不同成分与工艺对CQ,级冷轧钢带的影响分析
时间：2023-01-16 12:35:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
供稿|尹翠兰，康华伟
内容导读
通过不同化学成分和生产工艺设计，开发DC01 与SPCC 两个CQ 级冷轧钢带牌号。DC01 牌号钢带，材质较软、成型性能相对较好，可满足强度不高但变形量较大或较复杂的使用要求；
SPCC 牌号钢带，材质较硬、成型性能相对较差，可满足强度高但变形量较小的使用要求。通过用户差异化的成分设计与工艺改进，满足了不同层级的用户需求，提高市场占有率。
随着冷轧产品技术进步及市场竞争的加剧，用户对冷轧产品的性能要求越来越高，对于普通CQ 级冷轧钢带，亦要求具备一定的冲压成形性能，并且市场的需求量较大。因此，加强对不同成分与工艺下的CQ 级冷轧钢带的研究开发，具有重大的意义。本文通过开发DC01 与SPCC 两个CQ 级冷轧钢带牌号，实现不同组织与性能要求，实现连续退火CQ 级的大范围冲压及应用领域，既可实现较大冲压范围要求材质较软的冲压件需求，亦可实现较高强度的较小冲压变形的结构件需求，扩大了产品客户群。典型的应用如图1 所示，DC01 牌号用于汽车顶盖件，其具有较好的冲压成型性能；
SPCC 牌号用于家电电机端盖，其具有较好的强度支撑效果。
工艺流程
通过铁水KR 脱硫，运送至转炉加入合金进行高温冶炼，再通过RH 精炼炉脱气，将洁净化的合格钢水连续浇铸为230 mm 的钢坯，定尺切割后进入加热炉加热至一定温度并保温一定时间，再进行热轧粗轧(可逆式)与精轧(连续式)至较薄规格的钢带进行卷取，然后将钢卷运至冷轧工序进行开卷酸洗与冷连轧至目标厚度的钢卷，再开卷进行脱脂清洗后进行连续退火炉进行再结晶退火，之后进行平整、切边、涂油等精整工序，最终生产出合格钢卷，进行检验判定与包装入库。其主要工艺流程如下：
KR 脱硫→转炉冶炼→RH 精炼→连铸→热连轧→酸连轧→连续退火→卷取→精整(根据需要)→成品检验→包装→入库。
化学成分控制
综合考虑生产成本与力学证性能，不添加贵合金，采用C、Mn 强化，且要求C 含量不能太高，确保最终的冲压性能。DC01 与SPCC 钢带的成分设计如表1 所示。
表1 DC01 与SPCC 钢带的化学成分(质量分数) %
热轧与酸轧工艺
热轧与酸轧均采用连轧工艺。热轧终轧温度和卷取温度是影响冷轧板性能的主要影响因素：热轧终轧温度略高于冷却时铁素体转变的开始温度Ar3，终轧后立即快速冷却，获得均匀的铁素体晶粒，在冷轧退火后形成有利织构；
高温卷取有利于碳氮化物的析出和长大，降低连续退火再结晶温度，提高塑性应变比r[1]。从不同冷轧压下率上看，冷轧压下率在80%左右，有利于提高金属冷轧变形储能，增加退火过程中再结晶的驱动力，有利于获得较强的{111}有利织构和高的r值[2]。DC01 与SPCC 钢带的热轧与酸轧主要工艺参数如表2 所示。
表2 DC01 与SPCC 钢带的热轧与酸轧主要参数
连退工艺
冷轧退火采用立式连续退火炉生产。采用再结晶退火工艺，主要是消除冷轧变形后的加工硬化，使冷变形后的成品得到所需求的组织，消除内应力，降低硬度，提高塑性，最终获得理想的深冲性能[3]。DC01 与SPCC 钢带的连退主要工艺参数如表3 所示。
表3 DC01 与SPCC 钢带的连退主要参数
力学性能
通过对退火后成品的DC01 与SPCC 钢带进行拉伸试验检测，取样位置为钢卷中间部位，宽度方向距离连部1/4 位置，采用横向试样，静态拉伸后所得力学性能如表4 表示。
表4 DC01 与SPCC 钢带的力学性能
从以上性能可看出，DC01 的屈服强度比SPCC 低74 MPa，抗拉强度比SPCC 低48 MPa，延伸率比SPCC 高7%，HRB 硬度比SPCC 低7.6，说明DC01 材质比SPCC 更软，冲压成型性能更好，更适合较大冲压范围要求材质较软的冲压件需求；
而SPCC 强度较高，可实现较高强度的较小冲压变形的结构件需求
金相组织
通过对退火后成品的DC01 与SPCC 钢带进行金相显微组织分析，在500 倍下的金相组织图如图2 所示。
从金相组织可看出，DC01 与SPCC 的金相显微组织都是均匀的铁素体+少量游离渗碳体，铁素体呈块状，游离渗碳体呈分散的点状分布于晶内和晶界，晶粒较均匀，不存在混晶等现象。其中DC01 的晶粒比SPCC 的晶粒粗大些，DC01 的晶粒度约为9.0～9.5 级，SPCC 的晶粒度约为9.5～10.0级，晶粒大小与力学性能吻合，屈服强度较小的晶粒较粗，有利于冲压成型。
通过对CQ 级冷轧钢带DC01 与SPCC 的研究，制定了适合与山钢日照公司2030 冷轧生产线的生产工艺方案，大大提高并稳定了冷轧退火卷的冲压性能，满足了客户要求，达到同类行业领先水平。目前冷轧连退DC01 与SPCC 冲压用钢产品已成功打入小汽车、防盗门、家电等相关领域，经用户反馈，CQ 级冷轧产品的板面质量与尺寸精度良好、力学性能稳定，满足JIS 及EN 国际标准执行及客户的需求。
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