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
BH-IF钢超快速加热退火工艺
徐德超;李俊;孟庆格;刘沿东
【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(035)010
【摘要】研究了不同退火条件对BH-IF钢组织和织构演变及性能的影响.结果表明:随着加热速率的增加,BH-IF钢晶粒得到细化,但并不明显,强度和延伸率提高,再结晶织构仍为典型的管状γ织构;在超快速加热速率条件下,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rm无明显变化.
【总页数】5页(P1412-1416)
【作者】徐德超;李俊;孟庆格;刘沿东
【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;宝钢集团中央研究院,上海201900;宝钢集团中央研究院,上海201900;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
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《2024年热轧钢板超快速冷却工艺的研究》范文
《热轧钢板超快速冷却工艺的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，热轧钢板作为一种重要的金属材料，在汽车、建筑、机械制造等领域得到了广泛应用。
为了提高热轧钢板的性能，研究人员不断探索各种工艺方法。
其中，超快速冷却工艺作为一种新型的工艺技术，能够有效改善钢板的组织结构和性能。
因此，对热轧钢板超快速冷却工艺进行研究具有重要的理论价值和实际意义。
二、热轧钢板超快速冷却工艺概述热轧钢板超快速冷却工艺是一种通过高速冷却技术，使钢板在极短时间内完成冷却过程，从而达到改善钢板性能的目的。
该工艺具有冷却速度快、组织结构均匀、性能优异等特点，能够有效提高钢板的强度、韧性、耐磨性等性能。
三、热轧钢板超快速冷却工艺的研究方法1. 实验方法：通过设计不同的实验方案，研究超快速冷却工艺对热轧钢板组织结构和性能的影响。
实验中，可以采取金相显微镜、扫描电镜、硬度计等手段对钢板的组织结构和性能进行观察和测试。
2. 数值模拟方法：利用有限元分析软件，建立热轧钢板超快速冷却过程的数学模型，通过模拟不同工艺参数下的冷却过程，研究冷却速度、温度场、组织结构等方面的变化规律。
3. 理论分析方法：结合金属学、材料科学等相关理论，分析超快速冷却工艺对热轧钢板组织结构和性能的影响机制，为优化工艺参数提供理论依据。
四、热轧钢板超快速冷却工艺的实验研究通过实验研究，我们发现超快速冷却工艺能够有效改善热轧钢板的组织结构和性能。
在实验中，我们采用了不同的冷却速度和温度制度，观察了钢板组织结构的变化规律。
结果表明，适当的超快速冷却工艺能够使钢板获得均匀细小的组织结构，提高钢板的强度和韧性。
此外，我们还研究了超快速冷却工艺对钢板耐磨性的影响，发现经过超快速冷却处理的钢板具有更好的耐磨性能。
五、热轧钢板超快速冷却工艺的优化与展望针对热轧钢板超快速冷却工艺，我们还需要进一步优化工艺参数，提高工艺的稳定性和可靠性。
未来，我们可以从以下几个方面进行研究和探索：1. 深入研究超快速冷却工艺对热轧钢板组织结构和性能的影响机制，为优化工艺参数提供更加准确的依据。
BH_IF钢超快速加热退火工艺_徐德超
（ 1． School of M aterials ＆ M etallurgy，Northeastern University，Shenyang 110819，China； 2． Central Ｒesearch Institute of Baosteel，Shanghai 201900，China． Corresponding author： M ENG Qing-ge，E-mail： dechaobaosteel@ foxmail． com． ）
中图分类号： TG 142
文献标志码： A
文章编号： 1005 － 3026（ 2014） 10 － 1412 － 05
Ultra-rapid Heating Annealing Process of BH-IF Steel
XU De-chao1 ，LI Jun1，2 ，MENG Qing-ge2 ，LIU Yan-dong1
BH － IF 钢超快速加热退火工艺
徐德超1 ，李 俊1，2 ，孟庆格2 ，刘沿东1
（ 1. 东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110819； 2. 宝钢集团中央研究院，上海 201900）
摘
要： 研究了不同退火条件对 BH － IF 钢组织和织构演变及性能的影响． 结果表明： 随着加热速率的
罩式退火工艺对Nb+Ti-IF钢性能的影响
形要求。根据所加入微合金元素的不同， 工业生
产的 Ｉ Ｆ钢可分 为 ３类 ：ｉ Ｆ钢、 ｂ—Ｉ 和 Ｎ Ｔ —Ｉ Ｎ Ｆ钢 ｂ ＋ ｉ Ｆ钢 。其 冶 金机 理 、 产工 艺 的研究 是 近 Ｔ —Ｉ 生 年来冷 轧钢板开 发最活跃 的领域之一 。 鞍钢股份 有 限公 司冷 轧厂 ２线在 Ｉ 的开 Ｆ钢 发 、 制和工业生 产过程 中出现 了诸 多问题 ， 括 研 包 性 能不稳 定及各 项 性 能参 数波 动较 大 等 ， 轿 车 在 厂 冲压 过程 中出现 了冲压 裂 等缺 陷 ， 以满 足 用 难
Ｉ 钢即“ 间隙原子钢” 是继沸腾钢、 Ｆ 无 ， 低碳 铝镇静 钢后 的第 三 代冷 轧 冲压 用 钢 ， 深 冲性 能 其
优 良， 几乎可 以满 足汽 车用 钢 板所 提 出 的各种 成
钢锭退火工艺技术
钢锭退火工艺技术钢锭退火工艺技术是钢材生产过程中非常重要的一环，它通过调整钢锭的组织结构和性能，提升钢材的机械性能和加工性能，以满足不同领域的使用需求。
本文将从工艺步骤、工艺参数和影响因素等方面，对钢锭退火工艺技术进行介绍。
钢锭退火的基本步骤包括加热、保温和冷却。
首先，将钢锭放入加热炉中，使其温度逐渐升高，通常采用缓慢升温的方式，以避免温度过快引起内部应力和裂纹。
当钢锭达到退火温度后，需要保温一段时间，让温度均匀分布，并使晶粒长大。
最后，通过控制冷却速度，使钢锭迅速冷却至室温，得到所需的组织结构和性能。
钢锭退火的工艺参数主要包括退火温度、保温时间和冷却速度等。
退火温度是根据钢锭的材质和需求来确定的，通常在材料的再结晶温度以上。
保温时间则决定了晶粒的长大程度，过长的保温时间会导致晶粒长大过大，降低钢材的强度和韧性。
冷却速度的选择需要考虑到钢锭的尺寸和材质等因素，过快的冷却速度会引起钢锭的变形和裂纹，过慢的冷却速度则可能导致晶粒再次细化。
钢锭退火的影响因素较多，主要包括材料成分、起始组织和退火过程中的环境因素。
材料成分对退火工艺有着直接的影响，不同的合金元素会影响钢材的热处理效果。
起始组织决定了退火后的组织结构和性能，晶粒细小的初始组织有利于得到细小的晶粒。
环境因素包括退火温度的控制、保温时间的控制和冷却介质的选择等，这些因素的合理确定直接影响着退火工艺的效果。
综上所述，钢锭退火工艺技术是钢材生产中一项重要的技术，通过调整工艺步骤和工艺参数，可以得到符合要求的钢材组织和性能。
在实际应用中，需要根据具体的材料和需求进行合理的选择和调整，以保证钢材的质量和性能。
同时，也需要注意环境因素对退火工艺的影响，通过合理的控制，保证退火工艺的稳定性和可靠性。
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doi： 10． 3969 / j． issn． 1005 － 3026． 2014． 10． 011
Vo l． 35，No． 10 Oct． 2 0 1 4
Abstract： The recrystallization texture evolution and mechanical properties of cold-rolled BH （ bake-hardening ） -IF （ interstitial free ） steel w ere investigated under different annealing parameters． The results indicated that the tensile strength and the elongation increase w ith increasing heating rate． In the fully recrystallized condition，the ultra-rapid heating gives rise to substantially refined structures w ith an unconspicuous reduction of average ferrite grain size． Under the condition of ultra-rapid heating rate，XＲD texture analysis show ed that the difference in γ texture components and orientation intensity of BH-IF steel get narrow and the γ texture becomes more homogenous． The strong γ texture is obtained simultaneously for both rapid and normal heating rate． The intensity of ｛ 111｝ texture increases w ith increasing holding time，so the r value increases． Under the ultra-rapid heating rate，the r0 value decreases and the r90 increases，w hile the rm （ average） remains almost unchanged． Key words： BH-IF steel； heating rate； plastic strain ratio； recrystallization texture； XＲD
（ 1． School of M aterials ＆ M etallurgy，Northeastern University，Shenyang 110819，China； 2． Central Ｒesearch Institute of Baosteel，Shanghai 201900，China． Corresponding author： M ENG Qing-ge，E-mail： dechaobaosteel@ foxmail． com． ）
性应变比 r 值是衡量钢板深冲性能优劣的主要参 数． 它与钢板中织构（ 即｛ 111｝ 织构） 密切相关，有 利织构｛ 111 ｝ 越强，不利织构 ｛ 100 ｝ 越弱，r 值越 高． BH － IF 冷轧钢板在连续退火过程中｛ 111｝ 织 构具有高形变储能，将得到优先形核． 两种加热速 度连续退火后，均获得较高的 r 值，达到 2. 0 以 上，可见 BH － IF 钢具有优良的成型性能． 超快速
能． 在各加热速率下，超快速加热（ ＞ 500 ℃ / s） 连 续退火 BH 钢的力学性能明显优于常规连续退火 （ 5 ℃ / s） ． 在超快速加热速率下，越过低温回复阶 段，位错等缺陷位置得以保存下来，为再结晶提供 大量形核位置，因此形核率的急剧增加使得晶粒 细化，强度提高． 在保温温度为780 ℃ ，保温 40 ～ 60 s 时，强 度 处 于 350 ～ 355 M Pa，延 伸 率 达 到 42% ，具有优良的力学综合性能． 随保温时间的增 加，晶粒尺寸增加，位错越难滑移出晶粒内部，在 晶界缠结形成裂纹，BH 钢的延伸率增加． 利用连 续退火后金相微观组织，经截点法确定平均晶粒 尺寸，计算结果见表 1． 随保温时间的延长，在晶 界能的驱动下，小晶粒逐渐被周围大晶粒吞噬，晶 粒尺寸趋向均匀，细长的晶粒逐渐长大为等轴晶． 两种加热速度下，保温 5s 形变带均基本消除． 保 温时间 60 s，500 ℃ / s 时的晶粒尺寸明显小于 5 ℃ / s 时的晶粒尺寸，晶粒细化效果明显． 保温时间 增加到 200 s 时，超快速加热晶粒细化优势减弱． 在 连续退火生产过程中，为保证 BH － IF 钢的深冲性 能，冷轧钢板必须得到充分再结晶以消除明显的加 工硬化现象，同时得到的均匀组织和“饼形”晶粒 也有利于提高深冲性能．
图 1 连续退火对力学性能的影响 Fig. 1 Effect of continuous annealing on mechanical properties
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东北大学学报（ 自然科学版）
第 35 卷
2. 2 超快速加热连续退火对 r 值的影响 图 2 为不同加热速率连续退火后的 r 值． 塑
构提供（ γ 织构为 ODF 图中恒 φ2 = 45°， = 55°时 的纤维织构，由｛ 111｝ ＜ 112 ＞ 到｛ 111｝ ＜ 110 ＞ ， 即｛ 111｝ / / ND ） ，退火样板具有较高的塑性应变 比 r 值与其｛ 111｝ 再结晶织构密切相关，｛ 111｝ 再 结晶织构强度越高，r 值越大［2］．
抗拉强度及延伸率的测定需每组取 3 根垂直 于轧向拉伸试样，取平均值． 为测得各方向的 r0 ， r90 值，分别测量平行于轧向 r0 和垂直于轧向 r90 值，取 3 根拉伸试样均值． 力学性能测试在 Instron 拉伸 试 验 机 上 进 行，试 样 标 准 JIS13A，标 距 50 mm，宽度 12. 5 mm．
取退火板热电偶焊点处试样截面镶嵌，经砂 纸打磨、机械抛光后，采用 4% 硝酸酒精腐蚀，在 LEICA DM6000M 全自动数字式显微镜下观察平 行于轧向的金相组织，并通过截点法确定平均晶 粒尺寸． 在 Tecnai G220GF 透射电镜下观察 BH －
IF 钢薄膜样品的析出物尺寸及形貌． 再结晶织构测定： 在热电偶焊点附近温度均
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］．
超低碳烘烤硬化（ ULC － BH） 钢板因加入 Nb，Ti 合金元素固定 C，N 间隙原子，因而兼具 IF （ 无间隙原子） 钢优势，称作 BH － IF 钢，并以其优 异的成形性和抗凹陷性能，得到广泛的应用． 与传 统的高强钢板相比，烘烤硬化钢板兼有优良的深 冲性能和高的烘烤硬化性能，经冲压成形后的涂 漆烘烤，屈服强度增加，与车身的生产工艺及使用 性能要求一致，可作汽车外板等覆盖件［1］． 其优 良的成型性能主要由退火后形成的典型管状 γ 织
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
BH － IF 钢超快速加热退火工艺
徐德超1 ，李 俊1，2 ，孟庆格2 ，刘沿东1
（ 1. 东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110819； 2. 宝钢集团中央研究院，上海 201900）
摘
要： 研究了不同退火条件对 BH － IF 钢组织和织构演变及性能的影响． 结果表明： 随着加热速率的
增加，BH － IF 钢晶粒得到细化，但并不明显，强度和延伸率提高，再结晶织构仍为典型的管状 γ 织构； 在超快
匀区域截取 18 mm × 15 mm （ ∥轧向） 试样，沿厚 度方向磨至距板表面 1 /4 处，经机械抛光、硝酸酒 精侵蚀后，在 X 射线织构衍射仪进行织构测定， 并计算三维取向分布函数 ODF． 本文采用恒 φ2 截面图表示（ Bunge 符号系统） ．
2 实验结果
2. 1 超快速加热连续退火的力学性能和组织特征 图 1 为不同加热速率连续退火后的力学性
中图分类号： TG 142
文献标志码： A
文章编号： 1005 － 3026（ 2014） 10 － 1412 － 05
Ultra-rapid Heating Annealing Process of BH-IF Steel
XU De-chao1 ，LI Jun1，2 ，MENG Qing-ge2 ，LIU Yan-dong1
1 实验方法
实验钢为某钢厂冷轧产品，样板未经退火，酸 洗后经 80% 的冷轧轧制压下量，轧制成 0. 7 mm 厚的板材． 实验钢的主要成分（ 质量分数，% ） 为 C ＜ 0. 003，M n ＜ 0. 3，P ＜ 0. 1，S ＜ 0. 02． 超快速退 火实验是在某钢厂自主研发的快速热处理热模拟 实验机设备上进行的． 热模拟机采用电阻加热，加 热速度可达 700 ℃ / s． 热模拟实验所用的试样尺 寸为 300 mm × 260 mm × 0. 7 mm． 将试样以不同 加热速度（ 5，500 ℃ / s） 加热到 780 ℃ 保温不同时 间（ 0 ～ 200 s） 后，经氮气冷却至室温（ 100 ℃ / s） ．