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瀏覽│✘:- 釋出日期│✘:2022-11-11 09:30:12【

摘 要:透過拉伸試驗◕✘、金相檢驗和成形試驗,分析了熱軋卷取溫度對冷軋 DC01鋼板顯微組織 和成形效能的影響•↟✘•。結果表明:隨卷取溫度由680 ℃升高至730 ℃,冷軋 DC01鋼板的屈服強度和 抗拉強度均呈不同程度的下降趨勢,下降幅度在20~30MPa,斷面收縮率 A80 提升約2%,最高可 達41.5,塑性應變比r 提升約0.4,最高可達2.05,加工硬化指數n 變化不大,冷軋 DC01鋼板的綜 合成形效能與罩式退火 DC01鋼板的相當;在730 ℃高溫卷取條件下,DC01鋼板的熱軋組織和冷 軋組織均為鐵素體+少量珠光體,冷軋過程中再結晶阻力較小,有利於γ纖維織構的形成,使材料 的塑性應變比r 大幅提高,從而改善材料的衝壓成形效能;在730 ℃高溫卷取條件下,冷軋 DC01 鋼板的相對錐杯值和脹形高度與罩式退火 DC01鋼板的相當,其衝杯高度達到了罩式退火 DC01 鋼板的86%,綜合成形效能良好•↟✘•。 

關鍵詞:DC01鋼;卷取溫度;顯微組織;塑性應變比;成形效能 

中圖分類號:TG115                                    文獻標誌碼:A                                          文章編號:1001-4012(2022)03-0023-03


DC01鋼作為一種典型的冷軋低碳鋼,因其良 好的焊接◕✘、冷成形及機械加工效能,被廣泛用於汽 車◕✘、家電等行業•↟✘•。熱軋工藝可以控制鋼中第二相完 全均勻固溶,其工藝制度的好壞對冷軋薄板組織與 效能的影響很大,其中,終軋溫度和卷取溫度是最主要的影響因素•↟✘•。低碳深衝鋼主要實行三高一低的熱 軋製度,即高溫加熱◕✘、高溫開軋◕✘、高溫終軋和低溫卷 取,目的是讓 AlN 在高溫時固溶,在快速低溫卷取 中避免析出,而在冷軋後退火時緩慢析出[1]•↟✘•。目前, 部分冷軋廠採取以高質量產品代替低質量產品的供 貨方式來搶佔市場,這不僅增加了企業的執行成本, 還對 DC01鋼產品的成形效能提出了更高要求[2]•↟✘•。

筆者採用力學效能測試◕✘、金相檢驗和成形試驗, 分析了熱軋工藝中的卷取溫度對冷軋 DC01鋼板顯 微組織和成形效能的影響,以期為該類鋼板的應用 與發展提供參考依據•↟✘•。

1 試驗材料與方法 

1.1 試驗材料 

試驗材料為DC01鋼,其化學成分見表1•↟✘•。常規 DC01鋼板的生產工藝流程為高爐→轉爐→連鑄→ 熱連軋→冷連軋→退火,最終產品的厚度為1mm•↟✘•。

1.2 試驗方法 

熱軋工藝◕✘、酸洗後軋製壓下率及冷軋工藝引數 如表2所示•↟✘•。在冷軋 DC01鋼板上沿與軋製方向成 0°,45°,90°等3個方向分別取樣•↟✘•。經罩式退火處理 後的 DC01鋼板(簡稱罩退 DC01鋼板)作為對比試 樣•↟✘•。採用 Zwick-Roell/Z100 型拉伸機進行力學性 能 測 試 •↟✘•。採 用OLYMPUS-PMG3型 光 學 顯 微 鏡 ,對試樣的顯微組織進行觀察•↟✘•。成形試驗採用 145- 60-ERICHSEN 型板材成形試驗機,包括衝杯試驗◕✘、 脹高試驗和錐杯試驗•↟✘•。衝杯試驗評價指標為最大成 形力條件下的衝杯高度,該值與塑性應變比密切相 關•↟✘•。脹高試驗用於評價材料的脹形效能,評價指標 為脹形高度,主要受加工硬化指數影響•↟✘•。錐杯試驗 可用於評價金屬板材拉深和脹形兩種成形效能,評 價指標選用相對錐杯值,以避免對資料離散度的影 響,該值與加工硬化指數◕✘、塑性應變比密切相關•↟✘•。

2 試驗結果與分析 

2.1 卷取溫度對試樣力學效能的影響 

由表3可見:隨卷取溫度的升高,兩種 DC01鋼 板的屈服強度和抗拉強度均呈下降趨勢,下降幅度 在20~30MPa,斷面收縮率 A80 上升約2%,塑性 應變比r 提升約0.4,加工硬化指數n 變化不大;在 730 ℃卷取溫度條件下,冷軋 DC01鋼板的大部分 力學效能都比罩退 DC01鋼板好,這表明在該卷取 溫度下,冷軋 DC01鋼板的脹形效能◕✘、翻邊效能和彎 曲效能較好,同時具有一定的拉深效能和抗起皺性 能,拉深衝杯過程中,拉深件的制耳高度較小[3]•↟✘•。

2.2 卷取溫度對試樣顯微組織的影響 

由圖1可見:DC01鋼板熱軋和冷軋後的組織 均為鐵素體+少量珠光體;在相同卷取溫度下,與 DC01鋼板熱軋組織相比,DC01鋼板冷軋組織較細 小;依據 GB/T6394-2002《金屬平均晶粒度測定 法》標準,對不同卷取溫度下 DC01鋼板熱軋組織的 晶粒度進 行 評 級,結 果 均 為 8.5 級,表 明 在 680~ 710℃卷取溫度條件下,熱軋 DC01鋼板均已完成再 結晶過程,僅部分碳元素的固溶程度和 AlN 的析出 程度不同[4] ;對比不同卷取溫度下 DC01鋼板的冷軋 組織,卷取溫度為680℃時,DC01鋼板冷軋組織晶粒 尺寸較細小,晶粒度評級為10.0 級;710 ℃和730 ℃ 卷取溫度條件下 DC01鋼板冷軋組織的晶粒尺寸差 別不大,晶粒度評級均為9.0級,這與罩退 DC01鋼板 晶粒度評級相等,僅在珠光體分佈形態上存在差異, 分析主要是因為在較高的卷取溫度下,珠光體轉變充 分,DC01鋼板冷軋組織中少量偏聚的珠光體形成於 熱軋工藝階段[5-6]•↟✘•。另外,高卷取溫度下,AlN 充分析 出,珠光體轉變充分使得鐵素體基體純淨度大大提 升,在後續退火過程中再結晶晶粒長大阻力減小•↟✘•。退 火工藝具有加熱速率快◕✘、均熱時間短的特點,這使得 再結晶過程比 AlN 析出優先發生,有利於γ纖維織 構(<111>‖法向 ND)的形成,材料的塑性應變比r大 幅提高,從而改善材料的衝壓成形效能[4-6]•↟✘•。