·1018· 北京科技大学学报 第34卷 卷取 1实验材料及方法 热轧后的试样经预磨、抛光后，在4%硝酸酒精 1.1实验材料 溶液中侵蚀，用Polvar-一Met金相显微镜观察试样变 实验采用某钢铁企业新开发钢的铸坯，化学成 形区域的侧表面.再利用碳复型法，将己腐蚀试样 分见表1. 放置在真空中喷碳，控制碳膜在10nm左右，脱膜清 表1实验钢的化学成分（质量分数） 洗并干燥后，在透射电镜下观察纳米级析出物圆 Table 1 Chemical composition of the tested steel 随后，将热轧试样冷轧至1.5mm,冷轧压下率为 Si Mn P S Ni Ca Als 66%,在720℃进行罩式炉退火，出炉后对与轧制面 0.0070.0100.200.0080.0050.010.00390.042 平行的面进行打磨、抛光，获得良好的表面，并用 8%硝酸酒精溶液侵蚀5in左右除去应力后，采用 1.2实验方法 CuK.辐射，在Bruker D8 Discovery型X射线衍射 本实验在模拟热加工过程中采用平面应变压缩 仪上测定织构，获得{110}、{200}和{211}三张不完 变形方式m,压头宽度为5mm,用Gleeble-1500试 整极图，然后计算出取向分布函数(ODF) 验机进行实验，试样尺寸为10mm×10mm×15mm 压缩方向为15mm方向，如图1所示. 2实验结果及分析 2.1对显微组织的影响 图2为不同卷曲温度条件下热模拟试样显微组 织.由图可见，铁素体晶粒都有较好的等轴性和均 匀性，并且在晶界处均有渗碳体析出.随着卷取温 度的降低，晶粒尺寸逐渐变小，760℃卷曲时的晶粒 明显大于550℃时卷曲时的晶粒.晶界处渗碳体量 随着卷曲温度的降低而减少，对晶粒度和渗碳体评 图1平面应变压缩压头 级，见表3. Fig.1 Die for plane strain compression test 表3不同卷取温度品粒度和渗碳体级别 实验的热模拟工艺参数与该钢铁企业热轧工艺 Table 3 Grain size and cementite levels at different coiling temperatures 参数一致，设定热轧模拟分5道次进行，前3个道次 卷取温度/℃ 品粒度级别 渗碳体级别 模拟粗轧，后2个道次模拟精轧，具体工艺见表2 760 6.5 1.5 680 7.0 1.0w1.5 表2轧制实验参数 Table 2 Parameters of rolling test 600 7.0 1.0~0.5 550 7.5 0.5 道次 工程应变/% 真应变/% 压下量/mm 1 35 43 5.25000 随着卷取温度的降低，晶粒度从6.5级变到 25 29 2.43750 7.5级，渗碳体级别也从1.5级降到了0.5级.渗碳 3 20 22 1.46250 体的存在不仅会影响超低碳钢的力学性能，而且随 4 15 16 0.87750 着渗碳体含量的增加，冷轧织构会减少，渗碳体周围 5 10 11 0.49725 的不均匀变形区在退火过程中优先形核，从而导致 应变速率/ 变形时间/ 降温速率/ 试样温度/ (mm's-1) 深冲钢退火织构的随机化，使钢的冲压性能降 us (℃s1) ℃ 1050000 1100 低.卷取温度越低，原子活动性越小，游离渗碳 5 487500 5 1050 体析出过程就越缓慢，析出的渗碳体就越细小弥散 o 146250 1000 因此，从控制热轧板晶粒度和渗碳体析出的角度来 20 43875 5 960 说，低温卷曲是有利的 30 16575 930 2.2对析出相的影响 图3为930℃终轧，不同卷取温度条件下，试样 终轧后的降温速度为20℃·s1,在温度分别降 纳米级析出相的透射电镜照片.不同卷曲温度热轧 低至760、680、600和550℃后，保温5min模拟 板中的纳米级析出相均为球状，随着卷取温度的降北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 1 实验材料及方法 1. 1 实验材料 实验采用某钢铁企业新开发钢的铸坯，化学成 分见表 1． 表 1 实验钢的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of the tested steel % C Si Mn P S Ni Ca Als 0. 007 0. 010 0. 20 0. 008 0. 005 0. 01 0. 003 9 0. 042 1. 2 实验方法 本实验在模拟热加工过程中采用平面应变压缩 变形方式［7］，压头宽度为 5 mm，用 Gleeble--1500 试 验机进行实验，试样尺寸为 10 mm × 10 mm × 15 mm， 压缩方向为 15 mm 方向，如图 1 所示． 图 1 平面应变压缩压头 Fig． 1 Die for plane strain compression test 实验的热模拟工艺参数与该钢铁企业热轧工艺 参数一致，设定热轧模拟分 5 道次进行，前 3 个道次 模拟粗轧，后 2 个道次模拟精轧，具体工艺见表 2． 表 2 轧制实验参数 Table 2 Parameters of rolling test 道次 工程应变/% 真应变/% 压下量/mm 1 35 43 5. 250 00 2 25 29 2. 437 50 3 20 22 1. 462 50 4 15 16 0. 877 50 5 10 11 0. 497 25 应变速率/ ( mm·s － 1 ) 变形时间/ μs 降温速率/ ( ℃·s － 1 ) 试样温度/ ℃ 5 1 050 000 5 1 100 5 487 500 5 1 050 10 146 250 5 1 000 20 43 875 5 960 30 16 575 5 930 终轧后的降温速度为 20 ℃·s － 1 ，在温度分别降 低至 760、680、600 和 550 ℃ 后，保 温 5 min 模 拟 卷取． 热轧后的试样经预磨、抛光后，在 4% 硝酸酒精 溶液中侵蚀，用 Polvar--Met 金相显微镜观察试样变 形区域的侧表面． 再利用碳复型法，将已腐蚀试样 放置在真空中喷碳，控制碳膜在 10 nm 左右，脱膜清 洗并干燥后，在透射电镜下观察纳米级析出物［8］． 随后，将热轧试样 冷 轧 至 1. 5 mm，冷 轧 压 下 率 为 66% ，在 720 ℃进行罩式炉退火，出炉后对与轧制面 平行的面进行打磨、抛光，获得良好的表面，并用 8% 硝酸酒精溶液侵蚀 5 min 左右除去应力后，采用 Cu K" 辐射，在 Bruker D8 Discovery 型 X 射线衍射 仪上测定织构，获得{ 110} 、{ 200} 和{ 211} 三张不完 整极图，然后计算出取向分布函数( ODF) ． 2 实验结果及分析 2. 1 对显微组织的影响 图 2 为不同卷曲温度条件下热模拟试样显微组 织． 由图可见，铁素体晶粒都有较好的等轴性和均 匀性，并且在晶界处均有渗碳体析出． 随着卷取温 度的降低，晶粒尺寸逐渐变小，760 ℃ 卷曲时的晶粒 明显大于 550 ℃时卷曲时的晶粒． 晶界处渗碳体量 随着卷曲温度的降低而减少，对晶粒度和渗碳体评 级，见表 3． 表 3 不同卷取温度晶粒度和渗碳体级别 Table 3 Grain size and cementite levels at different coiling temperatures 卷取温度/℃ 晶粒度级别 渗碳体级别 760 6. 5 1. 5 680 7. 0 1. 0 ～ 1. 5 600 7. 0 1. 0 ～ 0. 5 550 7. 5 0. 5 随着卷取温度的降低，晶粒度从 6. 5 级变到 7. 5 级，渗碳体级别也从 1. 5 级降到了 0. 5 级． 渗碳 体的存在不仅会影响超低碳钢的力学性能，而且随 着渗碳体含量的增加，冷轧织构会减少，渗碳体周围 的不均匀变形区在退火过程中优先形核，从而导致 深冲钢退火织构的随机化，使钢的冲压性能降 低［9--10］． 卷取温度越低，原子活动性越小，游离渗碳 体析出过程就越缓慢，析出的渗碳体就越细小弥散． 因此，从控制热轧板晶粒度和渗碳体析出的角度来 说，低温卷曲是有利的． 2. 2 对析出相的影响 图 3 为 930 ℃终轧，不同卷取温度条件下，试样 纳米级析出相的透射电镜照片． 不同卷曲温度热轧 板中的纳米级析出相均为球状，随着卷取温度的降 ·1018·