第8期 乔立峰等：退火时间对含铌高强细晶F钢组织性能的影响 ·999- 向.出于对这些方面的综合考虑，开发新型且具有 我国1989年开始研制F钢，1995年宝钢F钢 较低的屈强比、较好的应变分布能力和较高的应 产量为6万多t2002年宝钢的F钢冶炼量超过 变硬化特性的冷轧高强细晶F钢已迫在眉 100万t实现了规模突破.目前，很多高校和钢铁公 睫Bs) 司开展了对高强度汽车板的开发B,如重庆大学、 以F钢为基础发展起来的深冲热镀锌F钢 东北大学、北京科技大学、宝钢和鞍钢等 板、深冲高强度烘烤硬化板等系列，已成为第3代汽 本文以传统高强F钢为基础设计了一种新型 车冲压钢板4刀.2001年日本神户钢铁公司研制出 的含铌高强细晶F钢.在实验室进行了热轧、冷轧 适用于驾驶室周围主要结构部件的590MPa以上 和模拟连续退火实验，对不同退火时间下高强细晶 级别的高强度钢板810.2004年，日本FE通过先 F钢组织性能的变化规律进行了研究 进的控制轧制与控制冷却技术开发出强度高达 1实验材料和方法 400MP的纳米级高强度钢板和440MPa的冷轧 SFG(super fine gmains)钢.2007年，日本FE通 11实验材料 过连续退火工艺，开发出强度高达440MPa的冷轧 本文采用电弧炉进行实验钢种的冶炼，实验钢 汽车外面板，并已经开始批量生产1以 的化学成分如表1所示. 表1实验钢的化学成分质量分数) Tab le 1 Chem ical camposition of the test steel 号 C Mn Si Nb N Ti B NbC原子比) 00030 168 0276 008 00092 00089 00052 00031 00013 376 12实验设备 镜中观察试样的微观形貌等 轧制实验在东北大学轧制技术及连轧自动化国 家重点实验室冷轧实验机组上进行.模拟退火工艺 2实验结果 实验在辽宁科技大学退火炉进行.轧后的钢板经退 21退火时间对高强细晶F钢显微形貌的影响 火后，分别在头、中和尾三处取纵向、横向板状拉伸 图1为实验钢在压下率80%、退火温度850℃， 试样，加工成标准试样进行拉伸实验，每种工艺条件 不同退火时间90.120.150.180和240s下获得的显 下的拉伸性能均取四个试样的平均值，测得基本力 微组织.图1(a)的再结晶没有进行完全，因此存在 学性能参数. 被拉长的铁素体晶粒，部分组织在轧制方向上呈纤 13实验工艺 维状，晶粒大小不均匀：图1(b)中细长晶粒有所减 钢锭首先加热到1150℃进行开坯，轧后坯料厚 少，晶粒大小仍不规则，存在一定量的饼形晶粒和再 度为30mm.开坯后的钢板经过五道次热轧到 结晶晶粒.图1(c)的晶粒形状基本上是均匀的等 4mm,在550℃卷取；冷轧压下率为80%，退火温度 轴状晶粒和饼形晶粒，说明再结晶充分，晶粒大小为 为850℃，退火时间分别为90.120150.180和 3~4m.图1(d)和(e)的晶粒形状基本相同，有个 300s然后以4℃·s的冷却速率冷却至室温 别的大晶粒较图1(c)大一些，说明晶粒已经开始长 14组织观察 大，晶粒大小为5~6m 从冷轧板中部切取金相试样，用XQ2B金相试 通过对不同保温时间的冷轧高强细晶F钢组 样镶嵌机把试样镶嵌好，依次在水砂纸和抛光布上 织特点的分析可以发现：当850℃退火时，随着退火 打磨抛光后，进行室温组织的浸蚀.用4%硝酸乙 时间的延长，铁素体晶粒尺寸逐渐增大，但增大幅度 醇溶液浸蚀抛光好的试样表面，在ZES$光学显微 较小；实验钢在150s时已经完全再结晶，且晶粒形 镜下观察试样的金相显微组织.在H800型透射电 状以等轴状为主，含有少量饼形晶粒.第 ８期 乔立峰等：退火时间对含铌高强细晶 ＩＦ钢组织性能的影响 向．出于对这些方面的综合考虑，开发新型且具有 较低的屈强比、较好的应变分布能力和较高的应 变硬 化 特 性 的 冷 轧 高 强 细 晶 ＩＦ钢 已 迫 在 眉 睫 ［３５］． 以 ＩＦ钢为基础发展起来的深冲热镀锌 ＩＦ钢 板、深冲高强度烘烤硬化板等系列，已成为第 ３代汽 车冲压钢板 ［４７］．２００１年日本神户钢铁公司研制出 适用于驾驶室周围主要结构部件的 ５９０ＭＰａ以上 级别的高强度钢板 ［８１０］．２００４年，日本 ＪＦＥ通过先 进的控制轧制与控制冷却技术开发出强度高达 ４００ＭＰａ的纳米级高强度钢板和 ４４０ＭＰａ的冷轧 ＳＦＧ（ｓｕｐｅｒｆｉｎｅｇｒａｉｎｓ）钢 ［７］．２００７年，日本 ＪＦＥ通 过连续退火工艺，开发出强度高达 ４４０ＭＰａ的冷轧 汽车外面板，并已经开始批量生产 ［１１１２］． 我国 １９８９年开始研制 ＩＦ钢，１９９５年宝钢 ＩＦ钢 产量为 ６万多 ｔ，２００２年宝钢的 ＩＦ钢冶炼量超过 １００万 ｔ，实现了规模突破．目前，很多高校和钢铁公 司开展了对高强度汽车板的开发 ［３４］，如重庆大学、 东北大学、北京科技大学、宝钢和鞍钢等． 本文以传统高强 ＩＦ钢为基础设计了一种新型 的含铌高强细晶 ＩＦ钢．在实验室进行了热轧、冷轧 和模拟连续退火实验，对不同退火时间下高强细晶 ＩＦ钢组织性能的变化规律进行了研究． １ 实验材料和方法 １１ 实验材料 本文采用电弧炉进行实验钢种的冶炼，实验钢 的化学成分如表 １所示． 表 １ 实验钢的化学成分（质量分数） Ｔａｂｌｅ１ Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｔｅｅｌ ％ Ｃ Ｍｎ Ｓｉ Ｎｂ Ｐ Ｓ Ｎ Ｔｉ Ｂ Ｎｂ／Ｃ（原子比） ０００３０ １６８ ０２７６ ００８ ０００９２ ０００８９ ０００５２ ０００３１ ０００１３ ３７６ １２ 实验设备 轧制实验在东北大学轧制技术及连轧自动化国 家重点实验室冷轧实验机组上进行．模拟退火工艺 实验在辽宁科技大学退火炉进行．轧后的钢板经退 火后，分别在头、中和尾三处取纵向、横向板状拉伸 试样，加工成标准试样进行拉伸实验，每种工艺条件 下的拉伸性能均取四个试样的平均值，测得基本力 学性能参数． １３ 实验工艺 钢锭首先加热到 １１５０℃进行开坯，轧后坯料厚 度为 ３０ｍｍ．开坯后的钢板经过五道次热轧到 ４ｍｍ，在 ５５０℃卷取；冷轧压下率为 ８０％，退火温度 为 ８５０℃，退火时间分别为 ９０、１２０、１５０、１８０和 ３００ｓ，然后以 ４℃·ｓ －１的冷却速率冷却至室温． １４ 组织观察 从冷轧板中部切取金相试样，用 ＸＱ ２Ｂ金相试 样镶嵌机把试样镶嵌好，依次在水砂纸和抛光布上 打磨抛光后，进行室温组织的浸蚀．用 ４％硝酸 乙 醇溶液浸蚀抛光好的试样表面，在 ＺＥＩＳＳ光学显微 镜下观察试样的金相显微组织．在 Ｈ８００型透射电 镜中观察试样的微观形貌等． ２ 实验结果 ２１ 退火时间对高强细晶 ＩＦ钢显微形貌的影响 图 １为实验钢在压下率 ８０％、退火温度 ８５０℃， 不同退火时间 ９０、１２０、１５０、１８０和 ２４０ｓ下获得的显 微组织．图 １（ａ）的再结晶没有进行完全，因此存在 被拉长的铁素体晶粒，部分组织在轧制方向上呈纤 维状，晶粒大小不均匀；图 １（ｂ）中细长晶粒有所减 少，晶粒大小仍不规则，存在一定量的饼形晶粒和再 结晶晶粒．图 １（ｃ）的晶粒形状基本上是均匀的等 轴状晶粒和饼形晶粒，说明再结晶充分，晶粒大小为 ３～４μｍ．图 １（ｄ）和（ｅ）的晶粒形状基本相同，有个 别的大晶粒较图 １（ｃ）大一些，说明晶粒已经开始长 大，晶粒大小为 ５～６μｍ． 通过对不同保温时间的冷轧高强细晶 ＩＦ钢组 织特点的分析可以发现：当 ８５０℃退火时，随着退火 时间的延长，铁素体晶粒尺寸逐渐增大，但增大幅度 较小；实验钢在 １５０ｓ时已经完全再结晶，且晶粒形 状以等轴状为主，含有少量饼形晶粒． ·９９９·