第11期 霍向东等：卷取温度对Ti微合金化高强钢力学性能的影响机理 .1473· 要的强化方式之一，近年来在高强钢的开发过程中 1 材料和实验方法 微合金化元素T受到青睐1-).珠江钢铁有限责 珠钢薄板坯连铸连轧生产线如图1所示.电炉 任公司在薄板坯连铸连轧生产线上成功研发了成分 炼钢、精炼后的合格钢水，经CSP连铸后凝固形成 为0.05C-1.5Mn-0.12Ti(质量分数，%)，屈服强度超 厚度为5060mm的薄板坯.与采用冷装工艺的厚 过700MPa的铁素体钢，纳米尺寸TiC具有显著的 板坯不同，薄板坯并没有经过冷却到室温再二次加 沉淀强化效果-).珠钢采用电弧炉-紧凑式带钢 热的过程，而是在温度为1423K的均热炉中保温 生产(EAF-CSP)生产流程，其工艺流程如下：原材 约20min后直接进入六机架精轧机组，热轧后的 料→电炉炼钢一钢包精炼一薄板坯连铸→均热 带钢在输出辊道上层流冷却，然后卷取成材. →热连轧→层流冷却→卷取，其中卷取是重要的 为了排除其他因素的干扰，针对研究卷取温度 工艺环节.在生产过程中发现，卷取温度对高强钢 对高强钢组织和性能的影响，在生产现场设计了专 的力学性能，尤其是屈服强度有着显著影响. 门实验.厚度均为4.5mm的两卷带钢A和B由同 一炉钢水生产，化学成分如表1所示，仅改变卷取 本文在同样的化学成分和生产工艺条件下，采 温度，其他工艺参数不变，入炉温度、出炉温度和 用不同的卷取温度生产T微合金化高强钢，结合 终轧温度分别为950、1130和900℃，连轧过程中采 力学性能测试结果，运用光学显微镜、电子显微术 用相同的道次变形量.通过改变层流冷却的水量和 等手段研究了钢中组织和析出物，分析了卷取温度 冷却方式控制卷取温度，其中A钢设定为630℃，B 影响Ti微合金化高强钢力学性能的机理. 钢设定为580℃. 钢包 中间包 除鳞机 热带轧机 CSP结品器 冷却线 卷取机 均热炉 画画丽融 图1CSP工艺流程示意图 Fig.1 Schematic diagram of CSP process 表1实验钢的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of experimental steel 鲁 C Si Mn P Cu Ni Cr As Sn Ti N 0.055 0.26 1.055 0.005 0.002 0.25 0.188 0.537 0.0130.012 0.112 0.007 从热轧带钢上取样，进行拉伸试验，得到室温 带钢上切取薄片，磨到5080m厚度，冲成直径 下的屈服强度、抗拉强度和延伸率；并在室温和 为3mm的试样，经离子减薄后，在JEM-2100TEM -20℃条件下进行冲击实验，测试冲击功，测量韧 透射电镜200kV条件下分析钢中微观结构. 性断面面积. 2实验结果 将试样磨平、抛光，经2%硝酸酒精侵蚀后置于 2.1力学性能 LEICA DM2500M光学显微镜和JSM-7001F场发 不同卷取温度下Ti微合金化高强钢的力学性 射扫描电镜下观察.用线切割机从厚度3mm热轧 能在表2中给出. 表2实验钢的卷取温度和力学性能 Table 2 Coiling temperature and mechanical properties of experimental steel 编号 卷取温度/℃ 横向 -20℃冲击性能 设定 实际 屈服强度/MPa抗拉强度/MPa 延伸/%屈强比厚度/mm 冲击功/小 韧性断面/% A630 625 795 860 23.5 0.92 3.3 11.7 12 B580 579 590 730 25.0 0.81 3.3 41.0 92第 11 期 霍向东等：卷取温度对 Ti 微合金化高强钢力学性能的影响机理 1473 ·· 要的强化方式之一，近年来在高强钢的开发过程中 微合金化元素 Ti 受到青睐 [1−3] . 珠江钢铁有限责 任公司在薄板坯连铸连轧生产线上成功研发了成分 为 0.05C-1.5Mn-0.12Ti (质量分数，%)，屈服强度超 过 700 MPa 的铁素体钢，纳米尺寸 TiC 具有显著的 沉淀强化效果 [4−5] . 珠钢采用电弧炉 – 紧凑式带钢 生产 (EAF-CSP) 生产流程，其工艺流程如下：原材 料 → 电炉炼钢 → 钢包精炼 → 薄板坯连铸 → 均热 → 热连轧 → 层流冷却 → 卷取，其中卷取是重要的 工艺环节. 在生产过程中发现，卷取温度对高强钢 的力学性能，尤其是屈服强度有着显著影响. 本文在同样的化学成分和生产工艺条件下，采 用不同的卷取温度生产 Ti 微合金化高强钢，结合 力学性能测试结果，运用光学显微镜、电子显微术 等手段研究了钢中组织和析出物，分析了卷取温度 影响 Ti 微合金化高强钢力学性能的机理. 1 材料和实验方法 珠钢薄板坯连铸连轧生产线如图 1 所示. 电炉 炼钢、精炼后的合格钢水，经 CSP 连铸后凝固形成 厚度为 50∼60 mm 的薄板坯. 与采用冷装工艺的厚 板坯不同，薄板坯并没有经过冷却到室温再二次加 热的过程，而是在温度为 1423 K 的均热炉中保温 约 20 min 后直接进入六机架精轧机组，热轧后的 带钢在输出辊道上层流冷却，然后卷取成材. 为了排除其他因素的干扰，针对研究卷取温度 对高强钢组织和性能的影响，在生产现场设计了专 门实验. 厚度均为 4.5 mm 的两卷带钢 A 和 B 由同 一炉钢水生产，化学成分如表 1 所示，仅改变卷取 温度，其他工艺参数不变，入炉温度、出炉温度和 终轧温度分别为 950、1130 和 900 ℃，连轧过程中采 用相同的道次变形量. 通过改变层流冷却的水量和 冷却方式控制卷取温度，其中 A钢设定为630 ℃，B 钢设定为580 ℃. 图 1 CSP 工艺流程示意图 Fig.1 Schematic diagram of CSP process 表 1 实验钢的化学成分 (质量分数) Table 1 Chemical composition of experimental steel % C Si Mn S P Cu Ni Cr As Sn Ti N 0.055 0.26 1.055 0.005 0.002 0.25 0.188 0.537 0.013 0.012 0.112 0.007 从热轧带钢上取样，进行拉伸试验，得到室温 下的屈服强度、抗拉强度和延伸率；并在室温和 –20 ℃条件下进行冲击实验，测试冲击功，测量韧 性断面面积. 将试样磨平、抛光，经 2%硝酸酒精侵蚀后置于 LEICA DM 2500M 光学显微镜和 JSM-7001F 场发 射扫描电镜下观察. 用线切割机从厚度 3 mm 热轧 带钢上切取薄片，磨到 50∼80 µm 厚度，冲成直径 为 3 mm 的试样，经离子减薄后，在 JEM-2100 TEM 透射电镜 200 kV 条件下分析钢中微观结构. 2 实验结果 2.1 力学性能 不同卷取温度下 Ti 微合金化高强钢的力学性 能在表 2 中给出. 表 2 实验钢的卷取温度和力学性能 Table 2 Coiling temperature and mechanical properties of experimental steel 编号 卷取温度/℃ 横向 –20 ℃冲击性能 设定 实际 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸/% 屈强比 厚度/mm 冲击功/J 韧性断面/% A 630 625 795 860 23.5 0.92 3.3 11.7 12 B 580 579 590 730 25.0 0.81 3.3 41.0 92