冷轧连退工艺退火加热和冷却的时间越短,加热和冷却周期就短,生产连续紧凑可以避免罩式退火工艺中钢卷因多次搬运造成的划伤、黏结、折边等缺陷,这样不仅可以生产深冲用钢,还可以生产多种强度级别的高强钢。冷轧连退工艺具有生产效率高、产品成品率高、产品种类多、生产的产品质量好等优点[1-3],同时也存在工艺技术繁琐、操作难度大、工艺区间窄、退火组织不均匀等缺点。冷轧连退工艺操作不当会引起产品力学性能不合格等质量问题。
1. 连退生产工艺简述
连续退火为带钢连续通过退火炉,退火炉无封口,带钢不经过停留而直接进行卷取的生产方式。再结晶退火是连退生产的核心工序,而再结晶退火的关键设备是退火炉,退火炉由明火加热段、辐射保温段和快冷段组成。再结晶退火过程通过明火段和辐射段把带钢温度提高到再结晶温度以上、珠光体开始奥氏体化温度(Ac1)以下,并通过调整带钢的运行速率来控制保温时间,使带钢在炉内完成再结晶退火,进而获得材料需要的组织和性能。带钢最终的组织和性能主要受炉内气氛、炉内带钢温度和带钢运行速率等因素的影响。
2. 常见力学性能不合格情况及原因
冷轧连退带钢力学性能的常规检测项目一般为屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等,常见的不合格情况主要有屈服强度低于标准、屈服强度和抗拉强度均低于标准、断后伸长率低于标准、断后伸长率低于标准且抗拉强度高于标准等。
某冷轧厂生产的Q355XG钢原料厚度为3.5 mm、成品厚度为2.36 mm、压下率为33%。表1,2分别为Q355XG钢试样1~5的力学性能测试结果和退火工艺参数,其中试样1为力学性能合格试样,试样2~5分别为屈服强度低于标准、屈服强度和抗拉强度均低于标准、断后伸长率低于标准、断后伸长率低于标准且抗拉强度高于标准试样,工艺参数中TV为厚度与板带运行速率的乘积,当厚度一定时,TV越大,板带运行速率越快,退火时间越短。表3为Q355XG钢化学成分的出厂要求,试样1~5的化学成分均符合出厂要求。
项目 | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa | 断后伸长率/% |
---|---|---|---|
试样1实测值 | 388 | 517 | 21.0 |
试样2实测值 | 312 | 488 | 22.5 |
试样3实测值 | 334 | 458 | 21.0 |
试样4实测值 | 524 | 613 | 11.0 |
试样5实测值 | 581 | 663 | 10.5 |
标准值 | ≥355 | 470~630 | ≥15 |
试样编号 | TV | 明火段板带温度/℃ | 实际温度/℃ |
---|---|---|---|
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 |
项目 | 质量分数 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
C | Si | Mn | P | S | Al | |
标准值 | 0.17~0.21 | ≤0.15 | 0.80~1.0 | ≤0.030 | ≤0.030 | — |
2.1 屈服强度低于标准
试样1,2的显微组织形貌分别如图1,2所示。由图2可知:试样2组织中珠光体有球化趋势,为典型的高温退火组织。追溯退火工艺,试样2明火段板带温度过高,实际温度大部分时间在Ac1(730 ℃)以上,已经达到珠光体向奥氏体转变温度,经过后续辐射段保温(低于明火段20~40 ℃),组织接近双相区球化退火组织,强度大幅降低,又因