Page 28 - 理化检验-物理分册2024年第八期

左 鹏，等：汽车车轮用高扩孔率热轧复相钢带的研制

预处理→转炉冶炼→吹氩→LF（钢包精炼炉）精炼 的金相试样，将试样机械研磨和抛光后，用体积分
→连铸→加热→轧制→层流冷却→卷取→喷印标记 数为4%的硝酸乙醇溶液腐蚀，根据GB/T 13298—
→检验→入库。在LF精炼脱硫结束后增加钙处理 2015《金属显微组织检验方法》、GB/T 6394—2017
工艺，将钢水中的夹杂物改性，改善残留的硫化物等 《金属平均晶粒度测定方法》，在光学显微镜下观察
非金属夹杂物形态，减少对钢材延伸凸缘性等性能 试样的显微组织。
的影响。
1.3.2 热轧工艺
高扩孔率热轧复相钢热轧工艺过程如图1所示，
采用热装热送模式将板坯装入加热炉，将出钢温度

控制为1 200~1 240 ℃，避免发生Si元素含量较高而
使成品表面产生氧化铁皮缺陷的问题。设计6道次
粗轧工艺，精轧阶段采用7机架连轧，精轧开轧温度
图 2 试制钢板取样位置示意
为980~1 060 ℃，终轧温度为840~920 ℃，同时保证
沿热轧态钢板纵向切取原始标距为80 mm的拉
6道次除鳞，各道次除鳞的高压除鳞水压力不低于
伸试样，根据GB/T 228.1—2021《金属材料 拉伸
18 MPa。
试验第1部分：室温试验方法》，利用600 kN电液伺
服万能试验机测试钢板的强度和断后伸长率。扩孔
试样尺寸（长度×宽度）为100 mm×100 mm，根据
GB/T 24524—2021《金属材料 薄板和薄带 扩孔试
验方法》，利用扩孔试验机，在温度为23 ℃，相对湿
度为60%的环境下，测定热轧态钢板的扩孔率，取3
个试样扩孔试验的平均值，扩孔率λ为
= λ ( - d f 0 ) / d d （1）
0
式中：d f为出现破断时的孔径；d 0为初始孔径。
2 试制钢板的组织与性能

2.1 显微组织
图 1 高扩孔率热轧复相钢热轧工艺过程
热轧态试制钢板的显微组织形貌如图3所示。由
研究表明，温度是最重要的调节钢铁材料组织
图3可知：试制产品的显微组织主要由铁素体+贝氏
的参数之一，所以轧后冷却策略是工业试制的重点。
体组成，其中主要为粒状贝氏体，并伴随有少量的马
在试制钢板轧制结束后采用两段水冷模式，实施稳
氏体和残余奥氏体。粒状贝氏体中，在铁素体基体内
定、易行的冷却工艺方案：结合Cr、Nb元素微合金
分布着很多由马氏体、残余奥氏体组成的小岛，起到
化特点，第一段水冷采用密集冷却或快冷，冷却速率
了第二相强化作用 [10] ，进一步提升了钢板的强度。
大于30 ℃/s，目标温度为660~720 ℃，温度波动控
从晶粒尺寸上分析，试样b和c的晶粒度均为
制为±15 ℃，以控制铁素体的尺寸与生成量，对试
12级，晶粒尺寸较小，因采取Cr、Nb元素微合金化，
制产品的屈服强度、断后伸长率有显著影响。随后 随着Cr元素含量的增加，贝氏体转变速率减小，晶
将试样空冷2~4 s，第二段水冷平均冷却速率大于 粒度等级则逐渐提高 [11] ，而固溶状态Nb的应变诱导
20 ℃/s，实现卷取温度为460~520 ℃，温度过高或过 析出延迟了热变形过程中静态和动态再结晶，提高
[9]
低将影响贝氏体的生成量 ，从而影响钢材的扩孔 了非再结晶温度，细化了铁素体晶粒。其中，试样c
性能和抗拉强度。 出现了等轴状的铁素体，综合性能将更好。而试样
1.4 研究方法 a的晶粒度为14级，相比试样b和试样c，试样a的晶
试制钢板取样位置如图2所示，在4.8 mm厚度 粒度更大，晶粒更细，这主要是因为钢板边部的冷却
热轧态钢板尾部，沿板宽方向在中间部位、宽度1/4 速率更快，晶核生成的临界半径越小，原子的扩散速
处、边部切取尺寸（长度×宽度）为20 mm×20 mm 率受到温度的影响，并随之减小，晶粒不易长大，获
12