八鋼冷軋B280VK汽車結(jié)構(gòu)鋼的罩退工藝研究

胡洪林，馬孝娟，盧鵬程

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部）

1 前言

牌號(hào)B280VK冷軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼主要用于汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)件和支撐件制造，目前市場(chǎng)上B280VK產(chǎn)品主要采用連退工藝生產(chǎn)，效率高且工藝技術(shù)成熟，占據(jù)了中高端產(chǎn)品市場(chǎng)。八鋼對(duì)自身產(chǎn)線工裝條件評(píng)估后，認(rèn)為開(kāi)發(fā)該鋼種可行。但是八鋼冷軋產(chǎn)線不具備先進(jìn)的連退爐設(shè)備，目前冷軋產(chǎn)線是控制難度較大的罩式爐。為解決這個(gè)難題，通過(guò)試驗(yàn)研究探索適合八鋼罩式退火爐工藝的生產(chǎn)工藝。

2 B280VK汽車結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

2.1 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝按照八鋼冷軋產(chǎn)線流程設(shè)計(jì)：鐵水脫硫處理—120t轉(zhuǎn)爐—LF爐—板坯連鑄—加熱—1750mm軋制—層流冷卻—冷軋酸洗—冷軋軋機(jī)—冷軋罩退—冷軋平整—冷軋重卷

2.2 力學(xué)性能的目標(biāo)

B280VK的力學(xué)性能要求應(yīng)符合Q/BQB410-2014《冷軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼板及鋼帶》的規(guī)定[1]，具體要求見(jiàn)表1。

表1 B280VK性能標(biāo)準(zhǔn)

2.3 成分設(shè)計(jì)

研發(fā)技術(shù)人員對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)流通的B280VK進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)合八鋼冷軋現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，分析認(rèn)為同種化學(xué)成分下，罩退產(chǎn)品較連退產(chǎn)品的屈服和延伸率較低。由于八鋼只有罩退產(chǎn)線，因此，若生產(chǎn)B280VK材料，按照目前市場(chǎng)流通產(chǎn)品的成分體系生產(chǎn)產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不足的問(wèn)題。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)成分進(jìn)行微調(diào)，重點(diǎn)考慮調(diào)整C和Mn元素。此外，在分析比對(duì)八鋼現(xiàn)有產(chǎn)品的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，八鋼熱軋產(chǎn)品（牌號(hào)SAPH440，化學(xué)成分見(jiàn)表2），其合金設(shè)計(jì)適合做生產(chǎn)B280VK的材料，因此，決定通過(guò)試驗(yàn)對(duì)市場(chǎng)流通的B280VK和八鋼SAPH440兩種軋硬板的罩退工藝進(jìn)行模擬研究。

表2 SAPH440化學(xué)成分 %

2.4 軋鋼工藝

在化學(xué)成分范圍確定的條件下，需對(duì)熱軋、冷軋工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬熱軋、冷軋生產(chǎn)工藝過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)室條件下探索熱軋溫度和冷軋罩式退火爐的退火溫度。

3 模擬B280VK生產(chǎn)工藝試驗(yàn)

3.1 熱軋工藝的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)八鋼現(xiàn)有生產(chǎn)熱軋抗拉強(qiáng)度大于440MPa的結(jié)構(gòu)用鋼和抗拉強(qiáng)度大于370MPa冷軋結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，制定熱軋工藝參數(shù)。加熱爐溫度1180±30℃；粗軋溫度1050±30℃；終軋溫度860±30℃；卷取溫度580±20℃。

B280VK熱軋后力學(xué)性能見(jiàn)表3，顯微組織見(jiàn)圖1，顯微組織為鐵素體+珠光體，是碳素鋼的熱軋后的顯微組織。

表3 熱軋板力學(xué)性能

圖1 B280VK熱軋后組織

3.2 罩退工藝模擬試驗(yàn)

罩退工藝模擬試驗(yàn)采用長(zhǎng)期熱處理爐，長(zhǎng)期熱處理爐的型號(hào)是NCPE-4113×6KW，最高加熱溫度700℃，主要應(yīng)用于罩式退火、熱處理等模擬。

選取8個(gè)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，冷軋軋機(jī)壓下率和冷軋平整率選用冷軋結(jié)構(gòu)鋼的參數(shù)，最終結(jié)果見(jiàn)圖2。是罩式退火模擬不同罩退條件下材料性能的變化情況，基本分析方法包括熱處理模擬和力學(xué)性能測(cè)試）。從結(jié)果看，在罩退溫度為600±30℃的溫度區(qū)間內(nèi)，產(chǎn)品的主要性能均能滿足標(biāo)準(zhǔn)的性能要求?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，帶鋼要經(jīng)過(guò)平整工藝，屈服強(qiáng)度提高，延伸率下降。因此，還需根據(jù)冷軋生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)退火溫度進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

圖2 熱處理模擬和力學(xué)性能測(cè)試圖

3.3 模擬試驗(yàn)結(jié)果

在已有的冷軋結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M，冷軋工藝采用以下參數(shù)：冷軋壓下率采用60%～70%，冷軋平整延伸率采用1%～1.5%進(jìn)行控制。重點(diǎn)對(duì)冷軋罩退溫度進(jìn)行了分析，認(rèn)為溫度為600±30℃的溫度區(qū)間可以滿足工藝要求，還需要根據(jù)生產(chǎn)線實(shí)際進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

4 生產(chǎn)試制情況

4.1 生產(chǎn)工藝制定

通過(guò)試驗(yàn)研究，對(duì)各工序工藝參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)確認(rèn)。由于罩式退火爐需要準(zhǔn)確的退火溫度，因此選取600℃、620℃兩個(gè)退火溫度進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。

4.2 試制結(jié)果

600℃退火溫度進(jìn)行的工業(yè)試制，成品力學(xué)性能見(jiàn)表4。

表4 600℃退火溫度生產(chǎn)的力學(xué)性能

620℃退火溫度進(jìn)行工業(yè)試制，成品力學(xué)性能見(jiàn)表5。從結(jié)果看，有2批材料的抗拉強(qiáng)度低于目標(biāo)值，且整體抗拉強(qiáng)度偏低。

表5 620℃退火溫度生產(chǎn)的力學(xué)性能

對(duì)兩個(gè)退火溫度生產(chǎn)成品性能比較，認(rèn)為600℃退火溫度比較適合八鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀。

6 結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室模擬確定了熱軋工藝參數(shù)與冷軋退火溫度合理范圍，在生產(chǎn)線上對(duì)冷軋罩式退火爐工藝進(jìn)行了優(yōu)化，選取了更適合八鋼冷軋?jiān)O(shè)備的600℃的退火溫度，并最終確認(rèn)了合理的成分和工藝設(shè)計(jì)。

[1]Q/BQB410-2014冷軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼板及鋼帶[S].