SPCC表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,主要应用于汽车制造、电气产品、机车车辆、航空航天、精密仪表等。目前,汽车零件用SPCC钢板的用量占很大比例,其要求SPCC钢板具有低廉的价格、良好的塑性加工性能和一定的抗冲压性能。
某钢铁股份有限公司生产的SPCC冷轧板在板型、化学成分、力学性能检验上均达到国家和日本、德国的相关标准,冷轧产品合格率很高,产品投放市场后得到许多客户的认可。然而,自2007年起,该厂在使用了大量的其他钢厂的热轧卷后,SPCC冷轧薄板退火后会出现粘结、黑斑、黑带和氧化色等表面缺陷,而且部分SPCC冷轧板的力学性能不符合要求,既影响该产品的销售价格,又影响该厂的合格率和成材率。因此,通过对各种参数的优化,降低了退火粘结缺陷。根据钢卷性能情况,从强度、伸长率和金相组织等方面进行研究分析,并提出改进退火工艺的优化措施,从而提高了SPCC冷轧薄板的性能合格率。
冷轧产品出现的性能不合格钢卷,主要是因为伸长率过低,在36%左右(标准要求不小于37%);同时抗拉强度(σb)在380MPa左右,接近上限(标准要求270~410MPa)。出现这种情况的主要原因是晶粒长大不充分。工艺改进前金相组织(即性能不合格钢卷金相组织)晶粒分布不均匀,长大不充分,部分组织呈条状,较细小,未形成均匀的等轴晶,导致抗拉强度偏高,伸长率偏低。工艺优化后的组织晶粒较均匀,长大充分,基本形成了等轴晶。
通过性能不合格原因的分析,制定了以下工艺改进方案。
(1)减缓高温阶段的加热速度并延长保温时间
当加热到600℃以上较高温度后,卷芯内外温差较大,这时外圈部分开始再结晶,如果加热速度过快,就会使整卷再结晶不均匀。由于之前的工艺优化方案在620℃设定了一个保温平台,通过反复生产试验,制定出改进措施:620℃以前全速加热,此后以25℃/h的速度加热,同时延长保温时间1h,使钢卷在均温充分的同时晶粒充分长大,提高伸长率、降低抗拉强度。
(2)优化保温时间与装炉量的关系
钢卷重量的差异导致每炉的装炉量有差别,此前的原则是:以70t~75t装炉量为基准,每增(减)5t,保温时间延长(缩短)0.5h。鉴于性能不合格卷主要集中在重量大、装炉量大的钢卷中,对保温时间进行调整,通过多轮试验调整,最终确定了如表1所示的保温时间增、减规律。