熱鍍鋅烘烤硬化鋼板具有超低碳無(wú)間隙原子鋼的深沖性能和含磷鋼板的高強(qiáng)度以及抗凹陷性能,烘烤硬化值是烘烤硬化鋼最主要的特性值[1]。評(píng)估烘烤硬化值的測(cè)算方法有多種,采用同一試樣,不同的檢測(cè)條件及檢測(cè)方法會(huì)得出不同的烘烤硬化值,因此通過(guò)烘烤硬化值來(lái)評(píng)估材料抗凹陷性時(shí),必須考慮烘烤條件的不同對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響。前期某鋼廠在生產(chǎn)牌號(hào)為HC180BD+Z的鋼板時(shí),檢測(cè)的烘烤硬化值出現(xiàn)批量不合格,導(dǎo)致該牌號(hào)的鋼板停止生產(chǎn),未能按時(shí)交付用戶。筆者一方面從過(guò)剩碳、爐箅子露點(diǎn)等一貫制工藝上著手改進(jìn),另一方面對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)試驗(yàn)條件進(jìn)行研究,如試驗(yàn)溫度、保溫時(shí)間、加熱裝置及預(yù)應(yīng)變拉伸等,以分析HC180BD+Z鋼板出現(xiàn)烘烤硬化值批量不合格的原因[2]。

1. 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為HC180BD+Z烘烤硬化鋼板,厚度為0.65 mm,該鋼板的化學(xué)成分如表1所示。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 檢測(cè)方法

檢測(cè)烘烤硬化值時(shí),按照GB/T 228.1—2021《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》的規(guī)定,首先對(duì)試樣進(jìn)行總應(yīng)變?yōu)?.0%的預(yù)應(yīng)變拉伸,測(cè)得屈服強(qiáng)度Rp0.2,將預(yù)拉伸試樣進(jìn)行規(guī)定的烘烤處理后,再次對(duì)試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn),同時(shí)測(cè)得下屈服強(qiáng)度ReL或Rp0.2（無(wú)明顯屈服時(shí)）。為了更好地保持檢測(cè)結(jié)果的一致性,宜采用均勻一致的拉伸速率,并按照3 mm/min的橫梁位移速率進(jìn)行試驗(yàn),從開(kāi)始拉伸到測(cè)出上述指標(biāo)的過(guò)程中不要切換拉伸速率。

1.2.2 烘烤硬化值的計(jì)算方法

烘烤硬化值（BH2L）為試樣烘烤后的下屈服強(qiáng)度或規(guī)定塑性延伸率為0.2%時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力（無(wú)明顯屈服時(shí)）與同一試樣烘烤前規(guī)定塑性延伸率為0.2%時(shí)應(yīng)力的差值。烘烤前后的拉伸速率相同,BH2L如式（1）所示。

式中：ReL,t為下屈服點(diǎn)的應(yīng)力；RP0.2,t為塑性延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力。

1.3 試驗(yàn)條件及設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備為 Zwick Z150型拉伸試驗(yàn)機(jī)和電熱鼓風(fēng)烘箱,加熱裝置A、B、C分別對(duì)應(yīng)的設(shè)備型號(hào)為DHG-9145A、DHG-9146A、DHG-9147A。

1.4 試驗(yàn)項(xiàng)目及步驟

參照GB/T 24147—2022《可沖散水刺非織造材料及制品》的要求,以烘烤硬化值檢測(cè)的條件入手進(jìn)行研究,以評(píng)估試驗(yàn)溫度、保溫時(shí)間、加熱裝置、預(yù)應(yīng)變拉伸對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響[3],為鋼板生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù),也為其性能判定提供了可靠的依據(jù)。

1.4.1 試驗(yàn)溫度對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)

為了觀察試驗(yàn)溫度對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響,在板寬1/4處連續(xù)取15根橫向拉伸試樣,將這些試樣分成3組,通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行總應(yīng)變?yōu)?.0%的預(yù)應(yīng)變拉伸,測(cè)試Rp0.2,試驗(yàn)溫度分別為160,170,180 ℃,其中170 ℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度,當(dāng)加熱裝置內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值后開(kāi)始計(jì)時(shí),保溫時(shí)間為20 min。待試樣自然冷卻后,再次拉伸到應(yīng)變?yōu)?.2%,測(cè)定ReL,t（烘烤后,無(wú)明顯屈服時(shí)取Rp0.2,t）。試驗(yàn)溫度對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)參數(shù)如表2所示。

1.4.2 保溫時(shí)間對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)

為了觀察保溫時(shí)間對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響,在板寬1/4處連續(xù)取20根橫向拉伸試樣,將這些試樣均勻分成4組,通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行總應(yīng)變?yōu)?.0%的預(yù)應(yīng)變拉伸,測(cè)試0.2%應(yīng)變時(shí)的伸長(zhǎng)應(yīng)力Rp0.2,將試驗(yàn)溫度設(shè)定為170 ℃,對(duì)試樣進(jìn)行烘烤,加熱裝置內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值后開(kāi)始計(jì)時(shí),分別控制保溫時(shí)間為16,20,24,30 min,其中20 min為標(biāo)準(zhǔn)保溫時(shí)間。待試樣自然冷卻后,再次拉伸到應(yīng)變?yōu)?.2%,測(cè)定ReL,t（烘烤后,無(wú)明顯屈服時(shí)取Rp0.2,t）。保溫時(shí)間對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)參數(shù)如表3所示。

1.4.3 加熱裝置對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)

結(jié)合前期烘烤硬化值檢測(cè)的結(jié)果,考慮到不同加熱裝置對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響,在板寬1/4處連續(xù)取15根橫向拉伸試樣,將這些試樣分成3組,通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行總應(yīng)變?yōu)?.0%的預(yù)應(yīng)變拉伸,檢測(cè)Rp0.2,然后分別放入A、B、C加熱裝置。設(shè)計(jì)試驗(yàn)溫度170 ℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度,控制保溫時(shí)間為20 min,當(dāng)加熱裝置內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),同時(shí)記錄從放入試樣開(kāi)始至到達(dá)設(shè)定值170 ℃的3個(gè)加熱裝置需要的時(shí)間。待試樣自然冷卻后,再次拉伸到應(yīng)變?yōu)?.2%,檢測(cè)ReL,t。加熱裝置對(duì)烘烤硬化值檢測(cè)的影響試驗(yàn)參數(shù)如表4所示。

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