冷軋連退工藝退火加熱和冷卻的時間越短,加熱和冷卻周期就短,生產(chǎn)連續(xù)緊湊可以避免罩式退火工藝中鋼卷因多次搬運造成的劃傷、黏結(jié)、折邊等缺陷,這樣不僅可以生產(chǎn)深沖用鋼,還可以生產(chǎn)多種強度級別的高強鋼。冷軋連退工藝具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品成品率高、產(chǎn)品種類多、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點[1-3],同時也存在工藝技術(shù)繁瑣、操作難度大、工藝區(qū)間窄、退火組織不均勻等缺點。冷軋連退工藝操作不當會引起產(chǎn)品力學性能不合格等質(zhì)量問題。
1. 連退生產(chǎn)工藝簡述
連續(xù)退火為帶鋼連續(xù)通過退火爐,退火爐無封口,帶鋼不經(jīng)過停留而直接進行卷取的生產(chǎn)方式。再結(jié)晶退火是連退生產(chǎn)的核心工序,而再結(jié)晶退火的關(guān)鍵設備是退火爐,退火爐由明火加熱段、輻射保溫段和快冷段組成。再結(jié)晶退火過程通過明火段和輻射段把帶鋼溫度提高到再結(jié)晶溫度以上、珠光體開始奧氏體化溫度（Ac1）以下,并通過調(diào)整帶鋼的運行速率來控制保溫時間,使帶鋼在爐內(nèi)完成再結(jié)晶退火,進而獲得材料需要的組織和性能。帶鋼最終的組織和性能主要受爐內(nèi)氣氛、爐內(nèi)帶鋼溫度和帶鋼運行速率等因素的影響。
2. 常見力學性能不合格情況及原因
冷軋連退帶鋼力學性能的常規(guī)檢測項目一般為屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率等,常見的不合格情況主要有屈服強度低于標準、屈服強度和抗拉強度均低于標準、斷后伸長率低于標準、斷后伸長率低于標準且抗拉強度高于標準等。
某冷軋廠生產(chǎn)的Q355XG鋼原料厚度為3.5 mm、成品厚度為2.36 mm、壓下率為33%。表1,2分別為Q355XG鋼試樣1~5的力學性能測試結(jié)果和退火工藝參數(shù),其中試樣1為力學性能合格試樣,試樣2~5分別為屈服強度低于標準、屈服強度和抗拉強度均低于標準、斷后伸長率低于標準、斷后伸長率低于標準且抗拉強度高于標準試樣,工藝參數(shù)中TV為厚度與板帶運行速率的乘積,當厚度一定時,TV越大,板帶運行速率越快,退火時間越短。表3為Q355XG鋼化學成分的出廠要求,試樣1~5的化學成分均符合出廠要求。
| 項目 | 屈服強度/MPa | 抗拉強度/MPa | 斷后伸長率/% |
|---|---|---|---|
| 試樣1實測值 | 388 | 517 | 21.0 |
| 試樣2實測值 | 312 | 488 | 22.5 |
| 試樣3實測值 | 334 | 458 | 21.0 |
| 試樣4實測值 | 524 | 613 | 11.0 |
| 試樣5實測值 | 581 | 663 | 10.5 |
| 標準值 | ≥355 | 470~630 | ≥15 |
| 試樣編號 | TV | 明火段板帶溫度/℃ | 實際溫度/℃ |
|---|---|---|---|
| 1 | 116 | 750 | 730~770 |
| 2 | 115 | 770 | 745~790 |
| 3 | 113 | 740 | 720~760 |
| 4 | 118 | 740 | 720~760 |
| 5 | 118 | 730 | 700~750 |
| 項目 | 質(zhì)量分數(shù) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Si | Mn | P | S | Al | |
| 標準值 | 0.17~0.21 | ≤0.15 | 0.80~1.0 | ≤0.030 | ≤0.030 | — |
2.1 屈服強度低于標準
試樣1,2的顯微組織形貌分別如圖1,2所示。由圖2可知：試樣2組織中珠光體有球化趨勢,為典型的高溫退火組織。追溯退火工藝,試樣2明火段板帶溫度過高,實際溫度大部分時間在Ac1（730 ℃）以上,已經(jīng)達到珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變溫度,經(jīng)過后續(xù)輻射段保溫（低于明火段20~40 ℃）,組織接近雙相區(qū)球化退火組織,強度大幅降低,又因
