,1550, 北京科技大学学报 第32卷 2.4性能测定 强度和抗拉强度分别降低20MPa左右.成形性能 表2给出了不同退火升温制度对平整后成品冷 方面，n值变化不大，双台阶退火工艺下的值和A 轧带钢的性能影响，在力学性能方面，双台阶退火 均高于单台阶退火工艺，其中1试样的延伸率又相 工艺下两种试样的屈服强度和抗拉强度差别不大， 对较高，这符合从织构取向线上双台阶退火工艺所 屈服强度在110MPa左右，抗拉强度在270MPa左 显示出来的优势，但是双台阶退火的△值略高于单 右，与单台阶退火工艺相比，双台阶退火试样屈服 台阶退火的， 表2试样的性能检测结果 Table 2 Testng wsults of specmens 退火工艺 试样编号 △r R MPa R MPa Rel AP 双台阶 1萨 0.29 1.76 0.70 110.06 273.43 0.41 43.32 双台阶 0 0.29 1.76 0.73 110.24 270.43 0.41 42.09 单台阶 3 0.28 1.62 0.54 130.29 286.14 0.45 40.09 仅同退火后的织构有关，而且铁素体的晶粒尺寸、形 3讨论 貌和渗碳体的分布状态对深冲带钢的性能也有一定 比较冷轧和退火的织构取向分布函数变化可以 影响.一方面，在双台阶退火工艺下，试验钢的铁素 发现，退火织构在{001}(110和{112}(110处的 体晶粒尺寸相对较粗大，根据Hall Petch公式，随晶 取向分布密度均大幅度下降，说明在退火过程中，不 粒尺寸增大，材料的屈服强度将有所降低；另一方 仅消除了部分冷轧时的不利{001}(110织构，并且 面，在单台阶退火工艺下，试验钢的渗碳体析出较 {112(110有沿a取向线向111}(110转变的趋 多，主要沿轧制方向在晶界呈点链状分布，唐荻等 势，这与不同织构组分变形储能不同有关.不同取 研究得出，当深冲带钢中渗碳体析出量较多且呈 向晶粒储能有一定差别，〈110}晶粒储能最高， 细小的弥散态分布时，在加工变形过程中必然起阻 111人、{112和{001晶粒储能依次降低5，由于 碍位错滑移的作用，力学性能上表现为屈服强度增 变形储能是再结晶形核的驱动力，储能高的织构组 加，延伸率降低 分在再结晶过程中更容易优先形核，{111组分在 此外，双台阶工艺下的△值较高，这会导致板 冷轧织构中远强于其他组分，所以能在最终退火织 材在冲压过程中的制耳现象.分析对比两种退火工 构中占优势.{112}和{001}组分虽然在冷轧织构 艺的取向线发现，二者的Y织构基本相同，而α织 中很强，但由于形核太慢，因此容易被优先形核长大 构在{110}(110织构强度上有一定差别，双台阶退 的{111晶粒吞噬，最终在退火织构中减弱. 火工艺下{110(110织构有了一定的发展，而单台 双台阶退火工艺和单台阶退火工艺最显著的区 阶工艺下，该织构则趋于消失.Vie山和hiteley) 别在于，前者在低于再结晶温度某点设定了一个预 通过对铁单晶的研究表明，{110(001少织构对塑性 回复过程，而预回复过程对于组织的定向形核和选 应变比的影响特点是≈∞、s≈0.30≈∞，而 择生长有重要影响，双台阶退火工艺设置的预回复 {110(110的影响特点与{110(001关于0=45° 过程，试样所含的形变储能比无预回复处理的样品 对称.可以看出，{110}(110织构对深冲板塑性应 低，结果导致随后再结晶阶段所利用的形变储能少， 变比的影响特点是或0偏大，但很小，所以导 间接增大了组织内部的临界形核尺寸，从而需要更 致△偏大. 高的温度或者更长的时间才能达到退火的预期效 综上所述，退火加热制度对深冲带钢性能的影 果7].当再结晶和晶粒长大之前有足够的回复发 响是多方面的，包括织构、铁素体晶粒尺寸和渗碳体 生时，《110}、{111}和《112这些组分区域将消耗形 的分布状态，而各影响因素的作用也是复杂的，在 变储能，并在这些区域里优先形核，不利取向组分， 实际生产中，应当对各生产阶段的工艺参数进行合 如《001，由于区域储存能较小，临界形核尺寸较 理的匹配，以实现高品质深冲带钢生产工艺的柔性 大，因此在形核的初期受到了很大的抑制 控制，达到成本、效率和效益的最大化 在性能方面，双台阶退火工艺下实验钢的力学 性能和成形性能都要优于单台阶退火工艺的，从本 4结论 文的试验结果和分析可见，低碳深冲带钢的性能不 (1)双台阶退火过程中，由于存在预回复过程，北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 2∙4 性能测定 表 2给出了不同退火升温制度对平整后成品冷 轧带钢的性能影响．在力学性能方面‚双台阶退火 工艺下两种试样的屈服强度和抗拉强度差别不大‚ 屈服强度在 110ＭＰａ左右‚抗拉强度在 270ＭＰａ左 右．与单台阶退火工艺相比‚双台阶退火试样屈服 强度和抗拉强度分别降低 20ＭＰａ左右．成形性能 方面‚ｎ值变化不大‚双台阶退火工艺下的 ｒｍ值和 Ａ 均高于单台阶退火工艺‚其中 1 ＃试样的延伸率又相 对较高‚这符合从织构取向线上双台阶退火工艺所 显示出来的优势‚但是双台阶退火的 Δｒ值略高于单 台阶退火的． 表 2 试样的性能检测结果 Ｔａｂｌｅ2 Ｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ 退火工艺 试样编号 ｎ ｒｍ Δｒ Ｒｅｌ／ＭＰａ Ｒｍ／ＭＰａ Ｒｅｌ／Ｒｍ Ａ／％ 双台阶 1＃ 0∙29 1∙76 0∙70 110∙06 273∙43 0∙41 43∙32 双台阶 2＃ 0∙29 1∙76 0∙73 110∙24 270∙43 0∙41 42∙09 单台阶 3＃ 0∙28 1∙62 0∙54 130∙29 286∙14 0∙45 40∙09 3 讨论 比较冷轧和退火的织构取向分布函数变化可以 发现‚退火织构在｛001｝〈110〉和｛112｝〈110〉处的 取向分布密度均大幅度下降‚说明在退火过程中‚不 仅消除了部分冷轧时的不利｛001｝〈110〉织构‚并且 ｛112｝〈110〉有沿 α取向线向｛111｝〈110〉转变的趋 势‚这与不同织构组分变形储能不同有关．不同取 向晶粒储能有一定差别‚｛110｝晶粒储能最高‚ ｛111｝、｛112｝和｛001｝晶粒储能依次降低 ［5--6］‚由于 变形储能是再结晶形核的驱动力‚储能高的织构组 分在再结晶过程中更容易优先形核‚｛111｝组分在 冷轧织构中远强于其他组分‚所以能在最终退火织 构中占优势．｛112｝和｛001｝组分虽然在冷轧织构 中很强‚但由于形核太慢‚因此容易被优先形核长大 的｛111｝晶粒吞噬‚最终在退火织构中减弱． 双台阶退火工艺和单台阶退火工艺最显著的区 别在于‚前者在低于再结晶温度某点设定了一个预 回复过程‚而预回复过程对于组织的定向形核和选 择生长有重要影响．双台阶退火工艺设置的预回复 过程‚试样所含的形变储能比无预回复处理的样品 低‚结果导致随后再结晶阶段所利用的形变储能少‚ 间接增大了组织内部的临界形核尺寸‚从而需要更 高的温度或者更长的时间才能达到退火的预期效 果 ［7--8］．当再结晶和晶粒长大之前有足够的回复发 生时‚｛110｝、｛111｝和｛112｝这些组分区域将消耗形 变储能‚并在这些区域里优先形核．不利取向组分‚ 如｛001｝‚由于区域储存能较小‚临界形核尺寸较 大‚因此在形核的初期受到了很大的抑制． 在性能方面‚双台阶退火工艺下实验钢的力学 性能和成形性能都要优于单台阶退火工艺的．从本 文的试验结果和分析可见‚低碳深冲带钢的性能不 仅同退火后的织构有关‚而且铁素体的晶粒尺寸、形 貌和渗碳体的分布状态对深冲带钢的性能也有一定 影响．一方面‚在双台阶退火工艺下‚试验钢的铁素 体晶粒尺寸相对较粗大‚根据 Ｈａｌｌ-Ｐｅｔｃｈ公式‚随晶 粒尺寸增大‚材料的屈服强度将有所降低；另一方 面‚在单台阶退火工艺下‚试验钢的渗碳体析出较 多‚主要沿轧制方向在晶界呈点链状分布．唐荻等 研究得出 ［9］‚当深冲带钢中渗碳体析出量较多且呈 细小的弥散态分布时‚在加工变形过程中必然起阻 碍位错滑移的作用‚力学性能上表现为屈服强度增 加‚延伸率降低． 此外‚双台阶工艺下的 Δｒ值较高‚这会导致板 材在冲压过程中的制耳现象．分析对比两种退火工 艺的取向线发现‚二者的 γ织构基本相同‚而 α织 构在｛110｝〈110〉织构强度上有一定差别‚双台阶退 火工艺下｛110｝〈110〉织构有了一定的发展‚而单台 阶工艺下‚该织构则趋于消失．Ｖｉｅｔｈ和Ｗｈｉｔｅｌｅｙ ［10］ 通过对铁单晶的研究表明‚｛110｝〈001〉织构对塑性 应变比的影响特点是 ｒ0≈∞、ｒ45≈0∙3、ｒ90≈∞‚而 ｛110｝〈110〉的影响特点与｛110｝〈001〉关于 θ＝45° 对称．可以看出‚｛110｝〈110〉织构对深冲板塑性应 变比的影响特点是 ｒ0或 ｒ90偏大‚但 ｒ45很小‚所以导 致 Δｒ偏大． 综上所述‚退火加热制度对深冲带钢性能的影 响是多方面的‚包括织构、铁素体晶粒尺寸和渗碳体 的分布状态‚而各影响因素的作用也是复杂的．在 实际生产中‚应当对各生产阶段的工艺参数进行合 理的匹配‚以实现高品质深冲带钢生产工艺的柔性 控制‚达到成本、效率和效益的最大化． 4 结论 （1）双台阶退火过程中‚由于存在预回复过程‚ ·1550·