CSP—冷轧普板力学性能优化.doc

CSP生产冷轧普板工艺优化摘要：通过对CSP冷轧生产线中各工序中影响CQ级产品力学性能的主要工艺因素的研究，改善热轧温度制度、冷轧压下率、退火工艺、平整延伸率，大幅提高CSP冷轧CQ级钢力学性能，使其能够满足客户简单冲压的要求。关键词：CSP 冷轧 力学性能1 前言 随着CSP技术的发展，各大钢铁公司逐渐采用CSP热轧卷生产冷轧产品。CSP热轧卷具有晶粒细、强度高的特点，其晶粒度比常规热轧高12级，屈服强度比常规热轧高30Mpa左右，其冷轧产品的生产工艺必然与常规流程有所区别。涟钢冷轧板厂投产初期，CQ级产品平均屈服强度233Mpa、抗拉强度351 Mpa、伸长率39.53、屈强比0.66，客户普遍反应强度偏高、在简单冲压如防盗门制造也存在开裂现象。因此，寻求合理的CSP冷轧CQ级生产工艺是涟钢冷轧产品开发所面临的首要问题。2因素分析与试验2.1化学成分冷轧CQ级板冲压要求不高，根据相关厂家经验，其化学成分采用常规热轧的控制范围，见表1。表1 原料化学成分化 学 成 分 CSiMnPSAlt残余元素0.070.070.100.300.0250.0100.0200.060Cu0.10%Ni0.08%Cr0.10%As0.05%Sn0.05%生产验证按表2标准控制化学成分，能够满足CQ级钢力学性能要求。2.3、卷取温度对CQ级冷轧板力学性能的影响：低碳铝镇静钢生产的冷轧产品，其AlN的析出时间对最终产品的组织结构和性能有决定性的影响。在CSP线试验了不同卷取温度对最终性能的影响，见表2。 表2 卷取温度试验卷取温度试验数屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%平均标准差平均标准差平均标准差60063023921815.8320.617.940.42.2631640749227.816.6329.517.740.82.4641650530229.617.1329.915.940.42.565170082923221.7334.419.840.22.5 由上表可以看出，降低热扎卷取温度可降低冷扎CQ级产品强度，当卷取温度由680降至约640，屈服强度与抗拉强度降低约5MPa，降至约600时，可降约10MPa。2.4冷轧压下率与张力冷轧压下率和张力决定着再结晶后晶粒大小和形状，进而影响到最终冷轧板的力学性能；这从下面的生产数据统计中，可以看到压下率对带钢屈服强度的影响（带钢的压下率随着带钢厚度的增加而减小）：平均厚度，mm屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%厚度小于1.0mm0.76 210.72 337.69 36.01 厚度大于1.7mm2.30 237.57 336.16 37.50 但由于CSP原料强度较高，进一步增加压下率，尤其是厚带钢的压下率将带来轧制超负荷、板形变差、热划伤等不利影响。因此，进而进行了降低轧机张力试验，见表3。表3 降张试验表平均厚度，mm屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%降张卷1.54227.9320.842.0对比卷1.46232.4331.640.2大张力轧制不利于饼形晶粒形成，降低张力有利于降低CQ级钢的强度与提高伸长率。2.5退火工艺对性能的影响2.5.1、CQ级产品冷点温度对性能影响：盐浴炉内试验测得涟钢CQ级再结晶温度为570oC左右，为了确定适合CQ级的退火工艺，保持罩式炉热点温度710oC进行了冷点温度分组试验，见表4。表4 不同冷点温度退火后性能统计表冷点温度屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%nr屈强比62022332339.480.191.730.69 64022133640.730.191.860.66 66021433341.630.21.890.64 68021332741.930.21.910.65 在620-660范围内，随着冷点控制温度的提高，屈服强度下降和伸长率、r值提高，但在660以上提高冷点温度，强度和伸长率变化不大，说明660时再结晶的形核和长大已经完成，进一步提高冷点温度，延长退火过程的保温时间，对CQ冷轧板的力学性能影响不大。2.6、平整工艺2.6.1、平整前后性能变化为了准确了解平整前后性能的差异，选取同钢种、同工艺、同炉台钢卷取样检测平整前后性能参数如下：卷号平整前性能平整后性能屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%nr屈强比屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%nr屈强比C601008100223303420.2651.530.7421233440.50.21.790.63C60100830024931442.50.2971.110.7922034939.80.21.750.63C60100820025832643.50.2351.770.79222346400.191.750.64C60101070022730739.50.2451.760.74226338430.182.280.67C601013200221296440.2521.550.7521832543.90.192.110.67C601013400233305470.2012.080.7621433442.50.191.960.64C601120300241315430.2271.660.7721134940.30.2032.420.60C601126300247301440.2462.330.8220233643.30.2112.280.60C601126200260322480.2062.060.81209344400.2022.280.61从表中可以看出，平整后屈服强度、延伸率和n值、屈强比有所下降，抗拉强度、r值有所上升，这对板材的成形性能是有利的。2.6.2、延伸率对性能影响平整延伸率过小，不能消除屈服平台，延伸率过大，易造成加工硬化，因此，寻求合理的平整延伸率对冷轧生产非常重要。在小批量试验的基础上，采用不同的延伸率制定，开始大规模试验见表5：表5：延伸率试验表厚度（mm)0.690.700.850.861.01.011.251.261.501.512.02.0工艺1(%)0.911.21.31.51.61.7工艺2(%)0.80.91.11.21.41.51.6工艺3(%)0.70.80.911.11.21.3不同工艺平整后力学性能见表3，平整延伸率下调后，强度降低、伸长率提高，力学性能得到改善。延伸率试验结果表屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%屈强比工艺122133238.60.67 工艺221433440.30.64 工艺321032641.10.64 2.7、拉矫工艺平整后板形不良的钢卷，经过拉矫可得到改善，但拉矫变形对性能也有一定的影响，采用0.2%延伸率，拉矫前后性能变化见表6。在拉矫延伸率比较低的情况下，拉矫对强度指标影响较小，但对延伸率、r值、屈强比等成形性能指标都有不同程度的影响，特别是对r值的影响比较明显，无论是平均值，还是最大、最小值都有一定的下降，所以在能够保证板形的情况下，尽量降低拉矫延伸率对改善板材的性能是有益的。拉矫延伸率应控制在0.1-0.2 %之间，在来料板形较好的情况下，优先选择0.1%，从生产实际情况看，即使来料板面存在一定浪形，经0.2 %延伸率的拉矫也可以消除板形缺陷。表6 拉矫前后性能表拉矫前性能拉矫后性能屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%nr屈强比屈服强度,Mpa抗拉强度,Mpa伸长率,%nr屈强比平均值21933841.60.191.940.6521833040.90.201.780.66最大值22634943.90.202.280.6722634144.50.201.920.69最小值21232539.80.181.750.6320930739.30.191.670.643、结语：（1）按常规热轧相似的标准控制化学成分的CSP原料，能够生产出力学性能优良的CQ级冷轧板。（2） 降低CSP卷取温度可有效降低冷轧CQ级钢屈服强度，提高加工性能。（3） 冷轧采用低张力轧制有利于冷轧产品力学性能提高。（4） 相对常规热轧，CSP生产冷轧产品应提高退火冷点温度，但冷点温度超过660对CQ级钢性能提升不大。（5） 冷轧CQ级钢通过平整后屈服强度、延伸率和n值、屈强比有所下降，抗拉强度、r值有所上升