采用双排除鳞 保证除掉精轧过程中形成的氧化铁皮 2 根据情况 调整机架间水量的大小 3 在保证出F7后板形的情况下 尽量较少F7的调平操作并尽量减少带钢中心线偏差 7 冷却工艺制度轧后冷却采用前段层流冷却模式 CTC 0 根据工艺需要可适当调整冷却模式 工艺设定以保证目标卷取温度为依据 8 卷取工艺 1 卷取操作应密切关注卷取温度值和设备运行状况 2 换辊期间检查夹送辊 助卷辊等辊的表面质量 不得有影响表面质量的缺陷存在 超低碳SDC04 SDC05 化学成分 力学性能要求 GB 注 1 拉伸试验取横向试样 无明显屈服现象时采用Rp0 2 否则采用下屈服强度ReL 厚度 0 5mm且 0 7mm时 屈服强度值可以增加20N mm2 厚度 0 5mm时 屈服强度值可以增加40N mm2 2 r90值和n90值的要求仅适用于厚度 0 50mm的产品 当厚度 2 0mm时 r90值可以降低0 2 力学性能做拉伸 纵向 和晶粒度试验 结果不做判定 供用户参考 主要生产工艺 1 生产计划要求轧制本系列钢种的轧制计划单前全部更换F1 F7精轧工作辊 在本系列钢种不能作为烫辊材使用 轧制公里超过45公里不得安排此系列钢种 2 加热制度加热温度控制见表2所示 230mm坯型加热时间为2 8 3 5小时 冷装时 3 轧钢温度控制要求轧制过程严格控制关键点温度 特别是粗轧出口温度 终轧温度和卷取温度 轧钢制度温度参数执行下表 4 轧制过程除鳞轧制过程中严格控制除磷水情况 采用双排除鳞 保证除掉粗 精轧过程中形成的氧化铁皮 5 中间坯厚度根据成品及坯料厚度选取 6 轧钢工艺 1 粗轧粗轧道次 采用1 5模式粗轧阶段严格控制除鳞情况 R1第1道次除磷 R2至少采用三道次除磷 建议第5道次除鳞 调整粗轧板形 保证带钢对中 要求板形良好 2 保温罩为了保证中间坯温度的均匀性 建议使用保温罩 3 精轧尽量保证F1 F4各机架间有冷却水 在保证出F7后板形的情况下 尽量较少F7的调平操作并尽量减少带钢中心线偏差 4 卷取工艺卷取操作应密切关注卷取温度值和设备运行状况 换辊期间检查夹送辊 助卷辊等辊的表面质量 不得有影响表面质量的缺陷存在 7 冷却工艺制度轧后冷却采用前段层流冷却模式 根据工艺需要可适当调整冷却模式 工艺设定以保证目标卷取温度为依据 冷轧用钢 SPHC 牌号意义 日标 相当于国标中的08 优质碳素结构钢 S Steel 钢 P plate 板 H hot 热 C commercial 商品级 SPHC表示普通商用级的热轧板 其对应的冷轧卷牌为SPCC用途 汽车 摩托车 钢桶 钢制家具 自行车 家电等一般成形加工用钢 化学成分 根据不同的用户要求 目标C含量需进行相应的优化调整 力学性能要求 拉伸试验取纵向试样 采用GB T228中P14试样L0 50mm b 5mm 无明显屈服现象时采用Rp0 2 否则采用下屈服强度ReL 主要生产工艺 1 加热制度加热温度控制如表所示 加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 4 5小时 250mm坯型加热时间为3 5 5 0小时 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当进行调整 注 1 出炉温度的范围为 20 各段温度仅为参考值 最终控制出钢温度在范围内 2 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上表范围内可以适当做出调整 2 温度制度轧制过程严格控制关键点温度 特别是粗轧出口温度 终轧温度和卷取温度 轧钢制度温度参数执行下表 注 根据不同的用户要求 卷取温度需进行相应的优化调整 3 粗轧 1 粗轧道次设定模式 1 5等模式 2 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 3 粗轧阶段严格控制除鳞情况 R1第1道次除磷 R2至少采用1 3 5道次除鳞 保证除掉粗轧过程中形成的氧化铁皮 4 调整粗轧板形 保证带钢对中 要求板形良好 4 保温罩为了保证中间坯温度的均匀性 建议使用保温罩 5 精轧 1 轧制过程中严格控制除磷水情况 采用双排除鳞 保证除掉精轧过程中形成的氧化铁皮 2 根据情况 调整机架间水量的大小 3 在保证出F7后板形的情况下 尽量较少F7的调平操作并尽量减少带钢中心线偏差 6 冷却工艺制度轧后冷却采用前段层流冷却模式 工艺设定以保证目标卷取温度为依据 7 卷取工艺 1 卷取操作应密切关注卷取温度值和设备运行状况 2 换辊期间检查夹送辊 助卷辊等辊的表面质量 不得有影响表面质量的缺陷存在 碳素结构钢 Q195 牌号意义 Q 屈服 的汉语拼音首字母345 屈服强度数值A B C D 分别为质量等级符号首钢生产 Q195B Q195C Q195D 碳素结构钢 Q235 牌号意义 Q 屈服 的汉语拼音首字母235 屈服强度数值A B C D 分别为质量等级符号 D级别最高首钢生产 Q235B Q235C Q235D 化学成分 注 钢中Cr Ni Cu含量应不大于0 30 N含量不大于0 008 力学性能要求 注 1 拉伸和冷弯取横向试样 2 为试样宽度 d为弯心直径 a为钢板厚度 主要生产工艺 1 加热制度加热温度控制如下表所示 加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 4 5小时 250mm坯型加热时间为3 5 5 0小时 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当调整 注 1 出炉温度的范围为 30 各段温度仅为参考值 最终控制出钢温度在范围内 2 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上表范围内可以适当做出调整 2 轧钢制度轧制过程严格控制关键点温度 特别是粗轧出口温度 终轧温度和卷取温度 轧钢制度温度如下表所示 注 粗轧出口温度的范围为 30 其余各温度点的温度范围为 20 3 轧制过程除鳞轧制过程中严格控制除鳞水情况 保证除掉轧制过程中形成的氧化铁皮 检查喷嘴是否堵塞 定期进行打靶试验 检查除鳞水流量 4 粗轧粗轧道次设定模式 1 5 3 5和1 7等模式 根据实际情况进行调节 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 5 精轧精轧压下模式 F7机架末道次压下率 8 6 保温罩为了保证中间坯温度的均匀性 成品厚度小于6mm的钢卷建议使用保温罩 7 层流冷却轧件出精轧机后 采用前段冷却模式 尽可能快的冷却到目标卷取温度 低合金高强度结构钢 SS400 牌号意义 第一个S steel第二个S structure400 抗拉强度数值用途 建筑 桥梁 船舶 车辆等结构件 化学成分 注 钢中Cr Ni Cu含量应不大于0 30 N含量不大于0 008 力学性能要求 注 1 拉伸试验采用横向试样 具体尺寸见GB T228中非比例试样 2 屈服现象不明显时 采用Rp0 2 3 弯曲试验规定值适用于横向试样 仲裁试验时试样宽度为35mm 主要生产工艺 1 加热制度加热温度控制如下表所示 加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 4 5小时 250mm坯型加热时间为3 5 5 0小时 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当调整 注 1 出炉温度的范围为 30 各段温度仅为参考值 最终控制出坯温度在范围内 2 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上表范围内可以适当做出调整 2 轧钢制度轧制过程严格控制关键点温度 特别是粗轧出口温度 终轧温度和卷取温度 轧钢制度温度如下表所示 注 粗轧出口温度的范围为 30 其余各温度点的温度范围为 20 3 轧制过程除鳞轧制过程中严格控制除鳞水情况 保证除掉轧制过程中形成的氧化铁皮 4 粗轧粗轧道次设定模式 1 5 3 5和1 7等模式 根据实际情况进行调节 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 5 精轧精轧压下模式 F7机架末道次压下率 8 6 保温罩为了保证中间坯温度的均匀性 成品厚度小于6mm的钢卷建议使用保温罩 7 层流冷却轧件出精轧机后 采用前段冷却模式 尽可能快的冷却到目标卷取温度 低合金高强度结构钢 Q345 牌号意义 Q 屈服 的汉语拼音首字母345 屈服强度数值A B C D E 分别为质量等级符号 E级别最高首钢 Q345B Q345C Q345D 化学成分 注 钢中Cu Ni Cr含量应不大于0 30 力学性能要求 注 当屈服不明显时 可测量Rp0 2代替屈服强度 主要生产工艺 1 加热加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 4 5小时 出钢温度不大于1240 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当调整 2 轧制采用两阶段轧制 第一阶段再结晶区轧制温度960 1060 第二阶段终轧温度800 880 轧制过程严格控制除鳞情况 保证除掉轧制过程中形成的氧化铁皮 粗轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型RSU计算 粗轧道次设定模式 1 5 3 5和1 7等模式 根据实际情况进行调节 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 为了保证中间坯温度的均匀性 成品厚度小于6mm的钢卷建议使用保温罩 精轧压下模式 F7机架末道次压下率 8 3 冷却精轧结束后采用层流冷却工艺 采取轧后前段快速冷却 冷却工艺根据带钢终轧温度和卷取温度设定 卷曲温度控制在560 640 Q345B生产过程中出现的问题 2250 1 厚规格没有屈服在4月份取样检查的钢卷中 部分厚规格的 11 5mm Q345B在做拉伸试验时没有明显的屈服平台 该钢种的理论显微组织应为铁素体 珠光体 但经分析发现 没有屈服平台的Q345B的实际显微组织为铁素体 贝氏体和魏氏组织 根据有关研究结果 当铁素体 珠光体钢中的贝氏体 魏氏体含量达到10 以上就可以导致拉伸无屈服平台现象 下图为某厚度规格为13 5mm的钢卷的显微组织图 13 5mm厚规格Q345B卷板金相组织 钢中贝氏体 魏氏体的出现与带钢的冷却速度与卷取温度有关 对于Q345B 当冷速达到10 s以上 冷却温度低于500 时 冷却时就会产生贝氏体 此外 热变形会提高钢中奥氏体向贝氏体转变的相变温度 因此 贝氏体相变点的开始温度会高于500 由当天的实际生产数据得知 当时钢卷由于二级卷取温度控制问题 卷取温度已经级最低降到了400多度 这与分析结果相符 所以 控制冷却速度和卷取温度 确保冷却过程中不进入贝氏体相区是避免钢中出现贝氏体组织的关键环节 但是为了保证厚规格Q345B表面除鳞质量及强度性能指标 卷取温度不能过高 因此在生产厚规格的Q345B中仍然存在没有屈服平台的现象 2 表面氧化铁皮 Q345B钢中含Si量较高 0 3 钢中的Si同Fe易生成Fe2SiO4 这层氧化物介于钢基体和氧化铁皮之间 具有很强的粘合性 很难被除掉 如下图所示 在4月以前生产Q345B的过程中 表面红色氧化铁皮现象严重 后来将加热炉出炉温度改为1240 后 表面氧化铁皮明显减少 原因是Fe2SiO4熔点为1173 提高加热温度 使钢基体表面的Fe2SiO4熔化为液态 从而减少氧化铁皮的附着力 达到除鳞的效果 但是在4月9日和10日的生产中 出炉温度都是1240 有的板坯表面质量很好 有的板坯表面却仍然存在着严重的条纹状的氧化铁皮 经分析发现 经过足够长时间的保温后的板坯表面质量比较好 而保温时间不足的板坯 表面极易产生大量的氧化铁皮 这是由于在加热炉内不同的保温时间 板坯表面形成的氧化铁皮的构造不同 只有当板坯表面的氧化铁皮的致密层和疏松层达到一个比例范围时 其在粗除鳞时才容易被除掉 一次氧化铁皮如果除不干净 则其在粗轧和精轧过程中更难以除去 因此出炉温度和保温时间严重影响着Q345B的表面质量 由此也可以看出 生产工艺直接影响产品的性能和质量 因此要制定合理的生产工艺才能生产出高品质的产品 船板钢 定义 指按船级社建造规范要求生产的用于制造船体结构的热轧钢板材 要求具有更高的强度 更好的韧性 抗爆性和抗深水压溃性 根据各国船级社规范 只有通过该国船级社认证才能生产和销售符合船级规范的钢板 认证的船级社 九国船级社 有 中国 CCS 美国 ABS 英国 LR 德国 GL 法国 BV 日本 NK 挪威 DNV 韩国 KR 意大利 RINA 中国船级社规范的船板钢钢级 一般强度 A B D E四个质量等级高强 A32 D32 E32 F32A36 D36 E36 F36三个强度级别 4个质量等级A40 D40 E40 F40首钢京唐即将进行认证的钢级 A B D A32 D32 A36 D36其细化晶粒元素 A B D A32 D32为AlA36 D36为Al Nb 船板钢 A B D 化学成分 注 钢中Cu Ni含量应不大于0 30 Cr含量应不大于0 20 Mo含量应不大于0 08 力学性能要求 注 1 当屈服不明显时 可测量Rp0 2代替屈服强度 2 LRD 厚 12mm 冲击功值应 40J 主要生产工艺 1 加热加热时间根据7 9min cm 230mm坯型加热时间为3 0 5 0小时 出钢温度不大于1230 根据成品钢板厚度 宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢 各段温度在上述范围内适当做出灵活调整 2 轧制采用两阶段轧制 第一阶段再结晶区轧制温度960 1080 第二阶段终轧温度800 880 轧制过程严格控制除鳞情况 保证除掉轧制过程中形成的氧化铁皮 粗轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型RSU计算 粗轧道次设定模式 1 5 3 5和1 7等模式 根据实际情况进行调节 中间坯厚度 中间坯厚度 3倍成品厚度 为了保证中间坯温度的均匀性 成品厚度小于6mm的钢卷建议使用保温罩 精轧压下模式 F7机架末道次压下率 8 3 冷却精轧结束后采用层流冷却工艺 采取轧后前段快速冷却 冷却工艺根据带钢终轧温度和卷取温度设定 卷曲温度控制在600 660 管线钢 定义 石油 天然气长距离输送管线用钢 要求具有高强度 高韧性 优良的加工性 焊接性和抗腐蚀性等综合性能的低合金高强度钢 HSLA 牌号为API 美标 牌号 管线钢的发展及现状 随着世界石油 天然气工业的发展 长输管线的建设正朝着大直径 大壁厚 高压输送的方向发展 输送介质从以输油为主向输气为主转变 着要求管线钢具有高强的和高韧性 目前管线钢的强度以由最初的295 360MPa 相当于APISPEC5L标准的X42 X52级管线钢 提高到526 703MPa 相当于X80 X100级管线钢 而X120级管线钢也正在开发之中 现阶段管线钢的用量中 X60级占很大的比例 X80级已被制定为中国西气东输二线工程的主要用材 追求更好的综合性能是当今管线钢发展的趋势 高级别管线钢X80的开发 1 冶炼技术关键技术就是使钢纯净化 以使钢的S P含量降到最低 低S含量能够增加高强钢的裂纹扩展吸收能力 通过同事降C S的喊来那个 可以再X100以上的高强度钢中获得高韧性 2 TMCP技术 ThermoMechanicalControlProcess 即热机械控制工艺 就是在热轧过程中 在控制加热温度 轧制温度和压下量的控制轧制 ControlRolling 的基础上 再实施空冷或控制冷却及加速冷却 AcceleratedCooling 的技术总称 TMCP技术是生产酸性环境下运行的高级别管线钢的至关重要的技术 通过控制轧制和终轧后的控制冷却技术 可以使钢的金相组织从细化的铁素体为主向细化的贝氏体为主转变 通过TMCP技术既能获得更高的强度和更高的韧性 又能保证焊接要求的合适的碳含量 终轧温度是低碳钢获得高强度的一个重要影响因素 高强度可以通过强化冷却加上低终冷温度来获得 也可以提高碳当量来实现 但碳当量提高 钢的塑形 韧性和焊接性都会下降 因此在生产高级别管线钢中可以采取适当的合金化 3 适当合金化X80管线钢一般采用低碳高Mn添加微量Mo Nb Ti V等合金元素 采用严格控制热加工工艺 以获得针状铁素体为主的混合型组织 从而使钢具有优良的综合性能 Mn 为了获得良好的韧性 钢中C含量需要降低 而由于低C引起的屈服强度的降低则可以通过高Mn来弥补 Mn固溶在钢基体中 产生固溶强化的作用 同事还能细化提速提晶粒 Mo 促进奥氏体向贝氏体的转变 Nb Ti V 与Mn Mo一起起到固溶强化的作用 X80管线钢的微观组织 一般是针状铁素体 贝氏体的双相组织 高耐候钢 定义 耐候钢 耐大气腐蚀钢 是以保证力学性能为主 适当提高耐大气腐蚀性以及延长钢结构件使用寿命的一类低合金钢系 分类 焊接结构耐候钢和高耐候钢 1 焊接结构耐候钢 在钢中加入少量的合金元素 如Cu Cr Ni等 使其在金属表面上形成保护层 以提高钢材的耐候性能 同时保持钢材具有良好的焊接性能 主要牌号 GB Q235NH 16CuCr Q295NH 12MnCuCr Q355NH 15MnCuCr Q460NH 15MnCuCr QT 等 2 高耐候钢 在钢中加入少量的合金元素 如Cu P Cr Ni等 使其在金属表面上形成保护层 以提高钢材的耐候性能 这类钢的耐候性能优于焊接结构耐候钢 耐候钢按主要化学成分分为两类 铜磷钢和铜磷铬镍钢 主要牌号 GB Q295GNH 09CuP 09CuPRE 09CuPTiRE Q295GNHL 09CuPCrNiB Q345GNH Q345GNHL 09CuPCrNi A Q390GNH 不同的合金元素对材料的力学性能影响不同 对于焊接性要求不高的轻型结构件多采用较便宜的Cu P系耐候钢 对于焊接性能要求较高的结构件则多采用Cu Cr系耐候钢 此外 加入Mo V Nb等微量元素 可进一步改善钢的性能 用途 主要用在车辆 桥梁 房屋 集装箱等结构的制造中 首钢产品牌号 SPA H Q SG JIS 相当于国标中的Q345GNHLQ295GNHL Q345GNHL Q390GNH SPA H化学成分 注 根据需要可添加其他合金元素 并在质保书上注明 力学性能要求 注 拉伸试验横向取样 汽车结构用钢 首钢主要生产牌号 JIS 日标 SAPH310 SAPH370 SAPH400 SAPH440DIN 德标 QSTE340TM QSTE380TM QSTE420TM QSTE460TM QSTE500TMGB 国标 10TiL 16MnLSAPH310 SAPH440 用于要求成型加工性能的汽车构架 车轮等汽车结构件 QSTE340TM QSTE500TM 用于具有良好的冷成型加工性能 有较高或高强度要求的汽车大梁等结构 SAPH310 SAPH440化学成分标准 QSTE340TM QSTE500TM化学成分标准 SAPH310 SAPH440力学性能要求 注 1 当屈服不明显时 可测量Rp0 2代替屈服强度 2 拉伸试验采用纵向试样 3 牌号SAPH310的下屈服强度为参考值 不作为保证条件 QSTE340TM QSTE500TM力学性能要求 注 1 当屈服不明显时 可测量Rp0 2代替屈服强度 2 拉伸试验采用纵向试样 弯曲试验采用横向试样 3 牌号QSTE500TM厚度大于8 0mm的钢带 其屈服强度下限允许降低20MPa 定义 又称无间隙原子钢 是在超低碳钢 C含量不大于0 01 中加入适量的Ti Nb 使其吸收钢中间隙原子C N 形成碳化物 氮化物粒子 深冲性能极佳的钢 应用现状 IF钢作为第3代冲压用钢已经被广泛应用于汽车工业 这种钢在冷轧和连续退火后可获得低屈强比 高延伸率等 有极为良好而稳定的成型性 无过时效敏感性 可大幅度降低冲制废品率 能显著提高构件的几何精度 降低对模具和冲压工艺参数的敏感性 提高生产率 因此 它的应用范围正在从难冲构件向其他构件扩展 尤其是高强度IF钢的开发和以IF钢为基板的镀锌板的开发 使IF钢的生产和应用进一步扩大 宝钢生产现状 宝钢IF钢强度级别有4个 180 210 250和280MPa级别 冲压性能从CQ 商用级 到SEDDQ 超深冲压级 此外 宝钢不但可以生产IF软钢 还可以生产高强度IF钢 IF钢 成分特点 超低C和N生产工艺 1 冶炼 为了得到非时效性 强的再结晶织构及较粗大的铁素体晶粒而获得超深冲性 冶炼中应尽可能降低C N及非金属夹杂 O S P 的含量 钢质纯净 一般要求C 50 10 6 N 30 10 6 O 20 10 6 应加入适当的Ti Nb 2 板坯加热温度 为获得粗大的第二相粒子宜采用低的板坯加热温度 1050 1150 3 轧制工艺 终轧温度略高于Ar3 快速大压下量 终轧后立即冷却 获得均匀细小的铁素体晶粒 4 卷取温度 Nb IF钢和Nb Ti IF钢均采用高温卷取 680 高温卷取有利于碳氮化合物的析出和粗化 5 冷轧 采用 75 的冷轧压下率 6 退火 发展再结晶织构 再结晶晶粒均匀粗大 高强钢 DP 定义 DP DualPhase 钢 即双相钢 由低碳钢或低合金高强度钢经临界区处理或控制轧制而得到的 微观组织主要由铁素体和马氏体两相所构成 具有较高的强度和塑性以及较好的成型性能 用途 一般用于制造高强度 高抗碰撞吸收 易成型 要求严格的零件 如车轮轮毂 保险杠 悬挂系统和加强件 也可用在汽车的内外板等零件上 作为汽车用双相钢 马氏体含量通常在5 20 之间 强度为500至1200MPa 并具有低的屈强比 高硬化指数 高加工硬化指数 高烘烤硬化性能 无屈服延伸和室温时效 它的出现为发展和生产高强度 高延性 低合金高强度钢板开辟出了一条新的途径 双相钢中合金元素的作用 Mn 显著提高钢的淬透性 Cr Mo 显著提高钢的淬透性 Si 加速冷却期间多边形铁素体的形成 促进C在奥氏体中的富集 并提高钢的强度和延性 为保证钢具有较大的铁素体析出 碳含量要低 但太低 0 02 则不易得到双相组织 目前汽车用双相钢包括 热轧双相钢 冷轧双相钢和冷轧热镀锌双相钢 热轧双相钢热轧双相钢通常厚度 3 0 6 0mm 热轧工艺的制定 为获得双相钢组织即硬的马氏体岛分布在软的铁素体基体上 需要采用分段冷却 在Ar3温度附近终轧后 已变形的奥氏体经一次水冷后通过两相区发生铁素体转变 再经过缓慢冷却 空冷 使多边形铁素体充分的从奥氏体中析出 为抑制奥氏体转变为珠光体还要进行第二次水冷 使其快速冷却到一定温度再卷取 若卷取温度低于马氏体开始转变温度 富碳的剩余奥氏体可转变为马氏体 使用阻碍珠光体和贝氏体形成的合金元素Mo Cr Si 可使钢在较高的温度 400 500 进行卷取 低温卷取 300 可避免昂贵的合金化 但常规输出辊道冷却技术不能获得如此低的卷取温度 为获得低成本的超细晶粒和弥散分布马氏体组织的双相钢 必须在Ms点 230 以下进行卷取 热轧双相钢卷取温度的确定与其成分设计和要求的成品力学性能密切相关 其通常范围为200 600 比利时CARLM热带厂双相钢生产工艺参数 1 试验钢的化学成分 C 0 080 Mn 1 4 Nb 0 03 通过加Mn可有效降低Ar3 添加Nb提高再结晶终止温度 2 加热温度 1250 粗轧 1050 3 精轧机组入口温度 930 终轧温度 830 轧制工艺特点是 精轧机入口温度低于再结晶终止温度 精轧机出口温度高于奥氏体向铁素体转变温度 Ar3 4 轧后冷却 超快速冷却 层流冷却 在精轧机出口处由超快速冷却装置以平均300 s的冷却速度使带钢冷却至650 然后再由层流冷却使带钢冷却至200 以下某一卷取温度 获得超细铁素体和弥散分布马氏体组织 5 力学性能 屈服强度450MPa 抗拉强度715MPa 延伸率 20 本钢Si Mn Cr直接热轧双相钢生产工艺参数 1 化学成分 C 0 10 Si 1 10 1 40 Mn 0 90 1 40 Cr 0 80 1 10 2 板坯加热温度 1200 1250 出炉温度 1220 3 粗轧开轧温度 1150 4 精轧入口温度 950 1050 终轧温度 800 860 5 轧后冷却 钢板终轧后经1 2s的空冷 再以40 50 s的速度进行第一次水冷至700 20 时间约2秒 经8 12秒空冷后再进行1 2秒的第二次水冷 40 50 s 最后空冷至卷取温度 卷取温度 500 600 6 力学性能 b 590MPa 5 24 0 2 b 0 7 高强钢 TRIP TRIP TRansformationInducedPlasticity 钢又称相变诱导塑性钢 其在成形过程中残余的奥氏体会逐渐转变为硬的马氏体 由于这种硬化 使得变形很难集中在局部区域 因此可以得到分散而均匀的变形 实现了强度和塑性较好的统一 较好地解决了强度和塑性矛盾 成为汽车用板 减重节能 的较佳的材料 此外 TRIP钢还具有高的抗冲撞吸收功的特点 在国外新的车型中多被用于安全件 TRIP钢主要组织是铁素体 贝氏体和残留奥氏体 主要成份是C Si和Mn 其中Si作用是抑制贝氏体转变时渗碳体析出 TRIP钢屈服强度为600至800MPa 与其他同级别的高强度钢相比 TRIP钢的最大特点是兼具高强度和高延伸性能 可冲制较复杂的零件 还具有高碰撞吸收性能 车身一旦遭遇碰撞 通过自身形变来吸收能量 而不向外传递 常用作汽车的保险杠 汽车底盘等 此外 它还具有优良的高速力学性能和抗疲劳性能 主要用于汽车结构件及其加强件 以及拉延深的汽车零件 如机油盘 车门 罩壳等 TRIP钢根据生产工艺的不同可分为热轧TRIP钢 冷轧TRIP钢 热镀锌TRIP钢和电镀锌TRIP钢4大类 从强度级别上来看 主要有600MPa 700MPa和800MPa三个级别 热轧型TRIP钢通过控制轧制和控制冷却获得大量残余奥氏体 精轧温度800 900 卷取温度350 450 蒂森TKS波鸿厂TRIP钢生产工艺参数 1 热轧残余奥氏体钢RA W700主要合金元素 C Mn Al Si Nb Si和Al元素能够加快铁素体的相变过程 特别是Al元素使相变温度升高 成分设计时还应考虑避免生成珠光体和马氏体 2 中间坯厚35mm 热卷箱卷取温度 1080 以上 3 轧后冷却采用多段冷却 冷却段由层流冷却区 20 1m 喷水冷却系统 80 2m 和较短的调整段组成 10m 卷取温度控制在400 500 之间 首钢 无卷箱 有保温罩 层流冷却系统分20组精调区和2组微调区 共96个水冷集管 卷取温度采用CTC在线控制 高强钢 超细晶钢 晶粒细化是提高钢铁材料强度和韧性的最有效方法之一 80年代后期 发现通过应变诱导相变和铁素体动态再结晶获得超细铁素体组织的新的工艺方法 可生产出1 m以下的细晶粒 超细铁素体是在Ar3以上适当温度变形时因应变诱导而析出的 应变诱导铁素体主要在变形奥氏体的晶界和形变带上析出 而且铁素体析出时发生动态再结晶 通过连续多道次的应变诱导轧制可以使应变诱导铁素体的体积分数增加 同时已形成的应变诱导铁素体在下一道次变形时也将发生动态再结晶 使铁素体晶粒进一步细化 因此说 进行连续 多道次的应变诱导轧制是必要的 形变诱导相变 DeformationInducedFerriteTransfor mation 与传统形变热处理工艺的不同之处是 形变诱导相变工艺强调将变形温度控制在Ar3附近 从而使 相变的起始温度高于平衡相变温度 形变诱导相变工艺及超细晶钢的应用前景 优点是不需要增加合金元素含量 但由于需要在Ar3附近进行大压下量轧制 设备负荷 能耗 成本增加 另外如用于大型构件 必须解决焊接问题 焊接条件苛刻 在焊缝及其热影响区获得超细晶不太可能 必须寻找合适的连接方法 超细晶钢优点 强度高 疲劳强度高 韧性好 韧 脆转变温度低 适合对强度要求高的低温环境 缺点 屈强比太高 深冲性能差 不适合做汽车覆盖件等零件 宝钢SS400超细晶粒钢生产试验工艺1 试验钢的化学成分 C 0 17 Mn 0 36 Si 0 09 Al 0 025 2 开轧温度 900 3 终轧温度 800 4 卷取温度 510 590 5 F4 F7道次压下率分别为 30 1 26 2 18 4 12 5 通过力学性能检验和显微组织分析 形变诱导和动态再结晶铁素体的体积分数不大 F5 F6道次的压下率应适当加大 以确保晶粒细化机制发挥作用 6 成品显微组织 铁素体 珠光体和少量的贝氏体 铁素体晶粒尺寸3 5 m 7 成品力学性能 屈服强度接近400MPa 抗拉强度接近500MPa 伸长率大于30 铁素体轧制工艺铁素体轧制是指轧件进入精轧机前 完成 的相变 使精轧过程完全在铁素体范围内进行 粗轧仍在全奥氏体状态下完成 通过粗轧机和精轧机之间的超快速冷却系统 使带钢温度在进入精轧机前降低到Ar3以下 只有碳含量小于0 04 的钢种 在850 900 的温度范围内 屈服应力才会随温度的降低而降低 而对于碳含量高于0 04 的钢种则会随温度的降低而升高 导致轧制压力升高 变形困难 无法确保轧制过程的稳定进行 因此 铁素体轧制工艺适用于超低碳钢 铝镇静钢