常化处理对10Cr17铁素体不锈钢织构及深冲性能的影响

常化处理对１０Ｃｒ１７铁素体不锈钢织构及深冲性能的影响

李双武冯运莉

河北联合大学冶金与能源学院，河北省现代冶金技术重点实验室，河北，唐山０６３００９

摘要　　研究了热轧１０Ｃｒ１７铁素体不锈钢钢带在不经退火直接酸洗冷轧和经罩式炉退火后再酸洗冷轧、最后经再结晶退火后制品的深冲性能，以及各个工序中钢带的金相组织、力学性能和织构，结果表明，利用罩式炉退火工艺生产的最终冷轧退火钢带中轧制面的｛１１１｝面织构充分发达、｛００１｝面织构被削弱，材料的抗起皱性能较好、ｒ值较高，深冲时表面不易产生平行于轧制方向的狭窄条纹起皱缺陷，表现出较好的深冲性能。

关键词　　１０Ｃｒ１７铁素体不锈钢；常化处理；织构；深冲性能

Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ　ｏｎ　ｔｅｘｕｒｅ　ａｎｄ　ｄｅｅｐ－ｄｒａｗｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｎ　ａ　１０Ｃｒ１７　ｆｅｒｒｉｔｉｃ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ

ＬＩ　Ｓｈｕａｎｇ－ｗｕＦＥＮＧ　Ｙｕｎ－ｌｉ

Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ，　Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　，Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｈｅｂｅｉ　ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｏｄｅｍ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　，Ｈｅｂｅｉ，Ｔａｎｇｓｈａｎ　０６３００９，Ｃｈｉｎａ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ　　Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｅｘｔｕｒｅ　ｏｆ　１０Ｃｒ１７　ｆｅｒｒｉｔｉｃ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｒｉｐｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｔｗｏ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｗｉｔｈ　ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｖｅｒ－ｔｙｐｅ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｆｕｒｎａｎｃｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ｐｉｃｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｅｘｔｕｒｅ　｛　１１１　｝　ｗａｓ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｘｔｕｒｅ　｛００１　｝　ｗａｓ　ｗｅａｋｅｎｅｄ　ｏｆ　ｃｏｖｅｒ　ａｎｎｅａｌ＇ｓ　ｓｔｒｉｐ，　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｒ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．　Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，　ｔｈｅ　ｃｒｉｍｐｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔ　ｐａｒａｌｌｅｌｉｎｇ　ｔｏ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｕｎｅａｓｙ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｉｐ　ｓｈｏｗ　ｇｏｏｄ　ｄｅｅｐ－ｄｒａｗｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｆｔｅｒ　ｃｏｖｅｒ　ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ　　１０Ｃｒ１７　ｆｅｒｒｉｔｉｃ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ；　ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ；　ｔｅｘｔｕｒｅ；　ｄｅｅｐ－ｄｒａｗｉｎｇｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ

第十六届冶金反应工程学会议论文集

不锈钢表面产生皱折的原因，其目的在于提高铁素体不锈钢的成形性能及表面质量。

１实验材料和方案

实验材料为唐山不锈钢有限责任公司生产的１０Ｃｒｌ７铁素体不锈钢热轧板卷，其化学成分见表１。在线切割机上切取８０ｍｍ×１５０ｍｍ的长方形试样。

表ｌ

Ｔａｂｌｅｌ

Ｃ

０．１２Ｓｉ１．００１０ｃｒｌ７的化学成分（坝％）Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ１０Ｃｒｌ７（、Ｖｔ％）Ｐ０．０４０Ｓ０．０３０Ｎｉ０．７５ｉＭｎ１．ＯＯｃｒ１７．００

将试样分为两组，设计两种工艺实验方案。一组试样经酸洗、８０％压下率冷轧，然后在箱式炉中进行８００℃×１ｈ的退火即工艺１；另一组试样首先在箱式炉中进行８４０℃×１０ｈ的常化退火处理，然后经酸洗、８０％压下率冷轧，最后在箱式炉中进行８００℃×１ｈ的退火即工艺２。

退火实验在河北联合大学现代冶金重点实验室的Ｓｘ２．３０．１２Ｑ箱式气氛炉Ｂ？进行，冷轧实验在实验室的四辊冷轧机上进行。试样经金相研磨、抛光，再用王水腐蚀后，在Ａｘｉｏｖｅｒｔ２００ｌ讥ＡＴ型光学显微镜下观察其显微组织，在Ｎａｎｏ．Ｉ毪型原子力显微镜下观察表面粗糙度，织构的测定在Ｄ／ＭＡｘ２５００ＰＣ型ｘ射线衍射仪上进行，力学性能及塑性应变比ｒ值的测量是在ＨＹ２００８０型拉伸实验机上进行的。

２试验结果与分析

２．１显微组织

１０Ｃｒｌ７铁素体不锈钢不同状态下的显微组织如图ｌ所示。

图ｌｌＯＣｒｌ７铁素体不锈钢不同状态下的显微组织

（ｃ）未经常化处理的熟轧板冷轧退火后组织；

板冷轧退火后组织（ｄ）经常化处理的热轧（ａ）热轧态组织；（ｂ）热轧板经常化退火后组织：

由图１可以看出，１０Ｃｒｌ７铁素体不锈钢热轧态呈典型的纤维状组织，见图１（ａ），而热轧板经退火后组织为多边形的等轴晶粒，见图１（ｂ）。这主要是由于热轧板经退火后发生了再结晶，使拉长的晶粒变成了等轴７３７

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状。两种工艺试样经酸洗、冷轧及退火后，其组织均呈典型的等轴状再结晶退丛组织，但未经常化处理的组织不均匀，中心晶粒较为粗大，见图１（ｃ）：而经常化处理的最终退火板再结晶１１吾粒细小均匀，见图１（ｄ）。对经两种不同工艺处理的试样进行拉伸实验，其力学性能见表２。由表２可以看出，工艺２的ｒ值、强度及延伸率均比工艺ｌ高。

表２两种工艺下最终的力学性能

２．２常化处理对粗糙度和ｒ值的影响

采用原子力显微镜观测了两种工艺条件下最终冷轧退火板的表面三维形貌、表面二维形貌和起皱高度线图，见图２。

图２两种工艺条件下冷轧退火板表面三维形貌、表面二维形貌和起皱酗度线图

（ａ）Ｔ艺ｌ（ｂ）工艺２

由图２的起皱高度线图可以看出，工艺１得到的１０Ｃｒｌ７冷轧退火板的表面粗糙度比工艺２的大。工艺２中的冷轧退火板表面光滑体现为抗起皱性强，而工艺１中的冷轧退火板表面较粗糙体现为抗起皱性较差。２．３织构分析

利用Ｘ射线衍射仪测定了热轧退火板及两种工艺条件下冷轧退火板的织构，分别见图３和图４所示。

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７３８；卜————一‘ｆ图３热轧退火板啦＝４５。截面的０ＤＦ图和取向线密度分布图

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由图３可以看出，热轧板经退火后，板面呈现出较强的｛１１１）＜１１０＞织构取向，弱的｛１００｝＜１１０＞织构取向。从图ｌ可以看出，热轧板经退火后已呈现较好的再结晶组织以及较好的尹ｌ：结晶晶粒位向的转化，较强的｛１１１）＜１１０＞织构取向有利于后续加工过程中转化为高聚集程度的｛１１１）＜ｌ１０＞织构，并且阻碍｛１００｝＜１１０＞不利织构的形成【４－６１。

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（ｂ）

图４两种工艺条件下的Ｑ２＝４５。截面的ＯＤＦ图和取向线密度分布图

（ａ）工艺ｌ（ｂ）工艺２

由图４可以看出，经工艺１处理的最终退火板表面呈现强的较为聚集的塑性应变比低的｛００１）织构及弱的塑性应变比高的｛１１１）织构。这主要是由于原始铸坯的｛００１）＜１００＞织构在热轧过程中转化不够充分，形成导致起皱的聚集织构。因此，经工艺１处理的钢板抗起皱性较差。而工艺２得到的最终退火板呈现出强的｛１１１）织构，及较弱的｛００１）织构。这是由于热轧板经过退火处理已得到较好的｛１１１）＜１ｌＯ＞织构取向，从而阻碍了｛１００）＜１１０＞织构取向在后续加工中的转化和聚集。其冷轧退火板表现出高的抗起皱性。

由于经工艺２处理的冷轧退火板得到的平行于轧制面的｛１１１）织构组分充分发达，而｛００１）织构组分较少，所以经工艺２处理的冷轧退火板的，．值较高，成形性能较好。

３结论

（１）１０Ｃｒｌ７铁素体不锈钢热轧态呈典型的纤维状组织，经常化处理后发生了再结晶，其组织转变为多边形的等轴晶粒，最终的冷轧退火板组织为均匀、细小的再结晶晶粒。

（２）常化处理可使热轧板发生充分再结晶及晶粒取向的转化，使最终冷轧退火板获得具有平行于轧制面的充分发达聚集特征明显的｛１１１）＜１１０＞织构组分和平行于轧制面的较少的聚集特征不明显的｛００１）＜１１０＞织构组分。

（３）１０Ｃｒｌ７铁素体不锈钢热轧板经常化处理后，再经酸洗、冷轧及退火处理的生产：［艺条件下，最终冷轧退火板的成形性能较好，抗起皱性较高。

资助信息：国家自然科学基金资助项目（５１０７４０６２）：河北省杰出青年基金资助项目（Ｅ２０１１２０９０２９）。７３９

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参考文献

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ｉｎｔｅｒＳｔｉｔｉａｌ．龀ｅＳｔｃｅｅＩ卧Ｊｏｕｍａｌｏｆｉｍｎ龇ｄＳｔｅｅＩｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｔ锄ａｔｉｏｎａｌ，２００６，ｌ３（６）：６０－６５．７４０

常化处理对10Cr17铁素体不锈钢织构及深冲性能的影响

作者：

作者单位：LI Shuang-wu， 李双武， FENG Yun-li， 冯运莉LI Shuang-wu,FENG Yun-li(College of Metallurgy and Energy,Hebei United University,Hebei

United University,Hebei key Laboratory of Modern Metallurgy Technology,Hebei,Tangshan

063009,China) ， 李双武,冯运莉(河北联合大学冶金与能源学院,河北省现代冶金技术重点实验室,河北,唐

山063009)

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