D0I:10.13374/j.issn1001053x.1994.02.012 第16卷第2期 北京科技大学学报 Vol.16 No.2 1994年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.1994 热镀锌F钢基板的实验研究+ 赵辉)王先进)王德城2) 1)北京科技大学压力如工系，北京1000832)武汉钢铁公司 摘要研究了不同微合金化元素加入量条件下，无间隙原子(F)钢的再结品温度和组织，获得 了对实际生产十分有益的微合金元素含量与间隙原子碳、氮间的定量关系式，并着重分析了化学 成分、工艺参数对F钢成型性能的影响，提出了合理的生产工艺参数， 关键词薄板，再结晶，参数/F钢，成型性能 中图分类号TG142.12,TG335.55 The Study of IF Steel Sheets through Continuous Annealing on Line Zhao Hui)Wang Xianjin2)Wang Decheng2) 1)Department of Metal Forming,USTB,Beijing 100083,PRC 2)Wuhan Iron and Stocl Company ABSTRACT This paper has investigated the recrystallization temperatures and structures of interstitial-free(IF)steels with different microalloying elements (MAE)contents,and the formu- las between MAE contents and interstitial atoms carbon and nitrogen,which is very useful for practical production,are obtained.Emphasis to discuss the effects of composition and processing parameters on the properties of IF steel.At last,appropriate processing conditions are given. KEY WORDS steel sheets,recrystallization,parameters/IF steels,formability 新型热镀锌薄板一无间隙原子钢（简称F钢）热镀锌板是桥车用的薄钢板，这种钢板具 有很好的性能.根据F钢中添加微合金化元素种类的不同，可以将F钢分为3类：即加 Ti的F钢，即Ti-F钢、加Nb的F钢，即Nb-F钢，和复合加Ti、Nb的F钢(Ti+ Nb-F钢)· 作为热镀锌板，T+b一F钢具有更优异的性能2，引，本文以这种钢为基板，研究和开 发新型热镀锌薄钢板， 1 实验过程 现代F钢的成分范围大致是：C≤0.005%，N≤0.003%.要完全消除钢中的间隙原子碳、 199-03-04收稿第一作者男22岁讲师项士 +武钢“八五”攻关重点课题
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 正 碑 热镀锌 钢基板 的实验研究 十 赵 辉 ’ 王 先进 ’ 王 德城 ’ 北京科技大学压力加工 系 ， 北京 仪】犯 武汉钢铁公 司 摘要 研究 了不 同微合金 化元素加人量条件下 ， 无 间隙原子 钢 的再结 晶温度和组织 ， 获得 了对实际生产十分有益 的微合金元素含量 与间隙原子碳 、 氮间的定量 关系式 ， 并着重分析 了化学 成分 、 工 艺参数对 钢成型 性能 的影 响 ， 提 出 了合理 的生产工艺参数 关键词 薄板 ， 再结 晶 ， 参数 钢 ， 成型性 能 中图 分类号 ， 十 ’ 肠 。 ’ 卿 ’ 众 ， ， 氏劝 幻 ， 肠 咭 朗 代℃ 迈 运沈巧 一 斤比 权无 江 而 。 庄‘ 治 ‘ 似 ， ， 忱 研 ℃ 铭 招 拐 以 ， 比记几 粥 ℃ · 七 ， ， 二丫邓 皿 ， ， 新型 热镀锌薄板一无 间隙原子钢 简称 钢 热镀锌板是 桥车用 的薄钢板 这种 钢 板具 有很好的性 能 「’ 根据 钢 中添加微合金 化元 素种类 的不 同 ， 可 以 将 钢分 为 类 即 加 的 钢 ， 即 一 钢 、 加 的 钢 ， 即 一 钢 ， 和复 合 加 、 的 钢 十 一 钢 作 为热镀锌板 ， 一 钢具有更 优 异 的性 能 「 本 文 以 这 种 钢 为基 板 ， 研究 和开 发新 型 热镀锌薄钢板 实验过程 现代 仆 钢 的成分 范 围大致是 镇住 ， 要 完全消 除钢 中的 间 隙原子碳 、 【 一 一 以 收稿 第 一作 者 男 少岁 讲 师 硕 士 武 钢 “ 八五 ” 攻 关 重 点 课题 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1994．02．012
第2期 赵辉等：热镀锌F钢基板的实验研究 .155. 氮，获得良好的成型性能，就必须使钢中微合金化元素的有效含量X(at%)满足 X(at%)/(C+N)(at%)≥1 实验用钢是在30kg真空感应炉内冶炼的，表1为实验钢的化学成分， 表1实验钢的化学成分，% Table 1 Chemical compositions of steels used, 钢号 C Mn 公 Nb 11+ND C+N at% 01 0.00230.0038 0.008 0.010 <0.005 0.147 0.029 0.014 1.63 02 0.00500.00220.008 0.008 0.024 0.246 0.095 0.016 3.75 03 0.00260.00450.0080.009 0.076 0.174 0.028 0.006 1.20 首先将钢锭加热到1250℃，保温1h后，热锻成厚30mm、宽210mm的板坯，并空冷 至室温；然后再将板坯加热至1150℃，热轧成一定厚度的薄板.热轧工艺参数见表2.在热 轧薄板分别空冷至700℃和750℃时，将其送人同样温度的保温炉，保温2h,然后随炉冷 却用以模拟· 表2热轧工艺制度 Fig.2 Processing parameters of hot rolling 钢号 终轧温度/℃ 卷取温度/℃ 设定的变形制度/mm 变形量，% 01 870 700 30→22→14→10→7.5-6 80 02 950 750 30+22→1410→8→7 76.7 03 900 700 30→24→13+9→7+6 81 热轧板冷轧至1.0mm厚（压下率≥80%），然后剪切成宽为12.5mm,标距为50mm的 拉伸试样，经盐浴炉退火后，测定了与轧制方向成0·45°和90°方向的r值、n值和延伸 率，其平均值(F,n)和平面各向异性（△r)值分别用下式计算： M=(Mo·+2×M5+M0)/4 △M=(Mo--2×Ms+Mm·)/2 其中，M表示试样任一方向的r值、n值和延伸率. 2结果与讨论 表3为实验钢的机械性能测定结果， 表3实验钢的机械性能 Table 3 Mecanical properties of steeks used 钢号 d/% G,/MPa /MPa 退火条件 ⊙ 2.109 0.30 45 89 277 810℃，90s 02 2.088 0.27 1 96 306 830℃，90s 03 1.457 0.27 0 148 319 770℃，90s
第 期 赵辉等 热镀锌 钢基板的 实验研究 氮 ， 获得 良好 的成型性 能 ， 就必须使钢 中微合金 化元 素的有 效含量 满足 研 实验用 钢是 在 真空 感应炉 内冶炼 的 ， 表 为实验 钢 的化学成分 表 实验钢的化学成分 ， 阮 坛口 川 卿她筋 目理七 旧目 ， 钢号 刊 ， 印 侧粥 加 的 田 幻 粥 的 住仪 兀日 《】粥 洲刃 〕 拓 首先将钢 锭加 热到 ℃ ， 保温 后 ， 热锻成 厚 、 宽 的板 坯 ， 并 空 冷 至 室 温 然后 再将板 坯加 热至 ℃ ， 热轧成一定 厚度 的薄板 热轧工 艺参数 见 表 在 热 轧薄板分别 空 冷至 ℃ 和 ℃ 时 ， 将其送 人 同样 温 度 的保 温 炉 ， 保温 ， 然 后 随 炉 冷 却 用 以 模拟 表 热轧工艺制度 瑰 九联洲吨 犷即犯扭招 闹 雌 钢号 终轧温度 ℃ 卷取温度 ℃ 设定 的变形 制 度 变形 量 ， 的 一 一 印 侧】〕 一 一 一 热 轧板冷 轧至 厚 压 下率 ， 然后 剪切 成 宽 为 ， 标 距 为 的 拉伸试样 ， 经盐浴 炉退 火后 ， 测 定 了 与轧制方 向成 飞 。 和 方 向 的 值 、 值 和 延 伸 率 其平 均值 万 、 万 和 平 面各 向异性 △ 值分别 用下 式计算 从 · · △ 。 一 、 · 其 中 ， 表示 试样 任一方 向的 值 、 值 和延 伸率 结果 与讨论 表 为实验 钢 的机械性 能测 定 结 果 表 实验钢的机械性能 日阮 入 佃汕川 户 叭七 劝 四月 钢号 咨 。 几 厂 八村 一 退火条件 ， 叩 ℃ ， 卯 ℃ ， 叩
第 期 赵辉等 热镀锌 钢基板的 实验研究 氮 ， 获得 良好 的成型性 能 ， 就必须使钢 中微合金 化元 素的有 效含量 满足 研 实验用 钢是 在 真空 感应炉 内冶炼 的 ， 表 为实验 钢 的化学成分 表 实验钢的化学成分 ， 阮 坛口 川 卿她筋 目理七 旧目 ， 钢号 刊 ， 印 侧粥 加 的 田 幻 粥 的 住仪 兀日 《】粥 洲刃 〕 拓 首先将钢 锭加 热到 ℃ ， 保温 后 ， 热锻成 厚 、 宽 的板 坯 ， 并 空 冷 至 室 温 然后 再将板 坯加 热至 ℃ ， 热轧成一定 厚度 的薄板 热轧工 艺参数 见 表 在 热 轧薄板分别 空 冷至 ℃ 和 ℃ 时 ， 将其送 人 同样 温 度 的保 温 炉 ， 保温 ， 然 后 随 炉 冷 却 用 以 模拟 表 热轧工艺制度 瑰 九联洲吨 犷即犯扭招 闹 雌 钢号 终轧温度 ℃ 卷取温度 ℃ 设定 的变形 制 度 变形 量 ， 的 一 一 印 侧】〕 一 一 一 热 轧板冷 轧至 厚 压 下率 ， 然后 剪切 成 宽 为 ， 标 距 为 的 拉伸试样 ， 经盐浴 炉退 火后 ， 测 定 了 与轧制方 向成 飞 。 和 方 向 的 值 、 值 和 延 伸 率 其平 均值 万 、 万 和 平 面各 向异性 △ 值分别 用下 式计算 从 · · △ 。 一 、 · 其 中 ， 表示 试样 任一方 向的 值 、 值 和延 伸率 结果 与讨论 表 为实验 钢 的机械性 能测 定 结 果 表 实验钢的机械性能 日阮 入 佃汕川 户 叭七 劝 四月 钢号 咨 。 几 厂 八村 一 退火条件 ， 叩 ℃ ， 卯 ℃ ， 叩
第2期 赵辉等：热镀锌F钢基板的实验研究 157, 对新型F钢而言，碳、氮含量在0.003%~0.005%间变化时，加人适量的合金化元 素，采用适宜的热轧、冷轧及连续退火工艺制度都可生产出成型性能良好的F钢.但随着 碳、氨含量升高，钢中所需的微合金化元素量也相应增加，这不仅使F钢成本上升，而且. 也给工业化生产带来许多不便， 钢中合金化元素量对F钢的性能起着决定性的作用，一般要求钢中Ti、Nb的添加量应 足够使碳、氮原子完全析出，从而使有利织构充分形成.钢中T、Nb量少时，F钢的性能 会受到损害，如03钢.反之，Ti、b量也不宜过多，否则不仅增加生产成本，而且还使得 工业生产中的许多工艺条件难以实现. 2.3工艺参数对性能的影响 01、02钢在不同的温度条件下退火（表4）时，随退火温度升高，，值增大.退火温度 对F钢优异成型性能的获得起着重要的作用，它关系到钢中有利织构能否充分形成· 在其他工艺参数相同的条件下，终轧温度决定着F钢的性能（表5）·F钢热轧时，终 轧温度应略高于A加，线；在接近A山r3线的温度区域中终轧，可增加析出物粒子尺寸，细化铁素 体晶粒，从而使F钢有较好的成型性能， 表4退火温度对r值的影响 表5终轧温度对，值的影响 Table 4 The effect of annealing temperature Table 5 The effect of finishing temperature on r value on r value 钢号 r 退火条件 钢号FRT/℃ε，%FT/℃CT/℃e,%AT/℃r 2.109 810℃，90s 01 01-11150 80 870 700 83.2 8102.11 2.040 780℃，90s 01-21150 80 900 700 82.58101.96 2 2.088 830℃，90s FRT:板坏加热温度，：热轧压下率，FT:终轧温度， 1.991 800℃，90s CT:卷取温度，ε，：冷轧压下率，AT:退火温度 适宜的卷取温度范围是：700~750℃.钢中合金化元素量少时，从减轻钢板表面氧化 铁皮，提高酸洗效率的观点出发，卷取温度以700℃左右为宜：钢中合金化元素量多时， 卷取温度以750℃左右为宜.因为卷取温度的提高，可以促使析出的细小碳、氮化物粒聚 集、粗化，有利于良好成型性能的获得， 3结论 (1)当Ti+Nb-IF钢中的C.N≤0.005%，且(Ti+Nb)/(C+N)=1.5at%~3.5at%时， TR<800℃. (2)复合加Ti、Nb的F钢适宜的生产工艺为：终轧温度：900℃左右，卷取温度： 700~750℃，冷轧压下率：≥80%，退火温度：800℃左右. 致谢：实验工作得到了武汉钢铁公司钢研所陈花楊高工、凤佩华工程师以及首钢清河冶金研究所陈其安博士的大力 帮助，在此致以深深的谢意· (下转第161页)
第 期 赵辉等 热镀锌 钢基板 的实验研究 · · 对新 型 正 钢 而 言 ， 碳 、 氮 含 量 在 一 间变化 时 ， 加 人 适 量 的 合 金 化 元 素 ， 采 用 适宜 的热轧 、 冷 轧及 连续退 火工艺 制度 都 可 生 产 出成 型 性 能 良好 的 钢 但 随着 碳 、 氮含量 升高 ， 钢 中所需 的微合金 化元 素量 也相 应增加 ， 这 不 仅 使 正 钢 成 本 上 升 ， 而 且 也 给工 业化 生产带来许多 不便 钢 中合金 化元 素量 对 钢 的性 能起着 决定 性 的作 用 ， 一 般要 求钢 中 、 的添加 量 应 足够使碳 、 氮原子完 全析 出 ， 从而 使有利织 构充分形 成 钢 中 、 量 少 时 ， 钢 的性 能 会受到 损 害 ， 如 钢 反 之 ， 、 量 也不宜过多 ， 否 则不仅增加 生产成本 ， 而 且 还 使 得 工 业生产 中的许多工 艺 条件难 以 实现 工艺参数对性能 的影 响 、 钢在 不 同的温 度条件 下退 火 表 时 ， 随退 火 温 度 升 高 ， 值 增 大 退 火 温 度 对 钢优异 成型 性 能 的获得起着重要 的作用 ， 它 关 系到 钢 中有 利织 构 能否 充分形成 在其他工艺 参数相 同的条件下 ， 终轧温度 决定 着 钢 的性 能 表 钢 热 轧 时 ， 终 轧温度 应略高于 ， 线 在接 近 。 线 的温度 区域 中终轧 ， 可增加析 出物 粒子尺寸 ， 细化铁素 体晶粒 ， 从而使 钢有较好 的成型性 能 表 油 阮 触 退火温度对 值 的影 响 丘 即口川吨 七 碑 口 拍血比 表 终轧温度对 值的影 响 众 飞巴 曰 比 睑抓嗯 忱 碑 代 、川搜 钢号 退火条件 ℃ ， 卯 ℃ ， 卯 ℃ ， 卯 ℃ ， 卯 钢号 ℃ 一 功 一 功 。 ， ℃ ℃ ￡ ， ℃ 田 《渊 即 姗 一 男 竺 板坯加 热温度 ， 。 ， 热轧压下 率 ， 终 轧温度 ， 卷取 温 度 ， 。 冷轧压下 率 ， 退火温度 适 宜 的卷取温 度 范 围是 一 ℃ 钢 中合 金 化 元 素 量 少 时 ， 从 减 轻 钢 板 表 面 氧 化 铁皮 ， 提 高酸洗 效 率 的 观 点 出发 ， 卷 取 温 度 以 ℃ 左 右 为 宜 钢 中合 金 化 元 素量 多 时 ， 卷取温度 以 ℃ 左 右 为宜 因为卷取 温度 的提 高 ， 可 以 促 使 析 出 的 细 小 碳 、 氮 化 物 粒 聚 集 、 粗化 ， 有 利 于 良好成 型性 能 的获得 结 论 当 〕一 钢 中 的 、 蕊 ， 且 一 时 ， 几 ℃ 复 合 加 、 的 钢 适 宜 的 生 产 工 艺 为 终 轧 温 度 ℃ 左 右 ， 卷 取 温 度 ℃ ， 冷轧压下率 ， 退 火温 度 ℃ 左右 致谢 实验工 作得到 了武汉 钢铁公 司钢研所 陈乾惕 高工 、 帮助 ， 在 此致以深深的谢意 凤佩 华工 程 师以及 首钢清河冶金研究所 陈其 安 博 士 的 大 力 下 转 第 一 页
第2期 郑宝龙等：滚模拉拔异型丝新工艺 .161· 3 结论 (1)二连式滚模拉拔异型丝新工艺适合粗道次拉拔，提供异型毛坯，具有拉拔力低， 延伸大，变形均匀等特点，合适的孔型系统是菱一方孔型系统， (2)菱孔设计时，高度应略小于成品的宽度，宽度稍大于原料直径，侧壁角在35°附近. (3)二连式滚模拉拔方形丝，两道次变形量的分配对拉拔力和成型性影响较大·当两 次延伸率基本相等时拉拔力较低，成型性较好， 参考文献 1 Zygmunt Steininger.Forming Possibilities in the Production Wire.Wire World International,1984,26: 249-252 2郑宝龙.二连式滚模拉拔异型丝的实验研究：【硕士论文】.北京科技大学压力加工系，1990 3永井博司.Theoretical Analysis and Practical Use of Roller Dies in Cold Drawing.塑性上加工， 1984,279(25):324~328 4 Isao Gokyu.Studies on Roller Dies for Wire Drawing.The wire Industry,1968,(12):1053~1057 8888838388888383883883883883883863868388838663886636388383888363688886388863a6363863868888383%663838838388683828B (上接第157页) 参考文献 1王先进，崔德里，唐获，超深冲无间隙原子钢的进展.钢铁，190,25(6)：61~65 2 Hulka K.Stand der Entwicklung und Anwendung von IF Stahlen.Stahl und Eisen,1990,(9):65~68 3 Tsunoyama K,et al.Development of Extra-deep Drawing Cold-Rolled Sheet Steels for Integrated Automotive Parts.Kawasaki Steel Technical Report,1991,(4):84~9 4赵辉，在线连续退火下F钢热镀锌板的实验研究：【硕士论文】.北京科技大学，191
第 期 郑宝龙等 滚模拉拔异型 丝新工艺 结 论 二连式滚模 拉 拔 异 型 丝 新 工 艺 适 合 粗道 次 拉 拔 ， 提供异 型 毛 坯 ， 具 有 拉 拔 力 低 ， 延 伸大 ， 变形 均 匀等特点 ， 合适 的孔 型 系 统是菱一方孔 型 系 统 菱孔 设计时 ， 高度应略小于成 品 的 宽度 ， 宽度稍大于原 料直径 ， 侧壁 角 在 附近 二连式滚模拉拔方形 丝 ， 两道 次变形 量 的分 配 对 拉 拔 力 和 成 型 性 影 响 较大 当两 次延伸率基本相等时拉拔力较低 ， 成型性较好 参 考 文 献 鞠卿朋 罗 璐 正比 此 伐心 改沁 证 此 认勺 把 坦由 ， ， 乃 郑宝龙 二连式滚模拉拔异型丝 的实验研究 硕士论文 北京科技大学压力加工 系 ， 别〕 永井博 司 洲 阳比次川 儿川” 田记 以 汀 蜘 份 塑性 七加工 ， 货抖 ， 一 】由。 治 七 诩 ， 飞巴 诩 记璐仰 ， 臾沼 ， 一 上 接 第 页 参 考 文 献 王先进 ， 崔德 里 ， 唐荻 超深冲无 间隙原子钢的进展 钢铁 ， 熨灭 ， 一 浏 加 丽 训 坦堪 灿 加山 讹 ， 男 ， 一 肠即班田坦 ， 短记 沈 习 一 伪 一 」 釜兄 吹坛 唤尹囚 刘 幻石 七 五绷侣止 让℃ 不戈 倒 ， 卯 ， 一 卯 赵辉 在线连续退火下 钢热镀锌板 的实验研究 硕士论文 北京科技大学 ， 卯