深冲板St15再结晶退火过程织构演变.pdf_大学文库

0I:10.13374/i.issm1001-053x.2005.01.015 第27卷第1期北京科技大学学报 VoL.27 No.1 2005年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2005 深冲板St15再结晶退火过程织构演变孙景宏”刘雅政》周乐育》屠永刚》佟强)郭燕昌) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)本溪钢铁（集团）公司技术中心，本溪117000 摘要运用电子背散射花样技术(EBSP)对本钢深冲板St15再结晶退火过程中的织构演变规律进行了研究.当加热速率为30℃h时，深冲板St15再结晶开始温度在560℃左右，再结晶完成时间约为2h,最强织构组分为{100}.随着温度的升高，深冲板St15的Y纤维织构，尤其是{111}织构有所增强.当保温温度为700℃，随保温时间延长，深冲板St15的 {111}织构明显增强，4h后{111}织构开始逐渐增强，到13h时，获得理想的退火织构，关键词深冲板：织构：再结晶退火：EBSP 分类号TG142.1 材料性能由其化学成分和组织结构所决定， (2)将试样加热到700℃，依次保温1,2,4,6，而其组织结构则取决于材料的生产工艺和加工 8,10,13h,而后空冷至室温. 条件，深冲板所要求的良好成形性能，是由理想再结晶退火工艺如图1所示. 的退火织构，即强的Y纤维织构和弱的{100} 对退火后的试样使用显微硬度计进行显微织构所保证的，.在微碳铝镇静钢深冲板硬度测定，以研究再结晶规律.将试样剪切成20 St15生产过程中，再结晶退火是较关键的一个工 mm×15mm的矩形块，测定距离表面1/4厚度处艺环节.St15在退火过程中经历了回复、再结晶板平面的微区织构，以研究在退火升温过程中以和晶粒长大三个过程，各个过程的织构演变影及在恒温条件下，随着保温时间延长试样的织构响着成品板的性能.因此，研究深冲板退火过程演变规律.织构测定实验在本钢技术中心完成，中的再结晶规律和织构演变规律对深冲板生产实验设备是Link Opal EBSP扫描电镜. 有重要意义， 800 30℃h 600 1实验材料及实验过程 400 出炉空冷 1.1实验材料 200 80℃h 实验材料取用本钢St15冷轧板，其成分（质 (@)再结晶退火升温过程量分数)为：C,0.008%:Si,0.01%;Mn,0.24%;P, 0 10 152025 30 0.005%:S,0.007%:A1s,0.01%. 时间h 1.2实验过程 800 本实验在北京科技大学的SX2-413型箱式 30℃/h 600 电阻炉中进行.将St15冷轧板切成60mm×70mm 的小块装入炉中，按照以下设定的再结晶退火工明 400 出炉空冷 80℃h 艺进行实验， 200 (1)将试样分别加热到500,560,620,680,700， (b)700℃恒温过程 0 720,750℃，而后立即空冷至室温. 0 5 1015202530 收稿日期：20040408修回日期：200409-06 时间h 基金项目：教育部博士学科点专项资助项目No.20020008011) 图1再结晶退火工艺作者简介：孙景宏(1968一)，男，副教授，博士 Fig.1 Recrystallization annealing technique

第卷第期年月北京科技大学学报 “ 深冲板再结晶退火过程织构演变孙景宏 ” 刘雅政 ” 周乐育 ” 屠永刚 ” 俘强 ” 郭燕昌北京科技大学材料科学与工程学院，北京本溪钢铁集团公司技术中心，本溪摘要运用电子背散射花样技术对本钢深冲板巧再结晶退火过程中的织构演变规律进行了研究当加热速率为 ℃ 小时，深冲板巧再结晶开始温度在 ℃ 左右，再结晶完成时间约为，最强织构组分为叮随着温度的升高，深冲板的纤维织构，尤其是夏织构有所增强当保温温度为 ℃ ，随保温时间延长，深冲板巧的川卜织构明显增强，后川织构开始逐渐增强，到时，获得理想的退火织构关键词深冲板织构再结晶退火分类号 ‘ ︸一侧、蝎材料性能由其化学成分和组织结构所决定，而其组织结构则取决于材料的生产工艺和加工条件深冲板所要求的良好成形性能，是由理想的退火织构，即强的纤维织构和弱的织构所保证的【卜习在微碳铝镇静钢深冲板巧生产过程中，再结晶退火是较关键的一个工艺环节巧在退火过程中经历了回复、再结晶和晶粒长大三个过程 “ ，，各个过程的织构演变影响着成品板的性能因此，研究深冲板退火过程中的再结晶规律和织构演变规律对深冲板生产有重要意义将试样加热到，依次保温，，，，，，，而后空冷至室温再结晶退火工艺如图所示对退火后的试样使用显微硬度计进行显微硬度测定，以研究再结晶规律将试样剪切成们的矩形块，测定距离表面厚度处板平面的微区织构，以研究在退火升温过程中以及在恒温条件下，随着保温时间延长试样的织构演变规律织构测定实验在本钢技术中心完成，实验设备是扫描电镜实验材料及实验过程实验材料实验材料取用本钢巧冷轧板，其成分质量分数为，，，，，，实验过程本实验在北京科技大学的型箱式电阻炉中进行将巧冷轧板切成们。的小块装入炉中，按照以下设定的再结晶退火工艺进行实验将试样分别加热到，，，，，， ℃ ，而后立即空冷至室温收稿日期刃礴刁修回日期刁司基金项目教育部博士学科点专项资助项目加作者简介孙景宏一，男，副教授，博士祥众冷再结晶退火升温琪程时间爪带爪藕产恒温过程，﹃‘ 侧、明时间爪图再结晶退火工艺】】血血 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．01．015

●62- 北京科技大学学报 2005年第1期 2实验结果及分析析了深冲板St15再结晶退火过程中织构的变化，从图4反极图上晶粒取向的分布可以看到， 2.1再结晶退火过程中硬度的变化规律当温度升高到620℃，再结晶基本完成时，再结晶 St15冷轧板在退火升温过程中的显微硬度织构的最强织构组分为{100}，此外还有较变化如图2所示. 弱的{112}和{111}织构，与理想的退从图2可以看出：当温度高于560℃，显微硬火织构相比有较大差别阿，度值开始快速下降，说明此时钢板开始发生再结晶：在560和620℃之间，显徽硬度值下降很快， A[1111 (a)法向 b)轧向 [111] 说明该温度范围内再结晶进行激烈，再结晶晶粒大量形核并长大；当温度超过620℃以后，曲线比较平稳随着温度的继续升高，硬度值下降不大，此时钢板内的形变组织已基本消除，晶粒已完全 [001] [101] [001] [101] 再结晶.因此，在本实验条件下，深冲板St15开始图4退火升温过程中620℃时再结晶织构的反极图再结晶温度在560℃左右，再结晶完成时间约为 Fig.4 Inverse pole figures of recrystallization texture at 2h. 620C during annealing of heating St15冷轧板在700℃恒温退火过程中的显微图5显示了升温到700℃和750℃织构p2=45 硬度值变化如图3所示.从图3可以看出，在 ODP截面图.到700℃时，Y纤维织构，尤其是 700℃退火保温过程中，显微硬度值减小并不明 (111}织构有所增强，同时还存在强的显：当保温时间超过8h,随着保温时间的继续延 {100},{114}和{112}织构，即a 长，显微硬度值基本不变，由此可以看出，St15在纤维织构依旧明显.到750℃时，{111} 退火保温的过程中，仅进行了晶粒长大过程织构略有增强，但增幅不大，而{100}， 200 {114}和{112}织构则明显减弱. 从620,700,750℃的织构表现来看，在St15冷 120 轧板退火升温过程中，随着温度的升高，Y纤维据80 织构，主要是{111}织构逐渐增强，但并不 40 明显，而在较高温度下，α纤维织构的其他取向， 500 550 600650 如{112}，{114}和{100}织构会 700750 温度/℃ 明显减弱. 图2退火升温过程中不同温度时显微硬度变化从图6可以看出，当退火保温时间达到4h Fig.2 Microhardness change at different temperature dur- 时，{111}织构明显增强，而{111}织构 ing annealing of heating 无明显变化，{112}和{114)织构明显 200 减弱，仍保留了较强的{100}织构.到8h 160 时，{111}110>织构进一步增强，{111}织构细120 也逐渐增强，其余织构组分强度变化不大，当保 0 温时间达到13h时，{111}织构逐渐增强，而以40 {100}织构明显减弱，从而得到了较为理想的Y纤维织构 0 2 46810 1214 从700℃恒温退火过程有利织构的演变来保温时间h 看，保温初期，{111织构迅速增强，而圉3700℃恒温退火过程显微硬度变化 Fig.3 Microhardness change during annealing at a hold- {111}织构基本没有变化；退火保温中期， ing temperature of 700C {111110>和{111}织构均有所增强：到了后期，{111}织构强度逐渐增至与 2.2再结晶退火过程中织构的变化规律 {111}织构基本一致. 利用EBSP对St15冷轧板退火升温过程和结合上述分析可见，最终的退火织构是由再 700℃恒温退火过程的试样进行了织构测定，分结晶织构经过晶粒长大过程获得的阿.在晶粒长

欣北京科技大学学报年第期实验结果及分析再结晶退火过程中硬度的变化规律巧冷轧板在退火升温过程中的显微硬度变化如图所示从图可以看出当温度高于 ℃ ，显微硬度值开始快速下降，说明此时钢板开始发生再结晶在和 ℃ 之间，显微硬度值下降很快，说明该温度范围内再结晶进行激烈，再结晶晶粒大量形核并长大当温度超过 ℃ 以后，曲线比较平稳随着温度的继续升高，硬度值下降不大，此时钢板内的形变组织已基本消除，晶粒已完全再结晶因此，在本实验条件下，深冲板开始再结晶温度在 ℃ 左右，再结晶完成时间约为巧冷轧板在 ℃ 恒温退火过程中的显微硬度值变化如图所示从图可以看出，在 ℃ 退火保温过程中，显微硬度值减小并不明显当保温时间超过，随着保温时间的继续延长，显微硬度值基本不变由此可以看出，巧在退火保温的过程中，仅进行了晶粒长大过程析了深冲板再结晶退火过程中织构的变化从图反极图上晶粒取向的分布可以看到，当温度升高到 ℃ ，再结晶基本完成时，再结晶织构的最强织构组分为，此外还有较弱的和织构，与理想的退火织构相比有较大差别，，恻侧写鹅叫国补〕火一一温度 ℃ 图退火升温过程中不同温度时显徽硬度变化嗯 · 廿比加血一一一一一－一一一侧划圈彭叫主保温时间小图 ℃ 恒温退火过程显徽硬度变化功，再结晶退火过程中织构的变化规律利用对巧冷轧板退火升温过程和 ℃ 恒温退火过程的试样进行了织构测定，分图退火升温过程中 ‘ ℃ 时再结晶织构的反极图玩花概叮，加】】祖舫代 ℃ 图显示了升温到 ℃ 和 ℃ 织构截面图到 ℃ 时，丫纤维织构，尤其是川卜织构有所增强，同时还存在强的卜，和卜织构，即纤维织构依旧明显到 ℃ 时，办织构略有增强，但增幅不大，而，和毛织构则明显减弱从，， ℃ 的织构表现来看，在冷轧板退火升温过程中，随着温度的升高，丫纤维织构，主要是卜织构逐渐增强，但并不明显，而在较高温度下，纤维织构的其他取向，如，卜和织构会明显减弱从图可以看出，当退火保温时间达到时，织构明显增强，而织构无明显变化，和织构明显减弱，仍保留了较强的织构到时，织构进一步增强，织构也逐渐增强，其余织构组分强度变化不大当保温时间达到时，卜织构逐渐增强，而织构明显减弱，从而得到了较为理想的丫纤维织构从 ℃ 恒温退火过程有利织构的演变来看，保温初期，织构迅速增强，而织构基本没有变化退火保温中期，川和卜织构均有所增强到后期，织构强度逐渐增至与卜织构基本一致结合上述分析可见，最终的退火织构是由再结晶织构经过晶粒长大过程获得的间在晶粒长

一孙景宏等深冲板再结晶退火过程织构演变二二知护、之夕嘴黝公喊蓬攀自获支飞宁聋垂塾羹几 …鹜鬓基 ℃ 图退火升温过程中不同温度下织构的截面图仲科 · 廿伸产丫庵洲《二》、二口丈套塾霏…国盏翟彝保温保温寥 ‘ 一 ‘ 于弓一一艰攀犷之夕忍巧眨声二润二纂尸一甲一一翼‘ 二之轰多箕遥尧少一、泛注保温保温图 ℃ 恒温退火过程中不同保温时间退火织构的截面图仲叫婚血比月触伸大过程中，除了系统平均晶粒尺寸逐渐增大外，随着不同织构组分晶粒的吞并长大，织构也在逐渐变化根据晶粒长大动力学公式 ’ ，系统平均晶粒尺寸天与长大时间呈抛物线形关系，而叮的理论值为因此，当长大时间超过一定限度后，平均晶粒尺寸不再有明显变化，从而使得织构趋于稳定从图可以观察到，当退火保温时间达到以后，显微硬度曲线变化的趋势平稳同时从图中显示出，有利织构随着保温时间的延长而明显增强因此，在保温的时间范围内，延长保温时间促进巧板的有利退火织构的发展由此可见，除了退火保温温度以外，保温时间对织构的发展同样是很重要的结论当加热速率为 ℃ 爪时，深冲板再结晶开始温度在 ℃ 左右，完成时间约为再结晶织构中织构最强，和织构较弱随着退火温度的升高，下纤维织构，主要是川织构增强，但并不明显，而纤维织构的其他取向明显减弱当保温温度是 ℃ 时，随保温时间延长，丫纤维织构逐渐增强，但增强趋势不断减缓先是毛卜取向逐渐增强，当保温时间超过后，取向开始明显聚集到，获得理想的退火织构

64 北京科技大学学报 2005年第1期 (4)除了退火保温温度以外，退火保温时间对 [4]毛卫民，赵新兵.金属的再结晶与品粒长大.北京：冶金工织构的发展同样也起重要作用，业出版社，1994 [5]Toth I S,Jonas JJ,Daniel D,et al.Development of ferrite rolling 参考文献 textures in low-and extra low-carbon steels.Metall Trans A, 1990,21A:2985 [)毛卫民，张新明.多晶体材料织构定量分析.北京：冶金工 [6]Samajcar I,Verlinden B,Wanhoutte P.Development of re- 业出版社，1995 crystallization texture in IF-steel:An effort to explain develop- [2]Inagaki H.Fundamental aspect of texture formation in low carbon ments in global texture from microtextural studies.Acta Mater, steel.ISLJ Int,1994,34(4):313 1998.46(8:2751 [3]Nagataki Y,Hosoya Y.Origin of the recrystallization texture for- [刀宋维锡，金属学.北京：冶金工业出版社，1989 mation in an interstitial free steel.ISIJ Int.1996,36(4):451 Texture evolution of deep-drawing sheet St15 during recrystallizaiton annealing SUN Jinghong,LIU Yazheng,ZHOU Leyu,TU Yonggang,TONG Qiang",GUO Yanchang 1)Materials Science and Enginecring School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Benxi Iron Steel (Group)Co.Ltd.,Benxi 117000,China ABSTRACT Electrical back scatter pattern(EBSP)was used to investigate the texture evolution rule of deep- drawing sheet St15 during recrystallization annealing.When the heating rate is 30'C/h,the recrystallization tempera- ture of deep-drawing sheet St15 is about 560'C,the recrystallization finishing time is nearly 2h,and the strongest component of the recrystallization texture is (1001.y fibre texture in St15,especially (1111,stren- gthens with incresing the annealing temperature.When the holding temperature is 700C,(111)texture in St15 strengthens with increasing the annealing time,and after holding for 4h {111)texture gradually.When the holding time reaches 13 h,a satisfied annealing texture is achieved. KEY WORDS deep-drawing sheet;texture;recrystallization annealing;EBSP;