IF钢终轧温度对产品组织性能的影响

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试验过程

钢种全流程生产工艺：铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→热轧→冷连轧→连续退火→平整→表面、性能检验。

根据对IF钢“冲压条纹”缺陷攻关过程中分析的显微组织、织构特征以及析出物尺寸和数量的影响因素，对热轧工艺进行了对应的低温加热、高温终轧和卷取的调整。为了能够涵盖深冲IF钢产品，同时在不影响正常合同生产和交付的条件下，试验钢种选为两类：DC03和DC06。此外，由于提高终轧温度获得了更加均匀的组织和织构特征，对DC06在冷轧时进行了不同退火温度的对比试验。提高热轧终轧温度试验组采取的工艺制度包括：加热炉控制并保证炉膛弱氧化性气氛，尽量减少氧化铁皮的生成。板坯出炉温度范围控制在1150-1220℃，目标值为1190℃；目标终轧温度提高了20℃；卷取温度提高了10℃。

2.1 DC03工艺调整试验

试验材料为电镀锌基板，对多个批次试验材料的热轧工艺、供料厚度规格等进行了调整和对比，共完成试验数据571组（分别从5个月的试验料生产中提取数据），其中加热炉板坯出炉温度目标控制在1190℃，终轧温度由原工艺的900℃提高到920℃，最终完成终轧温度900℃的数据173组，920℃的数据398组，对终轧温度不同的电镀锌成品的力学性能对比分析，发现终轧温度提高的情况下，成品的主要性能指标r值得到改善，金相组织分析也发现均匀性得到改善。终轧温度与成品r值的对应变化见表1。对DC03试验钢高终轧温度（920℃）和低终轧温度（900℃）热轧原料取样，对比微观组织形貌后发现，高终轧温度下的带钢表层与心部组织差异较小，组织更加均匀，未见未再结晶组织。

2.2 DC06工艺调整试验

对DC06分规格进行了不同终轧温度的对比试验，按厚度规格划分不同的目标终轧温度，一方面保证热轧机组轧制稳定性，另一方面也为试验提供了采集大量数据的可能。具体规定包括：加热炉控制炉膛气氛，尽量减少氧化铁皮的生成；板坯出炉温度目标值为1190℃，终轧温度、卷取温度冷轧模式等设定见表2。

跟踪两种不同规格和目标终轧温度钢卷的生产数据，并抽取了8个月共608组试验数据，对比和评估不同终轧温度下成品的性能，并对不同试验组（高、低终轧温度）取样，对比组织结构，发现成品带钢基本上遗传了热轧原料带钢组织特征，对比低温终轧，高温终轧的成品带钢表层与心部组织差异较小，且晶粒组织更加均匀。终轧温度与成品r值对应变化见表3。

2.3 DC06冷轧退火温度的调整试验

提高终轧温度的热轧原料试验卷，在已知的具有有利的显微组织和织构特征的条件下，在冷轧工序进行了降低退火温度的对比试验，一方面通过一定数量的对比数据，确认高温终轧的试验料比低温终轧的普通料具有更好的显微组织和有利的织构特征，从而能够获得更好的性能；另一方面也对超宽幅IF钢在退火过程中易于出现的热瓢曲缺陷有较大的改善，同时也能够实现一定程度的节能降耗。从生产中抽取符合工艺要求的试验数据（即原料均为提高热轧终轧温度试验料）共157组，其中降低退火温度试验数据47组，未降退火温度试验数据110组。具体试验数据如表4所示。

从全部数据组对比可以看出，退火温度平均降幅为17℃，带钢的主要成形性能指标，即r值未出现较大波动，表明变化的工艺温度不影响IF钢重要的成形性能。对上述两个不同的数据组抽取试样，检测微观组织形貌，结果发现，晶粒尺寸、均匀性、组织特征等方面均未有太大区别，表明降低连退工序退火温度（均热段）可以在不影响成品带钢组织性能的情况下，一方面减少宽幅IF钢在退火过程中极易出现的热瓢曲缺陷，另一方面较大幅度的降温，也为生产过程降低吨钢能耗作出贡献。

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试验结果讨论

3.1终轧温度对微观组织的影响

对比两组不同终轧温度的试验带钢的表面和心部、以及中部和边部之间的晶粒组织，结果发现，低终轧温度试样晶粒组织的均匀性差异较大，并在低终轧温度试样边部表面组织会有偶发的未再结晶层的出现。这个现象也主要与钢种的再结晶温度有关，目标终轧温度较低（900℃）时，局部温度低的区域极易在精轧机组后几个机架发生两相区轧制的现象，并因此得到异常且粗大的晶粒组织，温度过低时更可能出现未再结晶层（混晶）。

提高终轧温度（920℃），可以减小带钢表面与心部，以及中部与边部的温差，一定程度上确保边部和表面即使有温降也处于再结晶温度之上，避免了两相区轧制，使得退火后的组织为大且均匀的等轴铁素体晶粒，且厚度方向上晶粒度基本一致。

提高终轧温度的IF钢完成冷轧后，观察成品微观组织形貌，结果发现，组织和晶粒尺寸均匀，并且表面与心部差异较小。

3.2终轧温度对成品性能的影响

热轧终轧温度是影响热轧轧后变形组织的重要工艺参数，并由此影响到成品板的组织结构及其性能。因此，合理控制终轧温度，使得有利的织构能够得到充分的发展，

终轧温度的提高对超低碳Ti-IF钢的组织性能和连续退火板织构具有一定程度的影响。研究表明，冷轧压下率一定的情况下，不同终轧温度，直接影响退火试样的组织性能和织构特征。在910℃及以上温度终轧时，退火组织较均匀，力学性能有所提高，退火后有利织构ND//{111}显著增强，r值较高。在890℃终轧时，其退火板显微组织不太均匀，性能和织构特征都相对较差。提高终轧温度的热轧原料外板，其有利的组织和织构能够遗传到冷轧成品带钢上。

终轧温度的调整对成品带钢性能指标的影响结果是，随着终轧温度的提高，成品带钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能指标基本保持稳定。

3.3低温退火

热轧原料良好且有利的组织特征对冷轧成品具有较高的遗传性，因此提高终轧温度的试验料具备了晶粒度适合、晶粒尺寸均匀性好且带钢表面和心部组织差异最小等特征，使得在提高钢水纯净度，降碳能力提高的条件下，为实现连退工序降低退火温度提供了有利组织基础。连退工序较大幅度地降低连退温度，对退火过程中消除或减少宽幅IF钢瓢曲缺陷非常有利。统计数据分析，宽幅IF钢在实施降温试验期间，热瓢曲缺陷的出现率由原来的25.97%降低到15.56%。此外，降低退火温度对工序吨钢能耗降低也非常有利，对比试验研究发现，2150mm连退生产线生产超宽幅DC06 IF钢的退火温度由原来的840-850℃降到800-810℃，吨钢煤气消耗下降0.014GJ。

本文为部分内容，全文请参阅《世界金属导报》26期B04。