IF钢罩式退火过程中织构组织演变研究

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基于ebsd的if钢在变形过程中织构的演化过程研究

基于ebsd的if钢在变形过程中织构的演化过程研究

基于ebsd的if钢在变形过程中织构的演化过程研究IF系钢材的变形行为具有较高的复杂性和难以预测性,特别是其在高温变形中的形变行为,仍然无法充分的解释,该过程的定量研究和深入的理解对材料的表征和建模具有重要意义。

因此,本文通过对IF钢在变形过程中织构的演化,利用结构和电子背散射(EBSD)技术建立其变质演化模型,研究其变形装备和变质行为,旨在深入理解IF钢在变形过程中的织构变化。

IF钢是一种金属钢材,具有良好的塑性和再结晶化性能,由于其较高的抗蠕变性,适用于各种关键质量部件和耐热构件的应用,因此,对IF钢变形机理进行深入研究亟待解决。

在进行IF钢变形研究时,应充分考虑温度,钢材温度在变形过程中非常重要。

钢在变形过程中,温度会影响钢材的力学性能,同时也会影响X射线反射金属的组织,有利于提高变形能力和缩小变形比。

EBSD技术用于研究IF钢的变形行为,它可以提供保护的详细的微观织构,评估其变形代数变化和细微组织织构,这是不可或缺的。

因此,本研究采用电子背散射(EBSD)技术在室温和400℃、500℃、600℃三种温度下研究IF钢在变形过程中的织构和变质行为。

以IF钢为研究对象,通过EBSD技术得知原始织构,在室温下,检测IF钢的表面形貌,采用红外热成像技术获得其表面温度,电子显微镜(SEM)及其辅以能谱仪(EDS)获得均匀的取样材料的组织和组分变化。

在后续研究中,模拟反复变形设备,由室温到400℃、500℃、600℃,分别进行IF钢变形试验,同时采用EBSD技术获取变形后IF钢的织构演化及其变形行为,比较不同温度之间的织构变化及其影响的变形行为,以便从变形的角度揭示IF钢的演化过程,提高IF钢的建模和变形性能研究。

总之,本文研究了基于EBSD的IF钢在变形过程中织构的演化过程,尤其是在室温和高温变形条件下,IF钢的织构演化及其影响变形行为,以及IF钢变形织构及其变形行为之间的关系。

最后,可以有效改善IF钢的变形性能,这也为材料设计提供了重要的理论依据。

罩式退火工艺对Ti_IF钢组织与性能的影响_郑跃强

罩式退火工艺对Ti_IF钢组织与性能的影响_郑跃强

Abstract:Annealing is the key limit in the productive process of IF steel.Focusing on the TI-IF steel produced by CSP process in JiuSteel,the effect of batch type annealing process on microstructure and properties of Ti-IF steel is investigated.The results indicate that when the annealing temperature increases from 680℃ to 750℃ within 2h, tensile strength reduces from 284to 268 MPa,yield strength reduces from 114 MPa to 96 MPa,yield ratio decrea- ses from 0.40to 0.36,elongation increases from 44.25% to 47% and r90increases from 2.22to 2.60. Key words:annealing;Ti-IF steel;structure properties
第25卷 第9期 2015年 9 月
中国冶金 China Metallurgy
Vol.25,No.9,p22-26 September 2015
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140324
罩式退火工艺对 Ti-IF钢组织与性能的影响
郑 跃 强 , 唐 兴 昌
从 图 中 可 以 看 出,退 火 温 度 从 680 上 升 到 750℃分 别 保 温2h,试 样 抗 拉 强 度 从 284 下 降 到

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究一、本文概述随着现代工业的发展,钢铁材料作为国民经济的重要支柱,其质量和性能的提升对于满足社会生产的需求至关重要。

IF钢(Interstitial Free Steel,无间隙原子钢)作为一种优质的低碳钢,以其高强度、高韧性、良好的焊接性和成形性等特点,在汽车、石油、化工、建筑等领域得到了广泛应用。

然而,IF钢的生产过程中,钢中成分的控制以及夹杂物的控制对于其最终性能的影响至关重要。

因此,本文旨在深入研究IF钢中成分及夹杂物的过程控制,为提高IF钢的质量和性能提供理论支持和实践指导。

本文将首先介绍IF钢的基本特性和应用领域,阐述研究IF钢中成分及夹杂物过程控制的必要性。

接着,将重点分析IF钢生产过程中成分控制的关键因素,包括碳、氮、氧等主要元素的含量控制,以及合金元素的添加和调整。

还将探讨夹杂物对IF钢性能的影响及其形成机制,提出有效的夹杂物控制策略。

在此基础上,本文将总结国内外在IF钢成分及夹杂物过程控制方面的研究成果和进展,以期为我国IF钢生产技术的进步提供借鉴和参考。

通过本文的研究,期望能够为IF钢的生产过程优化提供理论依据,为提升我国钢铁工业的整体竞争力做出贡献。

二、IF钢的成分控制IF钢(Interstitial-Free Steel)作为一种高级别的深冲用钢,其成分控制对于最终产品的质量和性能具有至关重要的影响。

成分控制不仅关乎钢的强度、韧性、耐腐蚀性,还直接影响到其深冲加工性能和表面质量。

因此,对IF钢的成分进行精确控制是提升产品质量、满足市场需求的关键。

在IF钢的生产过程中,碳(C)、氮(N)和硫(S)等元素是需要特别关注的。

碳元素是影响IF钢性能的主要因素之一,通过降低钢中的碳含量,可以有效提高钢的深冲性能和焊接性能。

氮元素同样对钢的强度、韧性和焊接性有显著影响,因此需要通过精确控制冶炼和精炼过程来降低钢中的氮含量。

硫元素虽然在一定程度上可以提高钢的切削加工性能,但过高的硫含量会导致钢的韧性降低,因此也需要对其进行严格控制。

退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响

退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响

退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响郭文渊;李俊;孟庆格【摘要】对IF钢板分别进行了模拟连续退火和快速退火,运用EBSD技术对退火钢板的显微组织进行了研究,测试了退火钢板的力学性能,探讨了退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响.结果表明:与模拟连续退火工艺相比,快速退火工艺使IF钢板晶粒更加细小均匀且同样具有强烈的γ-<111>//ND再结晶织构,但导致IF钢规定非比例延伸强度Rpo.2升高,断后伸长率降低,塑性应变比r9O降低.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】5页(P9-12,30)【关键词】IF钢;退火;显微组织;力学性能【作者】郭文渊;李俊;孟庆格【作者单位】上海宝钢包装有限公司,上海201908;宝山钢铁股份有限公司,上海201900;宝山钢铁股份有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TG142.1+4无间隙原子钢(interstitial-free steel,简称IF钢)因其优异的深冲性能而成为继沸腾钢、铝镇静钢之后的第三代汽车冲压用钢,这解决了汽车上一些难冲件的成形问题[1]。

已有研究表明,IF钢之所以具有优异的深冲性能应与其具有强烈的{111}再结晶织构密切相关[2~4]。

目前,在国内一些主要钢厂,IF钢的最终退火方式为连续退火。

与罩式退火工艺相比,连续退火工艺大大节省了退火时间,减少了能源消耗,从而降低了生产成本,不过其整个退火流程仍需花费十分钟左右的时间。

在当前的节能减排背景下,有研究者提出对带钢采用快速加热、短时保温或不保温然后快速冷却的快速退火工艺,这样就可以大幅度地缩短连续退火时间,减少能量消耗从而降低生产成本。

目前,相关研究者已经在某些钢种的快速退火方面进行了初步研究[5],但是关于IF钢快速退火的研究还未见报道。

本文对IF钢板分别进行了模拟连续退火和快速退火,并运用EBSD技术对实验钢板的显微组织进行了研究。

铁素体区热轧高温卷取条件下IF钢的织构特征

铁素体区热轧高温卷取条件下IF钢的织构特征

第19卷第8期2007年8月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel ResearchVol.19,No.8August 2007基金项目:国家自然科学基金资助项目(50104004)作者简介:郭艳辉(19812),女,博士生; E 2m ail :gyh415@ ; 修订日期:2007203205铁素体区热轧高温卷取条件下IF 钢的织构特征郭艳辉1, 王昭东1, 孙大庆1,2, 刘相华1, 王国栋1(1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004;2.鞍山钢铁集团公司技术中心,辽宁鞍山114021)摘 要:研究了铁素体区热轧高温卷取条件下,2种不同成分的IF 钢的织构特征。

结果表明,高温卷取后,普通Ti 2IF 钢发生了完全再结晶,中心面和1/4面上形成了很强的<111>∥N D 再结晶织构;高强Ti 2IF 钢大部分晶粒仍处于轧制状态,只有极少部分晶粒发生了再结晶,中心面和1/4面上形成的织构组分以<110>∥RD 为主,<111>∥N D 再结晶织构较弱。

织构分析表明,2种钢的表面织构均较弱,普通Ti 2IF 钢表面上<001>∥N D组分占优,高强Ti 2IF 钢表面上<110>∥N D 组分强度最高。

关键词:铁素体区热轧;高温卷取;织构;Ti 2IF 钢中图分类号:T G 11311 文献标识码:A 文章编号:100120963(2007)0820037205T exture Characteristics of IF Steels After Ferritic R olling and High T emperature CoilingGUO Yan 2hui 1, WAN G Zhao 2dong 1, SUN Da 2qing 1,2, L IU Xiang 2hua 1, WAN G Guo 2dong 1(1.State Key Laboratory of Rolling Technology and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,Liaoning ,China ; 2.Technique Center ,Anshan Iron and Steel Co ,Anshan 114021,Liaoning ,China )Abstract :The texture characteristics of two different IF steels were studied after rolling in the ferritic range and coiling at high temperature.It was found that the ordinary Ti 2IF steel was recrystallized completely and strong <111>∥N D re 2crystallization texture was formed at the mid 2section and 1/42section.However ,in the high strength IF steel ,most of the grains were still in as 2rolled condition after coiling and <110>∥RD texture was in the ascendant at the mid 2section and 1/42section with very weak <111>∥N D recrystallization texture.Textures at surface in both steels were very weak and their <001>∥N D was dominant in ordinary Ti 2IF steel and <110>∥N D in high strength Ti 2IF steel was the strongest component.K ey w ords :ferritic rolling ;high temperature coiling ;texture ;Ti 2IF steel 近年来,为了降低成本,用热轧板代替冷轧板引起了广泛的关注。

“ASP+罩式退火工艺”生产Ti—IF钢的织构演变

“ASP+罩式退火工艺”生产Ti—IF钢的织构演变
承 关系 。高 斯 织 构 和
f 1 1 2 } < 1 1 0 > 织构强度较高 , 强度都达到了3 . 0 级。
表 2 不同热轧板织构分析
2 试 验过程
从 济钢工 业 化生产 中随机 挑选 两 炉 J F 钢, 分别
l O 5 O 2 1 2 0. 0 0 4 5 0 . 0 2 0 . 1 3 0 . 01 3 0 . 0 0 5 0. 0 4 0 . 0 6 2 1 0 7 0 2 9
3 结果 与分析
3 . 1 热轧板 织构 热 轧试样 的织 构定 量分析及 O D F 图如表 2 、 图1
算 了热轧 、 退火 及冷轧 试样 的取 向分 布 函数 和相关 织构组 分的体 积分数 。结果发 现 , 济钢T i — I F 钢 热轧板形 成 了较 强的
{ 1 l 1 } 面织构 ; 在冷轧 和退火后 ^ y 纤 维织构显著增 强 ; 冷轧织构在 罩式退火后 , { 1 1 1 J < 1 1 0 > 织 构强度减弱 , { 1 1 1 1 < 1 1 2 > 织构增
第3 5 卷 第3 期
2 0 1 3 年6 月
霄、 、驴 、 矿 、驴 矿 嘲
山 东 冶 金
S h a n d o n g Me t a l l u r g y
V0 l 35 No . 3
J u ne 2 01 3
2 专论 与综述 2
h d p、 h 》 P
炉 号

堕 堕 坌
S i Mn P S Al s T i
热轧 冷轧 冷轧压 卷号 卷号 下率/ %
8 2
元素 , 使钢 中C 、 N原子 完 全 以碳 、 氮 化 物 形式 从 基

不同退火温度下Nb_Ti微合金化高强IF钢板组织和织构的演变

不同退火温度下Nb_Ti微合金化高强IF钢板组织和织构的演变
heattreatmentmetalsvol36july2011不同退火温度下nbti微合金化高强if钢板组织和织构的演变攀钢集团研究院有限公司四川成都611731
第 36 卷 2011 年
第7 期 7月
Vol. 36 No. 7
HEAT TREATMENT OF METALS
July 2011
不同退火温度下 Nb + Ti 微合金化高强 IF 钢板组织和织构的演变
Evolution of microstructure and texture of Nb + Ti microalloying high strength IF steel annealed at different temperatures
WANG Minli1 ,XIAO Li2 , ZHENG Zhiwang1 ( 1. PanGang Group Research Institute Co. ,Ltd. , Chengdu Sichuan 611731 , China; 2. Hot Rolling Mill of PanGang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co. ,Ltd. ,Panzhihua Sichuan 617062 ,China) Abstract: Evolution of microstructure and texture of Nb + Ti microalloying high strength IF steel sheet under different annealing temperatures was studied. The results show that in the test steel there are full recrystallization microstructure treated at the range of annealing temperatures 750870 ℃ under test condition. The yield strength,tensile strength,elongation percentage,plastic strain ratio and strain hardening exponent of the test steel are approximate 300 MPa, 410 MPa, 36. 5% , 1. 5 and 0. 20 at the range of annealing temperatures 810840 ℃ , and the α textures have a trend with { 111 } texture. The optimal annealing temperature is 810840 ℃ in production. Key words: high strength interstitial free ( IF) steel; saltbath annealing; texture; microstructure

IF钢生产过程中的织构演变

IF钢生产过程中的织构演变

个 工艺 阶段 均 影 响着 I F钢源自的最 终 性 能 【 。热 3 ]
轧 、 轧 和退 火三 个 工 艺 步 骤 是 材 料最 终 织 构 形 冷 成 的关 键 步骤 。热 轧板 织构 通 常很弱 ; 轧 I 冷 F钢 中 的主要 织构 组分 为 a纤维 织 构 ( 1 0 / R 和 ( 1 )/ D) 丫纤维 织构 ( 1 1 / ND) 退火 后 , ( 1 >/ , a织 构 逐 渐 消 失 , 构 的取 向密 度 进 一 步增 加 _ ] 7织 4 。本 文 针 对 I 生产 过 程 中的热 轧 、 F钢 冷轧 和 退 火 三个 工 艺 步 骤 进行 研 究 , 定并 计算 热 轧 、 轧和 退火 试样 中 测 冷 的织构 组 分及 体积 分数 , 此 过 程 中织 构 的演 变 对
为 0 7 . 5mm 的钢 板 。采 用 盐 浴退 火 模 拟 工业 生 产 中 的 连 续 退 火 , 浴 成 分 为 ( a 1 : 盐 B C ) ( C) Na 1一1: , 8 0。 保温 9 后空 冷 。 1 于 1 C下 0S 从 退火 试 样 和 热 轧 试 样 上 截 取 1 l 横 0 mi ( l 向 ) 5Im( 向) 格 的试 样 , 轧 向 ( D) ×1 e 轧 T 规 对 R 和 法 向( ND) 成 的 侧 面 进 行 电 解 抛 光 , 助 F I 组 借 E
表 1 试验 钢种的化学成分 (n%) w/
Ta e 1 bl Che i a o p ii n ft x rme a te m c lc m osto s o hee pe i nt ls e l

0 0 1 .08
2 结 果 与分 析
2 1 显 微 组 织 .
图 1 示为 热 轧 、 轧 和退 火 试 样 的显 微 组 所 冷 织 。从 图 1中可 以看 出 , 轧试样 晶粒 细小 均匀 , 热

IF钢的研究

IF钢的研究

我国IF钢的研究与生产IF钢由于有良好的深冲性能,广泛用于汽车中的复杂冲压件、外覆盖板以及作为高成形镀锌钢板的基板。

从同样追求深冲性能的角度上说,现代意义上的IF钢是从20世纪60年代的第一代普通沸腾钢,80年代的第二代低碳铝镇静钢发展而来的。

90年代初期,随着宝钢等企业成功开发了IF钢,标志着我国具备了第三代超高冲压性能,高屈服强度IF钢的生产能力。

经过多年的努力,随着冶金技术的不断发展,目前我国主要的汽车用钢生产企业不仅掌握了所有级别的IF钢生产技术,还成功开发出在IF钢基础上发展起来的深冲热镀锌钢板,深冲高强度烘烤硬板,IF钢已成为我国汽车用钢板的主要品种之一。

1IF钢的主要特性1)与一般的深冲钢相比,IF钢的含碳量极低,使钢中难以出现渗碳体,保证了IF钢的基体为单一的铁素体。

铁素体有很好的塑性,从而保证了IF钢具有优良的深冲性能。

2)一般深冲钢的时效期为3个月,主要是这种钢中存在着碳、氮等间隙固溶原子,而IF钢的组织中存在着微量碳氮化合物,避免了间隙固溶原子,因此IF 钢没有时效性。

3) IF钢组织中的碳氮化合物是由加入微量的钛或同时加入微量的钛和铌而形成的,IF是微合金化超深冲钢。

深冲钢和加钛的IF钢钢成分对比。

2我国IF钢研究中涉及的主要领域调研所得:多年来,我国各生产企业及科研单位对IF钢的研究主要围绕织构形成机理,析出物的形态,强化机理以及化学成分设计、冶金工艺、轧制工艺和退火制度对深冲性能、机械性能等方面影响而展开的,归纳起来主要有以下几点:1)对IF钢冷轧板的表面缺陷进行了研究,其缺陷是由夹杂物引起的。

这些夹杂物是冶炼过程中间包覆盖渣与浸入式水口内堵塞物的结合物质,为了消除这些夹杂物,对IF钢的钢水进行二次精炼必不可少。

在其成分的设计研究中,发现稍微增加Mn、P、Si等元素的含量就可以保持其优良成形性的同时提高了它的机械性能,增加了强度。

试验结果,其r值可增至2.0,抗拉强度可达到400MPa。

热轧IF钢微观组织和织构演变规律的研究

热轧IF钢微观组织和织构演变规律的研究

热轧IF钢微观组织和织构演变规律的研究王野蔡恒君高毅王越蒋奇武许国林孙晓宇(鞍钢股份有限公司冷轧厂,鞍山 114021)摘 要 选取奥氏体区热轧Ti+Nb+P-IF钢板为研究对象,以冷轧压下率为影响因素,通过冷变形和再结晶退火,采用金相组织观察、TEM分析和织构测试等手段,得出不同冷轧压下率对Ti+Nb+P-IF再结晶组织、第二相粒子、织构的影响规律。

关键词 奥氏体区轧制 Ti+Nb+P-IF钢 再结晶退火 金相组织 第二相粒子 织构The Study on Microstructure andTexture Evolution of Hot Rolled IF SteelWang Ye Cai Hengjun Gao Yi Wang Yue Jiang Qiwu Xu Guolin Sun Xiaoyu (Cold Strip Works of Anshan Iron and Steel Corporation, Anshan, 114021)Abstract This paper studies hot rolled Ti+Nb+P-IF steel in austenite Region, with cold rolling reduction as the influencing factor. Cold deformation and recrystallization annealing were carried out, and microstructure observation. TEM analysis and texture measurement were used as the measurement methods. Conclusions were drawn on the evolution of recrystallization microstructure、secondary phase particles、texture of Ti+Nb+P-IF steel with different cold rolling reduction.Key words cold rolling reductions, Ti+Nb+P-IF steel, hot roiled in austenite region, opfic micrograph, secondary phase particles, texture1引言高强IF钢的开发思想是把IF钢具有超深冲性的特点,与P、Mn、Si等固溶元素所具有的固溶强化机制结合起来,即在IF钢成分基础上,再加一些P、Mn、Si的量来提高其强度[1, 2]。

基于EBSD的IF钢在变形过程中织构的演化过程研究

基于EBSD的IF钢在变形过程中织构的演化过程研究

El e c t r o n Ba c k . S e a l : t e r Di 仃r a c t i o n f o r I F S t e e l
C UI Gu i b i n j u Xi n h u a REN Da n d a n J I A Hu i p i n g W ANG Z e y a n g
钢在塑性变形过程 中 ,随着 变形量 的增加 ,铁素体 晶粒形态 和晶粒取 向均发生 了明显 变化 ,晶粒 形态 由等 轴状变成 了拉长 的扁平 状。等轴状 晶粒 内部 首先 出现取 向的渐变 区,当晶粒 内部 滑移 变形到 一定 程度 时 ,
将带 动各个晶粒沿拉伸方 向发生塑性变形 。同时 ,在 塑性变形 过程 中 ,织 构也 发生 了明显转 动。随着变 形
t h e s ha p e o f g r a i ns wa s e l o n g a t e d f r o m e qu i a x e d t o la f t .Fi r s t o f a l l ,t h e r e g i o n o f o ie r n t a t i o n c h a n g e o c c u  ̄e d i n t h e i n t e io r r o f e q ui a x e d s h a p e o f ra g i ns ,a n d t h e n i t wo u l d d iv r e wh o l e ra g i ns t o o c c u r
p l a s t i c d e f o m a r t i o n a l o n g t h e t e n s i l e d i r e c t i o n . At t h e s a me t i me,t h e t e x t u r e a l s o h a d a n o b v i o u s r o t a t i o n d u r i n g p l a s t i c d e f o m a r t i o n .T h e t e x t u r e w a s a d e c r e a s e t r e n d o b v i o u s l y, a n d t e x t u r e

IF钢退火过程中不同尺寸晶粒的生长和织构演变

IF钢退火过程中不同尺寸晶粒的生长和织构演变

ean be d eseri b ed 勿 the em P irieal f o rm u la f r om th e ex Perim en t data .
K E Y W O R D S textur e, grai n grow th , grai n si ze di stri buti on , i t erst n i ti alf r ee ( IF )steel
to a red ueti o n of 80% a n d su bseq uentl y annealed a t 710 and 770 o C f o r vari ou s h old tim es. T h e resu lts
sh o w e d th a t th e im P a et o f th e a n n e a li n g te m p era tu re 15 m o re im p o rta n t f o r th e g ro w
2 010一 0 6一 29
A B STR A C T
It 15 w e ll k n o w
I t ers n ti ti al f r ee ( IF) s teel sheet has been w i del y used i n autom oti e i v ndust叮 f or i ts
第 46 卷 20 10 年 9 月
第9期
今 庵学玻
A C I ,A M E T A L L U R G IC A S IN IC A
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146
N o .9
第 1055一 1060 页
S eP t, 2 0 10
PP. 1055一 10 6 0
IF 钢退火过程中不同尺寸晶粒的生长和织构演变

基于EBSD的IF钢在变形过程中织构的演化过程研究

基于EBSD的IF钢在变形过程中织构的演化过程研究

文献标识码 : A
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . 1 0 0 0 — 6 2 8 1 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 7
I F钢 ( I n t e r s t i t i a l F r e e S t e e 1 ) 作 为第 三代 超深 冲 用钢 … , 因其具 有 良好 的 深 冲 性 能 且 易 于 成 形 , 而被 广泛 应用 于汽 车 制造 产业 中 , 尤 其 是 汽 车外 板
第 3 2卷 第 3期
2 0 1 3年 6月
电 子
显Leabharlann 微学报 Vo 1 . 32. No .3 2 01 3 - 0 6
J o u r n a l o f C h i n e s e El e c t r o n Mi c r o s c o p y S o c i e t y
文章编号 : 1 0 0 0 — 6 2 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 2 2 4 — 0 7
基于 E B S D的 I F钢 在 变形 过 程 中织 构 的演化 过 程 研 究
崔桂 彬 , 鞠新华 , 任丹丹 , 贾惠平 , 王泽 阳
( 首 钢技 术研 究 院 , 北京 1 0 0 0 4 3 )
有 明 显减 弱 的 趋 势 , 同时 其 织 构 组 分 { 1 1 1 } ( 1 1 2 )不 断 地 转 向 相 对 更 为 稳 定 的 { 1 1 1 } ( 1 1 0 ) 。
关 键 词 :I F钢 : 织构 ; 晶粒取向 ; EB S D
中 图分 类 号 : T G 1 4 2 ; T G 1 1 5 . 2
摘 要 : 借助拉伸试验机与 E B S D等手段对 I F钢 在 变形 过 程 中 织 构 的 演 化 过 程 进 行 了细 致 的 研 究 。研 究 结 果 表

对IF钢组织性能影响因素的分析

对IF钢组织性能影响因素的分析

对IF钢组织性能影响因素的分析IF钢(Interstitial Free Steel)又叫无间隙原子钢,是继沸腾钢与铝镇静钢之后自动化工业广泛应用的又一代深冲用钢。

IF钢的特点是含碳量很低,加入Ti和Nb 之后,形成Ti和Nb的C、N化合物。

由于钢中无间隙原子,而使其具有优异的深冲性能:高塑性应变比、高延伸率、高硬化指数以及较低的屈强比,并具有优异的非时效性,因此被誉为第三代超深重用钢而广泛应用于汽车制造等行业[1]。

IF 钢按添加的微合金元素不同,通常分为Ti—IF钢、Nb—IF钢和(Nb+Ti)一IF钢,影响IF钢组织性能的因素有很多,总结起来有两大类:一是材质本身的因素,包括所含化学成分的影响,二是加工工艺的影响。

下面分别就两方面的影响因素予以具体阐述。

首先,介绍一下IF钢的成型性及其评价。

(一)IF钢的成型性及其评价汽车用钢板几乎全部经过冲压成型,所以成型性的好坏是材料面临的首要问题。

所谓成型性是指钢板在承受变形过程中抵抗失效的能力。

它除了与材料本身特性有关外还与变形条件有关。

评价钢板成型性能的指标有两大类,即基本成型性能指标和模拟成型性能指标。

前者是对材料本身性能的反映,取决于材料生产过程中的冶金因素;后者是对材料在某种变形条件下成型性能的反映,与具体的变形工艺有关。

与上述两大类成型性能指标相对应的实验方法中,应用最广泛的的成型性能实验是单向拉伸实验,而Swift冲杯实验、扩孔实验、极限拱高实验都是模拟成型性能实验。

单向拉伸实验获得两个主要的基本成型指标:加工硬化指数(n值)和塑性应变比(r值),同时还可获得屈服强度(Ys)、拉伸强度(Ts)和延伸率等。

加工硬化指数(n值)是钢板在塑性变形过程中形变强化能力的一种量度,是评价板材在拉胀时成形性能的指标。

钢板在成形过程中,变形大的部位首先硬化,n值越高,硬化程度越强,变形越困难,促使变形小的部位的金属向变形大的部位流动,使整体钢板变形区域均匀,从而提高了钢板的成形性能。

IF钢罩式退火过程中织构组织演变研究的开题报告

IF钢罩式退火过程中织构组织演变研究的开题报告

IF钢罩式退火过程中织构组织演变研究的开题报告
一、研究背景
IF钢(Interstitical Free Steel),是一种低碳铁素体钢,由于其晶界处无碳化物形成,具有良好的深冲性能和高延展性能,被广泛应用于汽车、电气、建筑等行业。

钢材的织构组织在其力学性能、腐蚀性能等方面都有着不可忽视的影响。

因此,研究IF钢罩式退火过程中织构组织演变,对于深入了解钢材的力学性能和优化其工艺具有重要意义。

二、研究目的
本研究旨在探究IF钢罩式退火过程中织构组织演变的规律,为优化该钢种的生产工艺提供理论指导。

三、研究内容
1. IF钢罩式退火过程中的温度-时间曲线测定及分析
2. IF钢在退火过程中的减薄规律分析
3. 使用XRD分析分析IF钢退火后的织构组织
4. 通过光学显微镜分析IF钢退火后的显微组织结构
5. 通过真空扫描电镜(SEM)分析IF钢退火后的微观显微结构
四、研究方法
1. 实验方法:利用IF钢片进行罩式退火实验,并通过XRD、光学显微镜、SEM等手段对其进行分析。

2. 数据分析方法:对实验获得的数据进行统计和分析,形成数据报告,并对IF钢罩式退火过程中的织构组织演变规律进行探究。

五、实验计划
1. 实验时间:3个月
2. 实验人员:3人
3. 实验地点:实验室
4. 实验器材:IF钢片、罩式退火炉、XRD、光学显微镜、SEM等
六、论文结构
本论文分为引言、文献综述、研究方法、实验结果及分析、结论等部分,以期全面阐述IF钢罩式退火过程中织构组织演变的规律和研究结果,为钢材生产及工艺优化提供参考。

加热速率对Nb-IF钢退火组织及织构特征的影响

加热速率对Nb-IF钢退火组织及织构特征的影响

加热速率对Nb-IF钢退火组织及织构特征的影响邓峤;侯自勇;燕际军;李建平【摘要】以一种冷轧Nb - IF钢为研究对象,研究了不同加热速率下退火板的微观组织和织构特征.结果表明:当加热速率由10℃/s增加到150℃/s时,再结晶晶粒平均直径由16.72 μm细化到13.8 μm;当加热速率高于100℃/s时,平均晶粒直径变化趋于平缓.试验钢完全再结晶晶粒以大角晶界为主,随加热速率变化,其含量在81.3%~86.9%范围内波动,重位点阵(CSL)含量在34.1%~44.5%之间波动.在快速加热退火和普通加热退火条件下,试验钢均可获得强烈的γ织构,强点密度在f(g)=9.01~ 10.42范围内.【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2012(011)001【总页数】5页(P38-42)【关键词】退火;加热速率;Nb-IF钢;组织;织构【作者】邓峤;侯自勇;燕际军;李建平【作者单位】华中科技大学管理学院,武汉430074;东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819;本溪钢铁集团公司技术中心,本溪111700;东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TG142众所周知,成品板材的微观组织特征决定其力学性能和成形性能,而退火工艺作为冷轧板必不可少的工序对退火板微观组织及织构特征影响很大[1~2].退火时间、退火温度、冷却模式及过时效参数等对退火板再结晶组织、织构及力学性能的影响,前人已开展了大量的研究工作[3~5].Attallah等[6]研究了加热速率对Al-Mg合金开始发生初次再结晶的影响,认为加热速率可提高再结晶开始温度,且存在某一临界温度;但也有学者认为加热速率能够单调提高(或降低)再结晶温度[7~9];Massardier等研究了超快速加热退火下Al镇静钢的再结晶组织和机械性能特征[7].然而,关于加热速率对再结组织和晶界特征的研究,国内外均鲜见报道.近年来,随着钢铁企业生产装备的发展及人们对高生产效率的追求,有关超速退火的研究成为了人们研究的目标[6~9].本文以一种冷轧Nb-IF钢为研究对象,采用电子背散射衍射(EBSD)技术和XRD织构分析等技术手段,观察了试验钢在不同加热速率下微观组织及织构变化规律,为超快速退火的工业化应用提供一定的理论指导.试验钢在国内某钢厂150 kg真空感应熔炼炉中冶炼,其实际检测成分如表1所示.试验钢锭经锻造、机加工成待轧方坯,利用RAL-φ450 mm两辊可逆式热轧机经7道次热轧至3.3 mm,精轧终轧温度控制在905±15℃范围内.终轧结束后立即水冷至610~635℃,并在600℃电阻炉中保温1 h后炉冷模拟卷取过程.热轧板经酸洗、润滑冷轧至0.5 mm厚,冷轧总压下率为84.8%.为避免加热速率及轧制方向对组织及织构的影响,每道次冷轧压下率均<1%,并保持轧制上下表面不变.在冷轧板上用线切割切取90 mm×35 mm(轧向×横向)长条状试样,酸洗后清洗干净以作退火用.为了精确控制加热速率和退火温度,退火试验在MMS-300热力学模拟试验机上进行.设备采用电阻加热方式,并由K-型热电偶控制温度,能够实现连续退火所需升温、保温、降温等各阶段的参数控制.设定加热速率分别为10、20、50、100、150℃/s,退火温度为860℃,加热到退火温度后保温5 s,然后以10℃/s的速度冷却.退火试样经酸洗、平整,用线切割切取金相样进行组织观察及织构测试.金相样用砂纸逐级打磨并进行机械抛光,随后进行电解抛光.在FEI Quanta 600扫描电镜自带的OIM 4000 EBSD系统对不同加热速率下退火试样纵向截面进行取向分析,步长为1.5 μm.对测试结果采用面积法计算各加热速率下冷轧退火组织的再结晶晶粒尺寸.冷轧态X射线衍射(XRD)织构分析试样尺寸为20 mm×22 mm,测试其中心层织构.对待测定表面首先测定(110)、(200)、(211)三张不完整极图,测量范围为α由0~70(°),β由0~360(°),测量步长为5(°),并计算出三维取向分布函数(ODF). 图1为试验钢在不同加热速率下的EBSD取向成像图,其中黑色代表{111}//ND取向,取向容差角为15(°),白色为Goss取向或立方取向.再结晶完成时,不同加热速率下的再结晶晶粒均以黑色为主,晶粒取向为{111}//ND,即以有利成形性能的γ织构为主.各取向晶粒储能顺序如{110}>{111}>{112}>{100}[5],根据“定向形核”机制,再结晶形核优先发生在高储能的取向晶粒处.对冷轧IF钢板而言,钢板中{110}取向的晶粒数量极少,故{111}//ND取向晶粒将优先形核、发展,进而成为再结晶织构的主要发源地.试验钢在不同加热速率下的平均再结晶晶粒尺寸如图2所示.从图中可以看出,随着加热速率增加,再结晶晶粒平均尺寸降低.当加热速率由10℃/s增加到100℃/s 时,晶粒平均直径由16.72 μm细化到13.92 μm.然而,当加热速率继续增加,由100℃/s提高到150℃/s时,晶粒平均直径仍达13.8 μm,再结晶晶粒尺寸变化趋于平缓.Muljono等[8]研究结果表明:当加热速率在1 000℃/s以上时,增加加热速率对再结晶晶粒尺寸的细化效应将达到饱和状态,即再结晶晶粒尺寸将不再随加热速率的增加而降低,本试验所得结果与其趋势相一致.此现象解释如下:再结晶过程中,晶粒长大速度取决于晶界迁移率和长大驱动力两个因.长大驱动力主要来源为冷轧变形时的变形储能;晶粒迁移率与温度之间为典型的Arrhenius指数关系,随温度升高而增加[8].一般而言,随加热速率增加,再结晶形核温度提高,晶粒迁移率增加,晶粒长大速度增加,对晶粒具有粗化作用.同时,快速加热过程中,一方面,形核温度提高,形核率增加,可细化晶粒尺寸;另一方面,加热过程中回复时间短,消耗能量少,变形储能及残余位错密度高,细化再结晶晶粒.因此,最终得到的再结晶晶粒尺寸是粗化效应和细化效应两种因素共同作用的结果.随后,继续提高加热速率,再结晶晶粒尺寸达饱和状态,这与高温形核率达饱和状态和长大驱动力有关,也有文献认为是由超快速加热过程中再结晶温度降低造成的[9]. 图3所示为不同加热速率对退火样晶界角度及重位点阵分布的影响.从图中可以看出,再结晶完成时,不同加热速率下再结晶晶粒晶界夹角小角晶界含量在13.1%~18.7%之间,大角晶界在81.3%~86.9%范围内波动,这些均符合深冲压用板退火后晶界分布特征[10~11].当加热速率在10℃/s至150℃/s之间变化时,退火样中重位点阵(CSL)晶界数量在34.1%~44.5%波动.此外,小角晶界及CSL晶界数量随加速速率增加有逐渐减少的趋势,但两者仍能保持在13%和30%以上.根据Watanabe提出的晶界特征分布的概念,将晶界分为3种类型[10]:当相邻两晶粒间的取向差小于15(°)时,定义为小角度晶界(也称∑1晶界);当晶界的∑值位于3~29时,定义为低∑重位点阵;当晶界的∑值大于29时的晶界称为随机晶界[11].前两种晶界一般称为低能晶界,而第3种晶界称为高能晶界[10~11].众多研究表明[12~13],由于低∑值CSL晶界和小角度晶界能量低,晶界结合力强,不易与溶质原子和位错发生交互作用,从而减少或避免微裂纹源的产生,而且这些低能晶界对微裂纹的扩展还能起到阻碍作用.试验钢在10~150℃/s加热速率范围内,能够获得含量≥13.1%的小角晶界和≥34.1%的CSL晶界,有利于获得优良的冲压性能和抗二次加工脆性的钢板[10~13].图4为试验钢冷轧板中心层φ2=45(°)ODF截面图.由图中可知,试验钢冷轧织构表现出极强的α织构、相对较弱的γ织构及较高含量的旋转立方织构{001}<110>.其中,α织构主要分布在{001}~{223}<110>之间,织构最强点在{223}<110>附近处获得,其强点密度f(g)=14.41;γ取向线附近织构密度在5.0左右,相对较弱,上述冷轧织构特征均符合BCC金属轧制织构的一般特征[14].图5为退火板在不同加热速率下典型的φ2 =45(°)ODF截面图.从图中可以看出,试验钢在不同加热速率下再结晶织构均为单一、强烈的γ织构,织构最强点在γ线附近{112}~{111}<231>处,强点峰值密度范围为f(g)=9.0~10.95.与图4中冷轧织构相比,再结晶织构中α织构密度大幅度下降,其密度强度由f(g)=14.41下降到f(g)=2.0左右.根据“定向形核”机制,优先形核晶粒通过吞噬周围的α取向晶粒而长大,整体织构取向在γ取向线附近聚集,最终成品织构几乎都集中在γ取向线附近;与此同时,α纤维织构所占比例下降,取向密度降低[5].此外,当加热速率为10~50℃/s时,再结晶织构次强点均为{111}<123>织构,而加热速率升高到100℃/s和150℃/s时,次强点织构则为{554}<225>织构,织构强度密度变化不大.{554}<225>织构和{111}<123>织构与冷轧变形织构{112}<110>存在25~30(°)<110>关系,即∑19a(26.5(°)<110>)或∑13b(27.8 (°)<110>)重位点阵,具有较高的晶界移动性[5,15,16].研究表明,大变形下的金属,再结晶织构取决于再结晶后期的选择生长[15].再结晶后期晶核将向{112}<110>未再结晶基体中生长,使得最终再结晶织构具有{554}<225>和{111}<123>织构[16].当加热速率由10℃/s增加到100~150℃/s时,再结晶发生之前回复时间缩短,冷轧变形储能消耗少,以至于在后期的再结晶过程中能够起到加速再结晶的作用,增加了{112}<110>取向通过选择生长转变为{554}<225>取向的比例,当{554}<225>取向晶粒达到一定比例的情况下,再结晶织构才会表现出相对较强的次强点.(1)随加热速率增加,试验钢再结晶晶粒平均直径由16.72 μm细化到13.8 μm,当加热速率高于100℃/s,晶粒平均直径变化缓慢.(2)不同加热速率下再结晶完成后,晶粒晶界夹角均以大角晶界为主,随加热速率变化,大角晶界分布在81.3% ~86.9%之间,重位点阵(CSL)晶界数量在34.1%~44.5%范围内波动.(3)试验钢在不同加热速率下再结晶织构均为锋锐的γ织构,最强点{111}<231>织构密度在f(g)=9.01~10.42之间,随加热速率增加,次强点{111}<123>织构转变为{554}<225>织构.【相关文献】[1]Ghosh P,Bhattacharya B,Ray R parative study on precipitation behavior and texture formation in cold rolledbatch annealed and cold rolled-continuous annealed interstitial free high strength steels[J].Scripta Materialia,2007,56(8): 657-660. [2]Hayakawa Y,Szpunar J A.A comprehensive model of recrystallization for interstitial free steel[J].Acta Materialia,1997,45(9):3721-3730.[3]Doherty R D,Hughes D A,Humphreys F J,et al.Current issues in recrystallization:a review[J].Materials Science and Engineering A,1997,238(2):219-274.[4]Caul M,Randle V.Microtexture analysis of interstitial free steel[J].Materials Characterization,1997,38(5):155-163.[5]Hutchinson W B.Development and control of annealing textures in low -carbon steels[J].International Metals Reviews,1984,29(1):25-42.[6]Attallah M M,Strangwood M,Davis C L.Influence of the heating rate on the initiation of primary recrystallization in a deformed Al– Mg alloy[J].Scripta Materialia,2010,63 (4):371-374.[7]Massardier V,Ngansop A,Fabrègue D,et al.Microstructure and mechanical properties of low carbon Al-killed steels after ultra-rapid annealing cycles[J].Materials Science Forum,2010,638-642:3368-3373.[8]Muljono D,Ferry M,Dunne D P.Influence of heating rate on anisothermal recrystallization in low and ultra-low carbon steels[J].Materials Science and Engineering A,2001,303(1-2):90–99.[9]Atkinson M.Bifurcation of thermal restoration processes in deformed iron and steel[J].Materials Science and Engineering A,1999,262(1-2):33-38.[10]Watanabe T.The potential for grain boundary design in materials development [J].Mater Forum,1988,11(2):284-303.[11]曹圣泉,张津徐,吴建生,等.IF钢织构与晶界特征分布的研究[J].金属学报,2004,40(10):1045-1050.(Cao Sheng-quan,Zhang Jin-xu,Wu Jian-sheng,et al.Study of texture and grain boundary character distributions of IF steels[J].Acta Metallurgica Sinica,2004,40(10):1045-1050.)[12]Lehockey E M,Palumbo G,Lin P.Grain boundary structure effects on cold work embrittlement of microalloyed steels[J].Scripta Materialia,1998,39(3):353-358. [13]Cao S Q,Zhang J X,Wu J S,et al.Effects of GBCD on cold work embrittlement of high strength interstitial free steels[J].Materials and Design,2006,27(1):53-57. [14]Tiitto K M,Jung C,Wray P,et al.Evolution of texture in ferritically hot rolled Ti and Ti+Nb alloyed ULC steels during cold rolling and annealing[J].ISIJ International,2004,44 (2):404-413.[15]Verbeken K,Kestens L.Strain-induced selective growth in an ultra low carbon steel after a small rolling reduction[J].Acta Materialia,2003,51(6):1679-1690. [16]Saha R,Ray R K.Texture and grain growth characteristics in a boron added interstitial free steel after severe cold rolling and annealing[J].Materials Science and Engineering A,2010,527(7-8):1882-1890.。

退火时间对高强度IF钢组织和性能的影响

退火时间对高强度IF钢组织和性能的影响

退火时间对高强度IF钢组织和性能的影响杨吉春;杜海龙;王学勇【摘要】采用真空感应炉冶炼钢种,盐浴退火方法来模拟连续退火试验,对不同退火时间(10 ~ 70 min)试样用万能拉伸试验机、激光共聚焦、扫描电镜来测试试样钢的组织和力学性能.结果表明:随着退火时间的延长高强度IF钢的抗拉强度和屈服强度呈现下降并逐渐趋缓,塑性呈现先升高后降低的趋势,当退火时间为50 min时,材料获得良好的综合力学性能.对试验钢进行组织观察发现不同退火时间下得到的组织均为为细小的铁素体,随着退火时间的延长晶粒大小变化不大,但退火时间为50 min的试样组织更为均匀.利用扫描电镜和能谱分析仪观察试样钢中夹杂物主要为氧化铝和稀土的氧硫复杂化合物.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2015(034)002【总页数】4页(P152-155)【关键词】高强度IF钢;显微组织;力学性能;退火时间【作者】杨吉春;杜海龙;王学勇【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TG142.13IF钢由于其拥有良好的深冲性能作为第三代深冲板材被广泛用于现代汽车生产行业,汽车在给我们提供便利的同时也带来了交通拥堵、污染环境等问题[1],因此人们对钢材强度提出了更高强度的要求,普通IF钢的强度是不能满足这种新要求的,生产更高强度的IF钢对汽车用钢发展具有重要的意义.因此利用P,Mn,Si固溶元素来强化IF钢,从而得到了新型高强度IF钢,按抗拉强度的不同可以分为340 MPa级、390 MPa级和440 MPa级别3种[2],340 MPa级别的高强IF钢只需要添加一种2P固溶强化元素,如果同时添加P,Mn2种元素则可以达到390 MPa级别,440 MPa级则需复合添加P,Mn,Si 3种元素元素.本文针对抗拉强度440 MPa级钢,研究退火时间对其组织和性能的影响.1.1 试验材料试验钢采用ZGSN-0.03真空感应速凝炉冶炼并随炉冷却,化学成分见表1.含稀土高强度IF钢与普通IF钢相比,添加了稀土Ce可以起到细化晶粒[3-5]和消除二次加工脆性问题,而只添加Nb不添加Ti是为了减少Ti消弱Fe的晶界结合力.C含量的增加是为了提高晶界结合力.经锻造后厚度为40 mm的试样钢进行热轧,将试样钢加热到1 250 ℃,初扎温度为1 200 ℃,终轧温度930 ℃,轧后厚度为4 mm,试验空冷到650 ℃模拟卷曲,保温1 h后空冷,冷却后的试样用10%的盐酸进行酸洗保证无氧化皮然后进行冷轧,分5道次80%压下率,轧后厚度为0.8 mm的冷轧板.1.2 试验方法(1)盐浴退火试验:用线切割机制备好的冷轧钢板进行,将盐浴退火温度控制在850 ℃,分别保温10,30,50,70 min,取出后空冷.(2)金相组织观察、夹杂物观察和显微硬度测试:将不同退火时间下的试样制成金相样,取平行于轧制方向为金相样的磨面,金相样的制备过程主要包括磨样、抛光、腐蚀等工序,磨样包括粗磨和精磨两个阶段,试样由120→240→400→600→800→1000→1200然后用1 200砂纸进行水磨,更换砂纸原则:本道次要把前道次的磨痕完全磨掉后换砂纸并更换磨样的方向,试样旋转90°,当试样表面基本无划痕且表面较光亮时,再进行抛光;机械抛光时力度要适中,适当喷涂金刚石抛光剂和水(或酒精),通过阳光反射观察发现试样表面没有划痕或麻点,呈光滑无痕的镜面时,试样合格;试样抛光后用酒精冲洗并吹干,随后用10%加热到60 ℃的硝酸酒精溶液进行腐蚀,腐蚀方式为先用干净无菌的棉签用酒精润湿,然后蘸取少量热硝酸酒精,钢材表面按一个方向轻轻涂抹2到3次,待腐蚀表面呈雾面时,再次用酒精快速冲洗并吹干,避免表面氧化同时彻底去除水印,制备好的金相样需密封保存.用于夹杂物形貌观察的试样不需要进行表面腐蚀处理.用激光共聚焦进行组织观察,用扫描电镜能谱分析仪研究夹杂物性质,用洛氏硬度计检测钢的硬度.(3)拉伸试验:选取冷轧板退火试验相同位置截取拉伸试样,按国家标准制备试样,用万能拉伸试验机进行拉伸试验,测定的拉伸性能指标包括抗拉强度,屈服强度,伸长率.2.1 不同退火温度对试样钢组织性能的影响在850 ℃条件下进行不同保温时间的退火实验,对不同退火时间对板材显微组织的影响进行分析,如图1所示.由图1可知,在同一退火温度条件下,随着保温时间的延长,铁素体晶粒尺寸略有增加,但变化不大.从图中可以看出铁素体晶粒呈均匀的等轴状,这说明含稀土汽车板材试样已充分完成再结晶过程.我们发现当保温时间在50 min中的时候晶粒更均匀.这是因为晶粒随着保温时间的延长,位错发生的概率越小,晶粒越趋于均匀,但时间过长会出现个别晶粒的异常的长大.钢液体系中加入的稀土Ce由于其4f电子层具有价态可变的特点[6-9]和大原子特点再加上它的电负性很低,因此在反应过程中很容易失去电子,化学性质很活泼,稀土可以与Fe形成Re2Fe17金属间化合物,也可以与P,Pb,Sn,As,Bi化合形成高熔点化合物,对净化钢液有很重要的作用.即使在O,S含量特别低的洁净钢中,稀土Ce还是可以与O,S化合形成高熔点化合物,这些化合物在炼钢过程中以固态质点形式存在,这为钢液的非均匀形核提供了条件,提高了形核率.因为稀土相对于Fe原子比较大,晶界相比较晶内空间更大[10,11],这让稀土Ce更愿意聚集到晶界上,使晶粒长大受阻,因此起到了细化晶粒的效果.2.2 夹杂物形貌分析夹杂物的能谱分析如图2所示.观察图2发现试验中夹杂物的形态基本相同且都较小,尺寸均在5 μm以下,以立方体和颗粒状形式存在.夹杂物主要是稀土Ce与O,S,Fe形成的复合化合物或金属化合物[12],还存在少量的Al2O3簇状夹杂物,其中Al2O3夹杂物尺寸在2 μm左右.Ce与O,S,Fe形成的复杂化合物夹杂物尺寸在1 μm左右,主要以椭球状分布在基体中.稀土夹杂物相比较其他夹杂物尺寸更为细小也消除了一般夹杂物由棱角产生的应力集中现象[13],由此可见,稀土Ce的添加可以使夹杂物变性,有利于提高材料的综合力学性能.2.3 拉伸试验通过万能拉伸试验测得退火温度850 ℃时的拉伸曲线图,结果如表2及图3所示. 试验钢经历了850 ℃不同退火时间后,其抗拉强度和屈服强度随着退火时间的延长而降低,延长率随着退火时间的延长呈先升高后降低的规律.随着退火时间的延长抗拉强度由500.08 MPa降到461.40 MPa,下降了38.68 MPa,屈服强度由291.08 MPa降到254.07 MPa,下降了37.01 MPa,下降幅度趋于平缓.延伸率出现了先增加后降低的趋势,当退火时间为50 min时延伸率达到了33.11%.出现这样的情况主要是因为随着退火时间的延长,晶粒首先会长大,而铁素体晶粒尺寸越大,屈服强度越低.同时由于退火时间的延长再结晶过程也发生的越充分,晶粒尺寸趋于均匀化,位错减少,必然导致抗拉强度的下降.随着位错的减少,试样的延伸率也随着提高,但当晶粒长到一定程度,位错不在是主要影响延伸率的因素,而晶粒的尺寸起到的主导作用.(1)在850 ℃保温由10~70 min的过程,含稀土IF钢汽车板材晶粒都成均匀的等轴状,已充分完成再结晶过程,而保温50 min中的试样晶粒更均匀试样具有优良的组织性能.(2)稀土Ce的添加可以使夹杂物变性,有利于提高材料的综合力学性能.(3)高强度IF钢的抗拉强度、屈服强度、随着退火时间的延长,呈现逐渐下降的趋势,而延伸率出现先升高后将低的趋势,在退火温度达到50 min的时候,材料获得了良好的综合力学性能,抗拉强度为457.06 MPa,屈服强度263.11 MPa,延伸率为33.11%.【相关文献】[1] 李贺杰,赵劲松,韩静涛,等.IF钢(无间隙原子钢)的发展、应用及展望[J].唐山学院学报,2008,21(4):3-10.[2] 叶仲超,王石扬,汪晓川.IF钢中的夹杂物[J].金属学报,1999,35(10):1057.[3] 刘晓.稀土Ce对2Cr13不锈钢组织和性能的影响[D].包头:内蒙古科技大学,2007.[4] 朱兴元,陈邦文.稀土微合金化作用研究现状分析[J].钢铁研究,1999,(04):60-64.[5] 邱巨峰.稀土在晶界存在形式及对晶界状态的影响[J].稀土,1983,(04):58-68.[6] 张慧敏,赵丽萍,钦祥斗,等.Ce对00Cr17Mo不锈钢组织及硬度的影响[J].稀土,2013,34(1):27-31.[7] 杨晓红,吴鹏飞,吴铖川,等.特殊钢中稀土变质夹杂物行为研究[J].中国稀土学报,2010,28(5):612-918.[8] 陈岁元,江自应.稀土在钢铁中的作用与机理研究[J].云南冶金,1998,27(3):1-4.[9] 文智,易丹青,王斌,等.稀土对T91耐热钢动态再结晶行为影响[J].北京科技大学学报,2013,35(8):1000-1008.[10] 叶文,郭世宝,林勤,等.稀土对含铌钢再结晶动力学的影响[J].中国稀土学报,1995,13(1):45-47.[11] 包喜荣,陈林,李刚.稀土重轨钢的静态再结晶研究[J].中国稀土学报,2011,29(4):407-410.[12] 马胜梅,金自力,任慧平,等.CSP薄板冷轧退火组织和织构的研究[J] .内蒙古科技大学学报,2007,(03):39-41.[13] Takechi H,Hashimoto S,Imagunbai M.Mechanical properties of IF steel producedby thin slab casting and direct hot rolling process[J].Materials Science Forum,2003,(01):223-228.。

BH_IF钢超快速加热退火工艺_徐德超

BH_IF钢超快速加热退火工艺_徐德超

加热连续退火后,r0 与 r90 之差明显低于常规加热 退火. 随保温时间的增加,具有高形核率及生长优 势的有利织构{ 111 } 得到快速发展,r 值升高. 冷 轧板连 续 退 火 后 采 用 平 均 塑 性 应 变 比 rm = ( r0 + r90 + 2r45 ) /4 表征钢板的 r 值. 不同加 热 速 度下,rm 值未出现明显波动. r45 在两种退火工艺 参数下,波动较小,则 r0 与 r90 值趋向更加一致时, 有利于钢板的成型性能,加工过程中不易出现制 耳等问题[6].
( 1966 - ) ,男,辽宁沈阳人,东北大学教授.
第 10 期
徐德超等: BH - IF 钢超快速加热பைடு நூலகம்火工艺
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M assardier 等[4]对 AK 钢超快速退火工艺下组织 和织构演化及机械性能特征进行了深入研究,发 现加热速率的增加细化了晶粒尺寸,提高了强度. 侯自勇等[5]研究了超快速退火对 IF 钢组织和织 构的影响,发现超快速退火细化了晶粒尺寸,提高 了连续加热过程中晶粒长大速度,得到强烈的 γ 织构,其他组分织构较低. 而有关超快速加热退火 对 BH - IF 钢力学性能影响的相关研究还尚未得 到重视. 本文着重研究超快速加热连续退火对冷 轧 BH - IF 钢的织构演变和力学性能的影响,为 生产工艺优化提供理论支持.
速加热速率条件下,XRD 织构分析显示 BH - IF 钢 γ 取向纤维织构组分及强度差异缩小,各组分更趋均匀.
随保温时间增加,γ 取向纤维织构强度增加,因而由其决定的 r 值( 塑性应变比) 增加. 在超快速加热速率条件
下,试样平行于轧向的 r0 降低,而垂直于轧向的 r90 增加,其均值 r m 无明显变化. 关 键 词: BH - IF 钢; 加热速率; 塑性应变比; 再结晶织构; XRD

冷轧无取向硅钢再结晶退火组织和织构演变研究进展

冷轧无取向硅钢再结晶退火组织和织构演变研究进展
( 1 Schoo l o f M aterials Science and Eng ineer ing, U niver sity o f Science and T echno lo gy Beijing, Beijing 100083; 2 Research Institute, Baoshan Ir on & Steel Co . L td, Shang hai 201900; 3 Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing , Shang hai Jiao T ong U niv ersity , Shanghai 200240)
112 、{ 111} 011 及{ 001} 110 组分为主[ 11, 12] 。 2. 1 再结晶成核
再结晶退火时, 经过 70% 冷轧变形的钢中常见的成核点 通常位于具有高取向差的区域[ 13] : ( 1) 已有的大角度晶界; ( 2) 晶内取向转变带( 晶粒不同部分沿不同滑移系滑移导致 晶格转变而形成的过渡带) ; ( 3) 较大的第二相粒子周围形成 的具有高取向差的变形区; ( 4) 剪切带内具有较高取向差的 区域( 具有较高储能的大变形带) ; ( 5) 严重变形区内( > 3) 。 高应变区的再结晶成核取向决定着取向发展的范围, 强烈影 响着再结晶后的主要织构分布[ 14] 。
Abstract T he pur pose o f this rev iew is to bring tog ether the evo lutio n o f structure and tex ture during annea ling in co ld ro lled non or ient ed silico n steel, special att ention is given to the effect of r apid heating annealing o n the de velopment of recr ystallized st ructur e. Rapid heat ing reduces the r elease o f sto red elastic ener gy dur ing recov ery and makes the pr eser ved co ld rolled sto red elast ic energ y befo re recr ystallizatio n increase, which enhances the driv ing for ce fo r g rains nucleat ion and pro motes high ang le g ra in bo undaries migr atio n, thereby incr easing nucleatio n rate and lea ding t o g rain refining . M eanwhile, ra pid heat ing lo wer s the orientat ion dependence on the recr ystallizatio n nucleat ion, and finally decr eases the 111 / / N D tex tur e component intensity .
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指 导 教 师: 指导小组成员:
刘雅政 教授
单位: 单位: 单位:
北京科技大学

论文提交日期:2009 年 12 月 10 日 学位授予单位:北 京 科 技 大 学
北京科技大学硕士学位论文
致 谢
本课题的研究和论文的撰写是在导师刘雅政教授的悉心指导下完成的, 导师严谨的治学态度,开阔敏锐的思维方法,系统的理论知识和丰富的实践 经验使本人受益至深;严谨求实的作风,勇于创新、勇于实践的勇气给我留 下了深刻的印象。特别是导师正直豁达的思想品格和对学生理解、支持、帮 助的态度,使我在学习知识的同时也感悟了许多人生的道理,在日常生活中, 导师视我们每一个学生如自己的孩子一样,无微不至地关心我们,同时教导 我们为人、处事和从事科研工作的道理。值此论文完成之际,向我最尊敬的 导师刘雅政教授致以衷心的感谢和崇高的敬意! 另外还要感谢包钢薄板坯连铸连轧厂副厂长田荣斌、品质部部长闫波和 有关技术人员张晓燕、张华等对本课题进行过程中的大力支持和协助,有了 他们的支持才使本研究工作顺利进行。 以导师为首的课题组有着积极向上、求实创新、团结互助的团队精神, 在论文的完成过程中,还得到了同实验室周乐育老师,博士李亚欣、肖金福、 武磊、李明扬,硕士孙小军、李大航、范广斌、贾松的积极帮助,在此对他 们表示衷心的感谢。 向所有帮助过我的各位老师和同学致以我最诚挚的谢意!最后,感谢为 评阅本论文付出辛勤劳动的各位专家教授!
335.5 分类号:TG ____________

公开 级:______________
UDC:____________
10008 单位代码:______________
北京科技大学硕士学位论文
论文题目:
IF 钢罩式退火过程中织构组织演变研究
孙有博 作者:_________________________
论文题目:IF 钢罩式退火过程中织构组织演变研究
学 作
S20070816 号:_________________________ 孙有博 者:_________________________
材料加工工程 专 业 名 称:_________________________ 2009 年 12 月 10 日
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超深冲板 IF 钢退火工艺研究
to be equiaxed and homogenized. Further more, anisotropy of IF steel is also optimized. Recrystallization sheet has strong γ line orientation texture. γ texture is enhanced after annealing process. The main annealing texture is {111} texture, and content of {111}<112> is much more than that of {111}<110>. As holding temperature increases, r- value, Δr and n-value are improved. Because of existence of some other texture, such as {001}<110> and {001}<100>, the advantages of {111} is weakened, so the deep-drawing properties decreases slightly.
关键词:深冲性能,罩式退火,再结晶,织构
- III -
北京科技大学硕士学位论文
Research on Microstructure and Texture Evolution during Annealing Processes of IF steel Abstract
With concentration on weight reduction and anticorrosion performance in automobile industry, it is necessary to develop extra-low carbon steel second time. Through experiences for many years, as representative of extra- low carbon deep-drawing steel, IF steel has excellent further developing characteristic. Ti is often used in traditional IF steel, but this kind of Ti-IF usually shows its disadvantages on bake hardening and galvanizing abilities. On the contrary, Nb-IF or Nb+Ti-IF shows comprehensive characteristics well. But there is less reports about it. Nevertheless, it is necessary to do some researches on Nb+Ti-IF steel. Base on the comments above, experiment that measuring recrystallization temperature has been conducted. Then according to the recrystallization temperature measured, reasonable annealing process can be set. Further more, effects of heating mode, holding temperature and time on microstructure and properties of Nb+Ti-IF steel has also been researched. As driving force to motivate recrystallization annealing, cold rolling plate with two kinds of cold rolling reduction, 80% and 77.14% has been treated with different annealing processes, the conclusions are given as below: Experimental results show that the starting temperature of recrystallization is 600℃, the finishing temperature is 660℃, and lasts for 1.2 hours. Microstructure at different temperature during annealing shows that the recrystallization process is made of recovery, recrystallization and grain growth. As holding temperature increases, A rises from 41% to 44%; Δr declines from 0.19 to 0.03. As holding time increases, Rel and Rm rise slightly, n- value hardly changes. r- value is improved from 2.18 to 2.35 while A- value also increases. In aspect of texture, as holding temperature rises, the favor texture is enhanced, and textures such as {001}<110> 、 {112}<110>, transfer to {111}<110>、{111}<112>. On the basis of properties and cost items, 710℃ is a suitable holding temperature. As holding time prolongs, Rel and Rm rise slightly, while n-value hardly change. r-value increases significantly, from 1.8 to 2.3. A is improved from 40% to 43%. In condition of 710℃, 8h is a suitable holding time. As holding time and holding temperature increases, microstructure promotes
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北京科技大学硕士学位论文
摘 要
随着汽车行业对减重性、防腐性认识的提高,针对超低碳钢深冲用钢板 进行二次开发的必要性逐渐体现出来。经过钢铁行业多年实践,IF 钢作为超 低碳深冲用钢种的代表,具有优异的深开发性。目前国内可以稳定生产的 IF 钢主要是 Ti-IF 钢, 这种经过 Ti 稳定的 IF 钢往往在烘烤硬化性能以及热镀锌 性能上表现出一定的劣势,而利用 Nb 或者是 Nb+Ti 稳定的 IF 钢具有较好的 综合性能,可以满足各种钢种深开发的需求,但是有关这种 Nb+Ti-IF 钢的基 础特性报道往往较少,因此针对这一新型 IF 钢种进行研究就十分的有必要。 本文以此为出发点,进行了再结晶温度的测定,然后根据该温度范围制定合 理的罩式退火工艺,研究了升温制度、保温温度、保温时间对 Nb+Ti-IF 钢的 组织性能的影响。由于冷轧压下率是再结晶退火的驱动力,所以文中又针对 80%、77.14%两种冷轧压下量的冷硬板进行了退火工艺对比研究,得出结论 如下: 在实验条件下,实验钢的再结晶开始温度为 600℃,终止温度为 660℃, 再结晶时间为 1.2h 左右。从退火过程中的金相组织可以看出实验钢再结晶过 程明显存在回复、再结晶和晶粒长大三个不同阶段。 随着保温温度的升高,A 值有所上升,从 41%增长到 44%;Δr 值下降, 从 0.19 下降到 0.03。Rel、Rm、n 值变化不大,r 值得到改善,从 2.18 增长到 2.35,绝对值上升 0.17。织构方面,随着保温温度的上升,有利织构组分进 一步上升,使得{001}<110>、 {112}<110>进一步向 {111}<110>、{111}<112> 转化。在综合考虑性能与成本因素后,保温温度定在 710℃比较合适。 随着保温时间的延长, Rel、Rm、 n 值变化不大,r 值显著增大,从 1.8 增长到 2.3; A 值得到改善, 从 40%增长到 43%。 在保温温度为 710℃的条件下, 时间定为 8h 较好。 实验钢的退火态表现出了较强的 γ 织构,退火后 γ 织构有所增强。实验 钢退火织构主要表现为{111}织构,且{111}<112>多于 {111}<110>。随保温温 度的上升,IF 钢的 r 值、Δr 值以及 n 值都得到了一定的改善。
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