总第２３６期 ２０１５年第８期 一流一一交一一术一一技一厂 河北冶金 Ｔｏｔａｌ Ｎ０．２３６ ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ２０１５，Ｎｕｍｂｅｒ８ 、＋；， 热轧温度对ＳＰＨＣ钢 热轧卷板力学性能的影响 刘立辉，李磊，魏峥 （德龙钢铁有限公司轧钢厂，河北邢台０５４００９） 摘要：通过现场工业试验和实验室检验，研究了终轧温度和卷取温度对冷轧料ＳＰＨＣ钢热轧卷板力学性 能的影响。试验结果表明，屈服强度与终轧温度、卷取温度关系紧密，建议终轧温度为８６０～９００ ｏＣ，卷 取温度为５９０～６２０℃；抗拉强度与轧制过程中温度的关系不大；当卷取温度一定时，延伸率与精轧终轧 温度关系密切，与卷取温度关系不大，终轧温度高则延伸率好，建议适当提高终轧温度。 关键词：热轧；温度；热轧卷板；力学性能；影响 中图分类号：ＴＧ３３５．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２０１５）０８—００３３—０３ ｄｏｉ：１０．１３６３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１３—１１７２．２０１５．０８１０ 咖 Ｉ ＥＮＣＥ ＯＦ ＨＯＴ ＲＯＬＬＩＮＧ ＴＥＭＰＥＲＡＴＩ ＲＥ ｏＮ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＰＲｏＰＥＲＴⅢＳ ｏＦ ＨＯＴ ＲｏＬＬＩＮＧ ＣＯＩＬ ＳＨＥＥＴ ＯＦ ＳＰＨＣ ＳＴＥＥＬ Ｌｉｕ Ｌｉｈｕｉ．Ｌｉ Ｌｅｉ．Ｗｅｉ Ｚｈｅｎｇ （Ｓｔｅｅｌ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｉｌｌ，Ｄｅｌｏｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｇｔａｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５４００９） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｓｉｔｅ ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｉｌ ｓｈｅｅｔ ｏｆ ＳＰＨＣ ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅ— ｒｉａ１．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｔｈａｔ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｈａｓ ａ ｃｌｏｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ａｓ ８６０ ｔｏ ９００ ｏＣ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａＲｅｒ ａｓ ５９０ ｔｏ ６２０℃；ｔｅｎｓｉｌｅ ｓ￣ｅｎｇｔｈ ｈａｓ ａ ｌｉｔ— ｔｉｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｈｔ ｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｗｈｅｎ ｋｅｅｐｉｎｇ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｈａｄ ａ ｃｌｏｓｅ ｒｅｌａ・ ｔｉｏｎ ｗｉｈｔ ｅｎｄ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａ ｌｉｔｔｌｅ ｗｉｔｈ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈｅ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ．Ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔＯ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｉｌ ｓｈｅｅｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅ￣ｙ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ０ 引言 和降低生产成本。 热轧工艺中温度的控制对冷轧料的性能影响很 由于冷轧基料中会有少量铝和氮元素，形成的 大。为了保证后期冷轧产品有优良的性能，试验研 ＡＩＮ会阻碍晶粒长大，低的卷取温度会阻止Ａ１Ｎ在 究和生产实践都表明¨ ，热轧时采用“三高一低” 热连轧生产过程中析出，使其在下游客户加工过程 的温度控制制度（高的加热温度、高的开轧温度、高 中在退火时析出，促使晶粒择优取向，形成比较强的 的终轧温度、低的卷取温度），在避免进人两相区的 ｛１，１，１｝结构 。在实际生产过程中，由于设备条 前提下得到均匀的热轧态晶粒。“三高”温度控制 件等因素的，不能完全保证所要求的“三高一 制度可以使晶粒长大，并延长晶粒长大时间，减少晶 低”加热制度，导致热轧商品卷性能不稳定，部分产 界强化，从而降低屈服强度，有利于下游客户的使用 品出现延伸率较低的问题。为了寻求在现有条件下 冷轧料的最佳热轧工艺参数，进行热轧温度控制试 收稿日期：２０１５—０５—１１ 作者简介：刘立辉（１９８７一），男，助理工程师，２０１０年毕业于太原科 验，研究终轧温度和卷取温度对冷轧料性能的影响。 技大学材料科学与工程专业，现在德龙钢铁有限公司轧钢厂工作，Ｅ １ 试验与研究方法 —ｍａｉｌ：８６７４３７６９４＠ｑｑ．ＣＯＩ１］ 试验用钢为低碳钢ＳＰＨＣ，其化学成分如表１ ３３ 总第２３６期 所示。在１２０ ｔ顶底复吹转炉冶炼，经板坯连铸机浇 铸成２００ ｍｍ厚连铸钢坯；再经１２５０热连轧轧制成 ３．０ ｍｍ厚热轧卷板。在较大幅度内改变试验温 度，以寻找温度对热轧商品卷性能的影响。 试验所用加热温度为Ｉ ３００℃，粗轧为５道次， 精轧采用国内较先进的热轧技术７架连续式轧机。 精轧工艺主要有压下和速度控制，精轧压下控制采 用ＡＧＣ液压厚度自动控制系统，达到所需成品的规 格。精轧速度控制主要是轧制温度，通过速度的升 降调节带坯的温度，使温度达到试验需要的范围，实 现目前轧钢最优的控制轧制。 表１ ＳＰＨＣ钢的化学成分 ％ Ｔａｂ．１ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＳＰＨＣ ｓｔｅｅｌ ％ ２ 试验结果与分析 对热轧卷板取样分析，试样对应热轧过程采集 的温度、力学性能和金相试验结果等见表２。 表２热轧卷板的力学性能与晶粒度 Ｔａｂ．２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏｉｌ ｓｈｅｅｔ ２．１ 温度与屈服强度的关系 图１、图２示出了终轧温度与卷取温度对ＳＰＨＣ 钢卷板屈服强度的影响。 ＳＰＨＣ钢的强化机制为细晶强化、固溶强化、沉 淀强化和位错强化，由于含碳量很低，所以在以上强 化机制中最主要的是细晶强化，其他三项作为辅助， 作用比较小。所以，降低产品的屈服强度就要从降 低细晶强化入手。 ３４ ３２０ ３ｌ０ ３００ ２９０ ２８０ 黑２７０ 苍２６０ 嗵２５０ ２４０ 图１ 终轧温度与屈服强度 Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ３００ 霄２９０ 凸＿ ２８０ 答２尝２６０ ７ｏ 唾２５０ ２４０ 图２卷取温度与屈服强度的关系 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ 分析图１和图２可以发现，随着终轧温度和卷 取温度的升高，材料的屈服强度是逐渐降低的，规律 较明显。较高的终轧温度之前有较高的加热温度和 轧制温度，较高温度促进晶粒长大，减少晶界阻力， 从而降低屈服强度；较高的轧制温度促进动态再结 晶，降低形变能积累；较高的卷取温度亦能降低材料 的屈服强度，主要原理在于较高温度能促使铁素体 晶粒长大。但是，在实际生产过程中，要兼顾温度降 低速度与Ａ１Ｎ析出的综合影响，防止这个时期Ａ１Ｎ 析出。在终轧温度低于８４０ ｏＣ时容易出现屈服强度 高于３００ ＭＰａ，这对ＳＰＨＣ钢的性能，特别是要求深 冲性能较高材料的影响很大。就卷取温度而言，过 低的卷取温度会使材料的屈服强度升高，但是过高 的卷取温度则会降低产品的延伸率，在现场生产中 要兼顾这几个方面因素影响。为了得到较好的屈服 强度性能，建议终轧温度控制在８６０～９００ ｏＣ，卷取 温度控制在５９０～６２０ ｏＣ。 ２．２温度与抗拉强度的关系 图３和图４示出了终轧温度与卷取温度对 ＳＰＨＣ钢卷板抗拉强度的影响。分析图３和图４发 现，抗拉强度与终轧温度、卷取温度的关系并不明 显，影响抗拉强度的主要因素是带钢成分和加工硬 化指数，晶粒度的变化对抗拉强度影响较小，所以热 轧温度对抗拉强度影响不大。 河北冶金 ４００ ３８０ 皇３６０ 醴３４０ ３２０ ８５０ ８６０ ８７０ ８８０ ８９０ ９００ 终轧温度／＊Ｃ 图３ 终轧温度与抗拉强度的关系 Ｆｉｇ．３ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ４００ ３８０ 皇３６ｏ 嘿３４０ ３２０ ５７０ ５８０ ５９０ ＯＵ０ ＯＩｏ ０２０ 卷取温度／℃ 图４卷取温度与抗拉强度的关系 Ｆｉｇ．４ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ２．３温度与延伸率的关系 图５和图６示出了终轧温度与卷取温度对 ＳＰＨＣ钢卷板延伸率的影响。 当终轧温度为８８０℃时，无论卷取温度（５７０～ ６２０ ｏＣ）怎么变化，材料的延伸率都在４０％以上，延 伸率值都符合要求且处在良好范围。图５中，固定 卷取温度为６２０ ｏＣ，改变终轧温度（８５０～９００ ｏＣ）， 发现延伸率随着终轧温度的升高而提高。延伸率提 高的原理和屈服强度降低的原理类似，较高的终轧 温度之前一般会有较高的轧制温度和加热温度，较 高的温度促进晶粒的生长，使微合金元素及杂质元 素引起晶粒之间的作用力下降，降低了材料在变形 过程中存储能量的积累，减少变形带，降低铁素体相 变形核率（碳与合金元素溶解在ｄ—Ｆｅ中的固溶 体。亚共析钢中的缓冷使铁素体呈块状，晶界比较 圆滑。当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边 界析出 ）。综合以上各方面因素的影响，材料要 想获得较好的延伸率，应适当提高终轧温度，对深冲 性能要求严格的钢中更是这样。 ２０１５年第８期 堡 图５ 终轧温度与延伸率的关系 Ｆｉｇ．５ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ５５ ５０ ４５ ．１ｊ｛Ｌ 羲 ｏ ３５ ３０ ５７０ ５８０ ５９０ ６００ ６ｌ０ ６２０ 卷取温度／℃ 图６卷取温度与延伸率的关系 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ３ 结论 （１）屈服强度与终轧温度、卷取温度关系紧密， 适当提高终轧温度和卷取温度有利于降低ＳＰＨＣ钢 热轧卷板的屈服强度；建议终轧温度８６０～９００ ｏＣ， 卷取温度５９０～６２０ ｏＣ。 （２）抗拉强度与轧制过程中温度的关系不大。 （３）延伸率与终轧温度关系密切，与卷取温度 关系不大，终轧温度高则延伸率好，实际生产中应适 当提高终轧温度。 参考文献 ［１］李新城，陈伟，等．热轧温度控制对冷轧超深冲板深冲性能的影 响［Ｊ］．农业机械学报，２００７，３８（６）：１７３—１７７． ［２］王岩，赵爱民，等．卷取温度对低碳钢组织性能及ＡＩＮ析出行为 的影响［Ｊ］．北京科技大学学报，２０１０，３２（６）：７４８—７９１． ［３］Ｊａｈａｚｉａ Ｍ，Ｅｇｂａｌｉ Ｂ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｎ ｕｌｔｒａ—ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。２０００，１０３ （２）：２７６～２７９． ［４］张景进．热连轧生产工艺流程［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２０１０ ３５
