热轧并酸洗的高强度钢板的试制

孙成钱 董 毅 时晓光 韩 斌 刘仁东 张 宇

(鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山 114009)

热轧并酸洗的高强度钢板的试制

孙成钱 董 毅 时晓光 韩 斌 刘仁东 张 宇

(鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山 114009)

通过1 780 mm热连轧机热轧和1 700 mm酸洗机组酸洗，试制了一种高强度钢板。研究了试制钢板的显微组织和力学性能。试验结果表明，钢板的显微组织由铁素体和贝氏体组成，其抗拉强度高于630 MPa，屈服强度达到500 MPa以上，断后伸长率大于20%。对试制钢板进行了预应变处理，测定了经过预应变的钢板的力学性能。发现，随着预应变率的增大，钢板的横向和纵向抗拉强度及横向屈服强度也增大；当预应变率<2.0%时，随着预应变率的增大，钢板的纵向屈服强度先降低后增大，但变化幅度很小；钢板的横向和纵向断后伸长率均随着预应变率的增大而降低。

铁素体 贝氏体 热轧 酸洗 力学性能 预应变

热轧酸洗钢板是在热连轧机上热轧，随后经酸洗机组酸洗去除氧化铁皮，其表面质量和性能介于热轧钢板和冷轧钢板之间，可部分替代热轧钢板和冷轧钢板[1- 4]。目前，钢铁市场行情严峻，热轧酸洗钢板的表面质量比热轧钢板好，在保证表面质量和使用性能的前提下，可使用户降低生产成本，对于钢铁企业来说，也是确保盈利的产品之一。

本文通过1 780 mm热连轧机热轧和1 700 mm酸洗机组酸洗，试制了一种高强度钢板，研究了钢板的显微组织和力学性能。

1 试制钢板的化学成分和试制工艺

1.1 化学成分及试制工艺

试制钢板的化学成分见表1。

表1 试制钢板的化学成分(质量分数)Table 1 Chemical composition of the trial- produced steel plate (mass fraction ) %

试制的钢板在1 780 mm热连轧机上热轧，随后在1 700 mm酸洗机组上酸洗试制。试制工艺路线为：铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→加热→轧制→层流冷却→卷取- 开卷- 酸洗- 卷取。具体工艺参数为：将厚度为230 mm的连铸坯加热至1 220 ℃，保温约2.5 h后热轧，精轧的终轧温度为880～900 ℃，钢板出精轧机组后以大于50 ℃/s的冷速冷却至560～600 ℃卷取，然后盐酸酸洗。成品钢板的厚度为3.5 mm。

1.2 显微组织和力学性能检测

钢板经热轧及酸洗、卷取后，沿其纵向切取试块并制备金相试样和拉伸试样，检测钢板的显微组织和力学性能[5]。

2 结果与分析

2.1 显微组织

试制钢板经热轧及酸洗后的显微组织见图1。由图1可知，钢板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成。

图1 试制钢板(a)头、(b)尾部的显微组织(4%硝酸酒精腐蚀)Fig.1 Microstructures at (a) head and (b) tail of the trial- produced steel plate (etched by 4% Nital)

2.2 力学性能

对3.5 mm厚的试制钢板取样检测力学性能，拉伸试样为纵向试样，结果见表2。

表2 试制钢板的力学性能Table 2 Mechanical properties of the trial- produced steel plate

由表2可知，试制钢板的力学性能良好，抗拉强度大于630 MPa，屈服强度达到500 MPa以上，断后伸长率大于20%。

2.3 预应变试验

首先在拉伸试验机上分别对钢板预拉伸至0、0.2%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%的总应变(简称预应变)，卸载再拉伸至试样断裂，最终测定不同预应变条件下试制钢板的强度和断后伸长率的变化，结果见表3和图2。

表3 经预应变的试制钢板的力学性能Table 3 Mechanical properties of the trial- produced steel plate pre- strained to different extents

图2 试制钢板的(a)强度和(b)断后伸长率随预应变率的变化Fig.2 Variation of (a)strength and (b)elongation with pre- strain rate for the trial- produced steel plate

由图2(a)可知，随着预应变率的增大，钢板的横向、纵向抗拉强度和横向屈服强度均增大。当预应变率<2.0%时，随着预应变率的增大，纵向屈服强度先降低后增大，但变化幅度很小。图2(b)为钢板的横向和纵向断后伸长率随着预应变率的变化，可见，钢板的横向和纵向断后伸长率均随着预应变率的增大而降低。

3 应用

试生产的钢板已在某汽车厂成功冲压成汽车零件，如图3所示。

图3 用试制钢板冲压的汽车零件Fig.3 Automotive parts made from the trial- produced steel plate by stamping

4 结论

(1)通过1 780 mm热连轧机热轧和1 700 mm酸洗机组酸洗试制的高强度钢板，其显微组织主要由铁素体和贝氏体组成，抗拉强度大于630 MPa，屈服强度达到500 MPa以上，断后伸长率大于20%。

(2)随着预应变率的增大，钢板的横向、纵向抗拉强度和横向屈服强度均增大；当预应变率<2.0%时，随着预应变率的增大，钢板的纵向屈服强度先降低后增大，但变化幅度很小；钢板的横向和纵向断后伸长率均随着预应变率的增大而降低。

[1] 所文升，李红翠．热轧酸洗板的开发[J]．山西冶金，2012，5(1)：32- 34．

[2] 陈永和，周铭，顾卫伟．国内外酸洗热轧板的生产及发展[J]．上海金属，2007，29(5)：71- 81．

[3] 范细忠，杨旭，郭宝安，等．1580线热轧酸洗板质量控制[J]．鞍钢技术，2015(3)：53- 57．

[4] 汪建威．压缩机用热轧酸洗板冲压开裂原因分析及对策[J]．安徽冶金科技职业学院学报，2016，26(3) ：22- 24．

[5] 方圆，阳代军，张宏艳，等．汽车大梁钢510L冲压开裂原因分析[J]．热加工工艺，2012，41(3)：169- 172．

收修改稿日期：2017- 09- 05

AHigh-strengthSteelPlateTrial-producedbyHot-rollingfollowedbyPicking

Sun Chengqian Dong Yi Shi Xiaoguang Han Bin Liu Rendong Zhang Yu

(Ansteel Group Iron and Steel Research Institute, Anshan Liaoning 114009, China)

A high- strength steel plate was trial- produced by hot- rolling in a 1 780 mm hot tandem mill followed by pickling in a 1 700 mm pickling line. The trial- produced steel plate was subjected to microstructural survey and mechanical property measurements. The results showed that the steel plate exhibited microstructure composed of ferrite and bainite, and tensile strength more than 630 MPa, yield strength more than 500 MPa, and elongation more than 20%. From measurements of mechanical properties of the trial- produced steel plate which underwent pre- strain, it was discovered that as the pre- strain rates increased so too did the transverse and longitudinal tensile strength, and transverse yield strength of the steel plate. With the increase of pre- strain rate that was less than 2%, the longitudinal yield strength first decreased and then increased slightly, and the transverse and longitudinal elongations first increased and then decreased，for the trial- produced steel plate.

ferrite，bainite，hot- rolling，pickling，mechanical property，pre- strain

孙成钱，男，工程师，硕士，主要从事金属材料加工及热处理和汽车用钢研制开发，Email：ag_scq@163.com