高加工性镀铝锌硅板的研究与开发_宁培栋.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）高加工性镀铝锌硅板的研究与开发宁培栋，姚 莹，田成辉，史军锋，刘小华（甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 钢铁研究院，甘肃 嘉峪关；甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 碳钢薄板厂，甘肃 嘉峪关）摘 要：为了开发高加工性能热镀铝锌硅板，实现 冷轧连退镀锌工艺路线下工业化稳定生产，通过改进钢水成分及轧制工艺设计，采用 微合金强化，利用 试验机模拟连退线工艺研究了 温度退火条件下对性能和组织的影响，确定了冷轧基板的再结晶温度范围为 ，在工业化试生产中将实际退火温度控制在 范围，在保证了产品具有较高强度的前提下，加工性能提高了档次。关键词：镀铝锌硅板；退火试验；再结晶温度；工业化试生产中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，：；引言 目前，镀铝锌硅板以其优异的耐腐蚀性能和表面锌花特点，在市场上应用越来越广泛，但是目前品种比较单一，随着国家双碳政策的实施，具有优异的耐腐蚀性能、优良的机械性能和加工性能的镀铝锌硅板在相关行业中将会得到广泛的应用，比如：光伏支架、高性能建筑彩涂基板、立体库托盘、防风抑尘网板、建筑拱顶面板等领域，有必要进行试验研究。产品要求及试验设计 力学性能要求某钢厂镀铝锌硅板 的力学性能控制要求见表。表 的力学性能要求上屈服强度 抗拉强度 断后延伸率 成分及轧制工艺设计根据 的力学性能要求，针对某钢厂“转炉 炉酸洗冷轧连续退火镀锌”工艺路线特点，设计 基板化学成分，见表。为了确保产品的加工性能，化学成分设计采用、固溶强化和 微合金析出强化原理，在铁素体基体上析出 的碳氮化合物，一方面保证了其延伸率，另一方面提高了基板强度。轧制工艺参DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.001表 基板化学成分设计 元素含量数如下：热轧出炉温度为 ，终轧温度控制在 ，低加热温度可以控制二相粒子析出，获得细小弥散的 的碳氮化合物；层流冷却模式采取前端集中冷却，卷取温度按 控制，可以控制铁素体晶粒大小，保证其均匀性，有利于提高其加工性能；冷轧工艺采取的大压下率，增加了基板的形变储蓄能，提高在连续退火过程中的再结晶过程驱动力，有利于快速完成再结晶过程，得到均匀组织。退火工艺试验退火温度的设定是高强度镀铝锌硅板开发最关键的步骤，其不仅影响了镀层表面的质量及附着性，还直接决定了产品的性能，为了确定该成分基板的再结晶温度，利用 试验机模拟连退线退火工艺进行退火试验，制定的退火试验方案见图，样品取冷硬板拉伸试验标准尺寸件，加热温度从 ，每 进行一次退火试验，每次试验用两组平行样，模拟退火试验温度见表。图 退火试验方案表 模拟退火试验温度编号加热温度 结果及分析将不同退火温度后的样品在 全自动拉伸试验机上进行力学拉伸试验，另取样去除表面氧化皮后，通过显微硬度检测仪检测其表面硬度，测试结果见图，并制截面样在金相显微镜下观察不同退火温度下的组织形态，见图。从检测的力学性能和金相组织结果可以看出，退火温度 ，强度和硬度略微下降，延伸率没有明显上升趋势，金相组织呈现纤维状且有大量位错分布，处于回复阶段；为再结晶开始温度，强度和硬度出现骤降，延伸率开始有上升趋势，金相组织出现再结晶形核点，开始发生再结晶；，属于强度和硬度的骤降区，此阶段纤维状组织百分比逐渐减少并被等轴晶粒取代，晶粒长宽比降低，时再结晶过程完成，基本不存在纤维状组织；，为晶粒长大阶段，强度和硬度呈现平稳趋势，随着温度升高晶粒长大，延伸率有小幅度升高现象，晶粒全部呈现为粗化且分布均匀的等轴晶粒，组织为铁素体和渗碳体，晶界比较明显。根据硬度下降 定义再结晶温度的原则，确定再结晶温度范围为 。图 不同退火温度后的试样力学性能和硬度第 期 宁培栋，等：高加工性镀铝锌硅板的研究与开发 （）；（）；（）；（）；（）；（）图 不同退火温度后的试样金相显微组织形态 工业化试生产在连续退火工艺中，退火参数的控制是保证镀铝锌硅板力学性能符合要求最关键的一步，合理控制退火温度和带钢速度，能有效消除冷轧过程造成基板的加工硬化现象，提高其塑性、韧性。在工业化试生产中，根据模拟退火试验制定试生产方案，为保证强度符合要求，试验退火温度从再结晶完成温度 开始，确保组织处于完全退火状态，退火温度参数及力学性能见表。表 工业化试生产退火温度及力学性能试验方案退火温度 带钢速度 屈服强度 抗拉强度 断后延伸率 在一定的带速下，采用方案、退火，产品强度偏高，超出标准 以上，断后延伸率低于控制标准，晶粒再结晶不完全，还保留部分纤维组织；采用方案 退火后，屈服强度较高，断后延伸率符合标准；采用方案、退火，相比较于方案，强度富余量合理，高出约 ，且断后延伸率较高，有利于冷成型加工；所以在工业化生产中，将退火温度控制在 范围。为验证退火温度的合理性，统计后续批量生产的力学性能见表，强度和断后延伸率均有较高的富余量，说明退火温度控制在此范围内，能保证产品既具备较高的强度，又具有良好的加工性能。表 批量生产力学性能带钢速度 屈服强度 范围平均值抗拉强度 范围平均值断后延伸率 范围平均值（下转第 页）甘 肃 冶 金 第 卷发生率与实际有一定偏差，但基本相符。结语随在炉时间的延长、炉膛温度的升高，水梁位置缺陷发生率随之升高。通过引入高温蠕变、高温屈服强度，解释了双相不锈钢容易发生水梁缺陷的原因，主要与其高温强度偏低有关，高温强度相对较高的、基本不会发生该缺陷。通过理论分析，得到了炉膛温度、在炉时间与双相不锈钢水梁位置缺陷发生率的关系，基本与实际情况相符。参考文献：陆世英不锈钢概论北京：中国科学技术出版社，肖纪美不锈钢的金属学问题北京：冶金工业出版社，梁浩宇 金属材料的高温蠕变特性研究太原理工大学，吴光亮，孙彦辉，周春泉，等 板坯（）高温力学性能试验研究钢铁，（）：李 燕 双相不锈钢连铸板坯的高温力学性能研究西安建筑科技大学，谭 威、不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响兰州理工大学，收稿日期：作者简介：滕守强（），男，汉族，甘肃省会宁县人，工程师，本科。主要从事不锈钢产品的开发和研究。（上接第 页）结语高加工性基板化学成分，可以采用、固溶强化和 微合金析出强化原理，通过合理控温控轧，得到均匀晶粒和高变形储能。通过模拟退火试验，测试不同温度退火条件下的力学性能和硬度，结合金相组织形态，确定基板再结晶温度为 。在镀锌线进行工业试验，最终在 个退火方案中确定了退火温度控制在 ，既保证产品具备较高的强度，又具有良好的加工性能。参考文献：李九岭 带钢连续热镀锌（版）北京：冶金工业出版社，董苑华，陆长春，樊雷 低合金结构用冷轧钢带 的退火工艺及优化 柳钢科技，（）：苏晓智，张梁罩式炉退火工艺对 钢性能的影响山西冶金，（）：杨 源 远，董 丽 丽，梁 世 胤 冷 轧 高 强 度 低 合 金 钢 的连续退火工艺金属热处理，（）：尹翠兰汽车用冷轧低合金高强钢 的开发生产山东冶金，（）：收稿日期：作者简介：宁培栋（），男，汉族，甘肃省酒泉市人，工程师，本科。主要从事涂镀产品研发工作。甘 肃 冶 金 第 卷