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影响热轧双相钢性能的因素有哪些及它们相互之间联系
发布者: 发布时间:2015/10/23 阅读:1082

影响热轧双相钢性能的因素是合金元素终轧温度、终轧后的待冷时间和开始冷却的温度、终轧后的冷却速度和盘卷温度等,而这些因素有是互相联系的。热轧双相钢一般都含有较低的碳(≤0.1%)和较高的合金元素,其目的是使钢具有必须的淬透性,同时也可减少轧制工艺、冷却速度以及盘卷工艺的变化引起的性能波动。Goldren等提出“冷却速率宽度”(即获得最佳的双相钢组织和性能,终轧后板材在冷床上所允许的冷却速率的最大值CRmax与最小值CRmax之比)来表示合金元素对热轧双相钢工艺性能和组织的影响。不同合金系列的Si、Cr、Mo含量的影响见图11-8。根据这一试验结果和有关性能参数,得出的热轧双相钢较为合理的成分为0.04%~0.07%C、0.8%~1.0%Mn、1.2%~1.5%Si、0.40%~0.5%Cr、0.33%~0.38%Mo、0.20%Al,S、P的含量尽可能低,如w(S)≥0.003%时,则需添加稀土(RE)或者锆(Er)以控制夹杂物的形状。热轧双相钢带生产工艺的模拟过程,检验了碳含量为0.05%~0.08%的Mn-Si、Mn-Cr、Mn-Si-Cr、Mn-Mo、Mn-Si-Mo等合金系热轧后的组织和性能。结果表明,在生产热轧双相钢板时,如果盘卷温度高于400℃;,则钢中含有一定的Mn、Cr、Mo、Si。在所采用的热轧工艺条件下,以Mn-Si-Cr和Mn-Si-Mo系合金的性能为最好,组织为马氏体素体组织,无屈服点伸长,屈强比小于0.60。加入硅可使Mn-Cr或Mn-Mo系合金的铁素体的形成温度升高,使同样冷却条件下的铁素体量增加,使等温转变图上铁素体和贝氏体区间形成一个间隔(也就是Coldren和Tither所说的盘卷窗口)。此外硅还增加铁素体中碳的活性,阻止在马氏体-铁素体界面上碳化物的形成,提高双相钢的延性。在热轧双相钢中,Cr、Mn、Mo可使奥氏体稳定化,推迟珠光体转变,降低冷床上的冷却速度,有利于改善双相钢的延性。加入铬可使热轧双相钢的卷取温度范围加宽,并降低双相钢的屈强比。加入锰还可使最佳终轧温度范围降低,但锰含量过高时,会抑制铁素体的形成,影响早期铁素体与奥氏体相的分离过程。

终轧温度对热轧双相钢性能的影响与钢中的合金元素种类及含量有关。一般说终轧温度升高,热轧双相钢的抗拉强度升高。对一个给定的成分的合金,有一个最佳的终轧温度范围。在这一温度范围内,热轧双相钢的屈服强度最低,屈强比较低,均匀伸长率和总伸长率最高。最佳终轧温度通常与未形边材料的Ar3相对应。硅含量增加时,则Ar3升高,最佳终轧温度范围也升高。钢中锰含量增加对最佳终轧温度的影响与硅的作用相反。硅含量、锰含量与在终轧温度对热轧双相钢等屈强比线的影响。

对合金元素含量较高的Mn-Si-Mo热轧双相钢,终轧温度的变化对其性能没有明显影响,但对合金含量较少的C-Mn、Si-Mn热轧双相钢,终轧温度对其性能有明显影响。只有在最佳的终轧温度范围,才可获得良好的综合性能。透射电镜观察指出,对C-Mn钢来说,终轧温度为840℃;、760℃ ;和730℃;时,热轧双相钢中的硬质相分别为贝氏体、板条马氏体和孪晶马氏体,这种不同形态的硬质相,显然会影响双相钢的屈服强度及延性。终轧温度不同还会影响双相钢中两相性能和比例,这是终轧温度影响热轧双相钢性能的另一些因素。

终轧后冷却速度的选择应该保证得到适量的先共析铁素体,同时又可避免其他非马氏体组织(如珠光体和上贝氏体)出现,以使在盘卷后得到马氏体加铁素体双相组织。如果终轧后的冷却速度太快,则析出的铁素体量不足,盘卷后的马氏体量较高,双相钢的屈服强度较高,热延性不足,因此,对不同的钢种,应选择不同的冷却速度。例如,对合金含量较高的Mn-Si-Cr-Mo钢,终轧后在冷床上空冷或吹风冷却速度。例如,对合金含量较高的Mn-Si-Mo钢,终轧后在冷床上空冷或吹风冷既可保证析出适量的铁素体又可避免非马氏体转变产物的出现。但对合金含量较少的C-Mn或C-Mn-Si系,由于其奥氏体的稳定性缴差,必须采用较快的冷却速度才可避免珠光体等非马氏体转变产物的出现。实验得出,当冷却速度为60℃/s(C-Mo)和45℃/s(C-Mn-Si钢)时,盘卷后便可得到良好的双相钢的组织和性能。此外,控制终轧后淬火前的待冷时间,可以调节盘卷后双相钢中的铁素体量及硬质相的结构和形态。例如,对低碳锰钢(0.07--C-1.4%Mn),在770℃;水淬,则盘卷后,双相钢中铁素体量适中,硬质合金为板条马氏体。如终轧温度为900℃;,空冷至750℃;淬水,则盘卷后质量适中,硬质相为板条马氏体。如终轧温度为900℃;,空冷至750℃;淬水,则盘卷后硬质相为贝氏体。如空冷到700℃;淬火至盘卷温度,则盘卷后硬质相为板条马氏体。可见,各工艺参数对热轧双相不锈钢组织和性能的影响也是互相联系的。

为了得到性能满意的热轧双相钢,应在保证得到马氏体家铁素体的双相组织前提下,尽量选取较高的盘卷温度。一般盘卷温度升高,对屈服强度没有明显影响,但在高于一定的温度后,有些钢种由于出现屈服点伸长,会导致屈服强度升高,屈服比上升。抗拉强度则随盘卷温度升高而下降,这与组织中马氏体量减少及马氏体的回火有关。总伸长率一般随盘卷温度升高而升高,但盘卷温度升高仅使均匀伸长率略有改善。目前根据钢中的合金元素含量不同,热轧双相钢的盘卷温度的选择有两种类型。一类是对于合金元素含量较高的钢(如0.06%C-0.90%Mn-1.35%Si-0.50%Cr-0.35%Mo钢),盘卷温度选择在铁素体与贝氏体转变区之间(455至630℃ ),在这一温度范围内,盘卷温度变化,对热轧双相不锈钢的最终性能基本没有影响。另一类是对合金元素含量较低的C-Mn,C-Si-Mn、C-Mn-Cr等热轧双相钢,其盘卷温度选择在该钢的马氏体转变点以下,盘卷温度的变化,对这类热扎双相钢的性能则有一定的影响。此外盘卷温度还受终轧温度、终轧后的冷却方法等因素的影响www.hssxg.com

 

 
 

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