材料加工组织性能控制(第七章)

7冷轧带钢的组织性能7.1冷轧带钢特点：(1)生产薄的产品；(2)非常好的表面；(3)屈服强度范围很宽的材料品种范围；(4)比热轧带钢好的多的成型性能。7.1.1多辊轧机连轧机组中的变形变形及伴随变形的两个重要过程：润滑和冷却。图7.1连轧机组图示7.1.2冷轧带钢的材料性能和表面特性(1)强度及韧性图7-3软钢St14和各种含钛和铌微合金钢的加工硬化曲线l-含钛微合金高强钢；2-含铌微合金高强钢；3-含铌Stl4；4-Stl4(2)对轧制织构和退火中形成的再结晶织构r：厚向异性系数twr4/)2(90450rrrrr:厚向异性系数r在板面上随方向的变化，决定凸耳的形成程度，不影响板料成形性能。2245900rrrr图7.5冷轧压下率对软钢薄板法向各向异性(rm)的影响(高温卷取)图7.4冷轧压下率对铝镇静钢薄板织构和各向异性值的影响r-平面各向异性；rm-平均法向各向异性(3)对第二相的影响冷轧过程中，基体组织及基体组织中的第二相也通过延伸得以改变。作用：薄板涂搪瓷时抵抗点鳞生成。（4）很大的摩擦力和很大的剪切应力使带钢表面产生特别强烈的变形，并导致钢质点的撕裂。（5）带钢表面具有一定的粗糙度目的：图7.6冷轧后冷硬态带钢表面的裂缝和剥落的钢屑7.2冷轧带钢的退火目的：工艺：退火方式：罩式退火、连续退火(1)罩式退火定义：时间:持续几天（原因：）。图7.8罩式退火时带钢的退火曲线特点：（1）氢气、氮气和其它气体混合作为保护气体；（2）依靠强制对流传热的设备，钢卷的升温加热主要取决于保护气体的对流传热和钢卷本身的传导传热。全氢罩式炉特点：（1）采用强对流循环的大功率电机；（2）采用100％H2作保护气氛；（3）采用金属封闭炉台、气／水组合冷却罩及优化设计的扩散器和对流板改善了钢板表面质量。图7.8.2罩式退火炉的退火周期松卷退火：各圈带卷之间有一定的距离退火气氛自由地与板带表面接触，钢和气体间也可以进行化学反应。优点：应用：带钢表面洁净度要求很高；需要把化学反应与热处理联系起来。紧卷退火：铝镇静钢罩式退火时，加热过程中AlN的析出对退火钢板组织的形成起着决定性作用。（2）连续退火连续退火炉中进行，分三段：预热段：把钢表面的残余油脂清除掉。还原段：把表面的氧化铁皮还原成纯铁层，完成钢的再结晶退火。冷却段：带钢冷却到入锌锅的温度。退火步骤：1)快速加热到A1温度线附近或以上。2)在这一温度下停留很短的时间。3)快速冷却到约为400℃的过时效温度或冷却到室温。4)几分钟的过时效处理。图7.9连续退火的退火过程1-保温段；2-气体喷射冷却；3-快速冷却；4-过时效段；5-淬火冷却；6-过时效段（退火）NKK-CAL法图7.10冷轧薄板连续退火和罩式退火过程1-连续退火炉中的带钢温度；2-过时效；3-紧卷退火带钢芯部温度；4-松卷退火带钢芯部温度；5-移去加热罩，放上冷却罩优点：性能均匀；板形好；表面质量好；退火周期短；退火温度范围高。缺点：图7.11罩式退火和连续退火的退火和冷却特征参数7.3冷轧板的退火再结晶规律（1）退火温度的影响图7.11.1IF钢再结晶退火后的硬度变化规律（保温2h）T1-Ti-IF钢；N1-Ti+Nb-IF钢（2）保温时间对硬度的影响图7.11.1IF钢再结晶退火后的硬度变化规律T1-Ti-IF钢；N1-Ti+Nb-IF钢（3）热轧卷取温度的影响图7.11.2热轧卷取温度对IF钢再结晶温度的影响7.4冷轧板的再结晶织构r值的地位及影响r值的因素：钢板成形最有利的织构：111110和111112织构，554225次之。钢板具有优异深冲性能的条件：钢板同时具有等强度111110和111112织构的原因：IF钢再结晶织构的形成理论定向形成理论：选择生长理论：7.5退火过程对退火带钢组织和力学性能的影响7.5.1罩式退火时的组织形成特征图7.17影响铝镇静钢等温再结晶行为的因素组织特征：(1)粗大、伸长的铁素体组织。(2)有利的织构。(3)很小的位错密度。(4)氮稳定结合成氮化铝。(5)相对粗大的渗碳体析出物。力学性能：低的屈服强度和抗拉强度，非常好的冷成型性能和平整前显著的、平整后消失的屈服平台。7.5.2连续退火的组织形成特征图7.18连续退火过程中组织和固溶碳含量的关系两阶段：第一阶段：加热、保温和以中等速度冷却。目的：再结晶和晶粒长大。第二阶段：快速冷却到过时效温度和过时效处理。目的：决定组织中碳化物的分布和过饱和固溶的碳含量。图7.19热轧带钢卷取温度对冷轧带钢再结晶晶粒度的影响图7.20冷却速度对连续退火薄板时效行为的影响（钢中含0.036%C和0.0013%N）图7.21具有最大碳溶解度的温度条件下，冷却速度对所需过时效条件的影响组织特征：（1）更细小的、球状的、含有在热轧带钢中就已析出的氮化物；（2）由时效行为确定的碳化物弥散分布的铁素体组织7.6冷轧软带钢生产特点获得软钢的条件：罩式退火：低的加热速度、高的退火温度、缓慢的冷却。特征：晶粒长大、过饱和固溶原子析出、低的屈服强度和抗时效性。连续退火：高的卷取温度，对碳含量的要求。图7.23卷取温度和退火过程对冷轧软钢薄板组织、织构和r值的影响08Al和IF钢的比较：图7.24卷取温度对冷轧连续退火薄板力学性能的影响图7.26冷轧压下率和退火温度对微合金超深冲钢(IF钢)rm值的影响7.7高强度冷轧带钢的生产特点图7.28考虑抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率变化时各强化机理的比较（1）罩式退火冷轧带钢：薄板强度由热轧带钢决定，但在冷轧和退火后会或多或少地有所降低。原因：1）晶粒长大和析出物粗化；2）退火温度升高，位错密度降低图7.29铌含量和钛含量对热轧带钢和冷轧带钢屈服强度的影响1-热轧带钢；2-冷轧带钢图7.30退火温度对含0.06%Nb或Ti高强冷轧钢屈服强度、晶粒度和酸溶合金量的影响（罩式退火）图7.31微合金热轧带钢和再结晶冷轧带钢中的碳氮化析出物和位错强化途径：微合金元素的析出强化图7.32冷轧薄板等温退火时，加入0.12%Nb或0.18%Ti对再结晶的迟滞（钢中含约0.08%C和0.30%Mn；冷轧压下率：50%）(2)连续退火薄板：烘烤硬化：指在200C以下的热处理过程中，通过很细小碳化物的析出强化获得有目的的时效。