摘  要：采用唐山钢铁股份有限公司FTSR连铸连轧生产线生产的热轧卷作为生产冷轧低碳钢板的原料，研究了不同卷取温度和冷轧压下率对冷轧薄板深冲性能的影响。结果表明，采用低温卷取有利于提高钢板的深冲性能。以3。5mm厚和2．5mm厚热轧板为原料的冷轧低碳钢板的r值分别在冷轧压下率为70．2％和71．3％时出现峰值。生产厚度大于等于0．8mm的低碳钢板时应采用3．5mm厚的热轧卷，生产厚度小于0．8mm的冷轧板时应采用2．5mm厚的热轧卷。

关键词：卷取温度；冷轧压下率；深冲性能；织构；冷连轧

1  前言

    唐山钢铁股份有限公司建成了我国第1条FTSR(Flexible Thin Slab Rolling)薄板坯连铸连轧生产线。对该生产线生产的热轧板组织性能的研究表明，与传统工艺相比，FTSR生产的热轧低碳钢板晶粒细小均匀。具有较高的强度、塑性和韧性。唐钢冷连轧机组采用5机架连轧机组．通过酸洗和轧机的联机改造，将两个独立的酸洗机组和冷连轧机组通过增加中间联机和其他配套改造，形成了酸轧联合机组，实现了全连续轧制。

    对以传统工艺生产的热轧卷为原料的冷轧钢板的深冲性能，国内外已有研究，卷取温度、终轧温度、冷轧压下率、退火工艺等对钢板的深冲性能都有很大影响。但是对以FTSR生产的热轧卷为原料的冷轧低碳薄板的研究，目前还较少。本文结合唐钢低碳钢板的生产特点，研究了热轧卷取温度和冷轧压下率对冷轧产品深冲性能的影响，为以薄板坯热连轧板为原料生产低碳钢板的工艺优化提供了理论依据。

2  试验过程

2．1  试验材料

    FTSR生产线卷取温度为610、680℃．跟踪热轧、冷轧、退火、平整各工序取样。不同卷取温度下的试样编号如表1所示，其化学成分如表2所示。

    试样经全氢罩式退火炉退火，退火工艺如图1所示。实验试样为经酸洗的FTSR热轧板，厚度分别为2．5、3．5mm。

2．2试验方法

    在2．5mm和3．5mm的FTSR热轧钢板上分别取180mm×550mm的试样(550mm为轧向)，在Φ160／Φ350 rnm×350mm四辊冷轧试验机上各采用5种压下率进行轧制，轧制参数见表3。

    实验用冷轧钢板全部同时在同一退火炉进行真空退火，退火工艺见图2。

    在试样1^#～10^#和PA、PB上沿与轧向分别成0⁰、45⁰和90⁰线切割取3个拉伸试样在MST一810万能材料试验机上测量力学性能及n、r值。

    在A、B、LA、LB、PA、PB试样上线切割得到15mm×20mm(20mm为轧向)的试样，用于组织观察和织构测试。

    采用Siemens  D5000X射线衍射仪，用Mo—Kα辐射，以步长△α=△β=5⁰在各试样1／4层面上采集{110)、{200}和{112}3张不完整极图，由Roe系统ODF织构分析软件绘制ODF截面图。

3试验结果和分析

3．1卷取温度对组织和析出的影响

    图3所示为试样PA和PB的金相组织。由图3可见，成品板晶粒呈饼形，且试样PA的晶粒尺寸为12μm，试样PB的晶粒尺寸为16μm。由此可见，采用FTSR工艺得到的热轧低碳钢板晶粒较细小，但如果热轧卷取温度高，则晶粒尺寸过小，且易出现混晶。

    图4是在扫描电镜下观察到的试样A、B、LA、LB、PA、PB的组织。从图4可看出，低碳钢渗碳体的析出体现为游离渗碳体，但在不同卷取温度下，渗碳体的分布、形态和数量不同。在610℃卷取时，晶内有呈微小白点状的渗碳体析出，晶界也出现粗化和聚集，点链状渗碳体沿晶界分布。卷取温度升到680℃时，从图4b可见，渗碳体已成白亮条块状。可见，卷取温度高，渗碳体容易在晶界析出且较粗大。在冷轧时渗碳体被压碎，形成的微观空隙为退火时渗碳体析出提供大量位置，所以易使退火后的成品板沿晶界甚至在晶内形成粗大渗碳体，还有空隙并未被新析出的渗碳体填满，这对深冲钢板的成形性能造成不利影响。而低温卷取则会减少粗大的渗碳体在晶界析出。所以从微观组织以及渗碳体析出的角度来看，低温卷取有利于提高钢板的深冲性能。

3．2卷取温度对织构的影响

    试样PA和PB的恒φ2=45⁰ODF截面图如图5所示。由图5可以看出，试样沿α取向线密度较大，试样PB的有利织构{111)<112>比试样PA强。拉伸试验测得，PA和PB试样的r值分别为1．24和1．51，与织构测试的结果吻合。结合组织和析出的观察结果可以推断，降低热轧卷取温度有利于提高产品深冲性能。

3．3冷轧压下率对力学性能和n、r值的影响

    退火后冷轧钢板的力学性能和n、r值见表4。由表4可见，采用FTSR线生产的热轧卷冷轧产品的强度可达340MPa。随着冷轧压下率的变化σ_s、σ_b、δ以及n值都无明显的规律性变化。

    冷轧压下率对r值的影响见图6。由图6可见，随着冷轧压下率的增大，r值呈增大趋势，2．5mm厚试样在压下率为71．3％左右r值达到峰值；3．5mm厚试样在压下率为70．2％左右r达到峰值。并且，厚度小于0．8mm的成品采用厚度为2．5mm的热轧板轧制可获得较高的深冲性能，厚度为0．8mm以上的成品，采用厚度为3．5mm的热轧板轧制可获得较高的深冲性能。

3．4冷轧压下率对织构的影响

    3．5mm厚热轧板不同冷轧压下率下退火织构取向分布函数值的变化如图7所示。Daniel采用RC变形模型计算了同一体积百分量的不同织构时低碳铝镇静钢冷轧板的r值，其分析结果如表5所示。由表5可以看出，{111}织构组分可以获得较大的r值和很小的△r值，是理想的有利织构，{112}<110>织构组分的r值小于{111}织构，△r值呈现较大负值，{110}<001>织构对r值的影响力度远远大于其他织构，造成r值和△r值均很大。结合冷轧压下率对冷轧织构和退火织构的影响特点不难理解，当3．5mm厚热轧板的冷轧压下率达到70．2％时，{111}织构的增强速度减弱，{112}<110>织构明显增强，而{110}<001>织构组分明显减弱，如图7所示。三者的综合作用效果是r值在冷轧压下率为70．2％时出现峰值。线密度的高低可以表征该种类型织构在试样中所占的比例，从而反映出试样的性能，比值越高深冲性能越好。不同冷轧压下率下得到的{111}／{100}比值曲线如图8所示。

    由图8可以看出，3．5mm厚和2．5mm厚热轧板为原料得到的冷轧板线密度{111}／{100}比值均呈抛物线分布，并且分别在压下率为70．2％和71．3％时出现峰值。结合拉伸试验的结果以及不同织构组分对r值影响分析不难推断出，对于唐钢FTSR热轧板为原料的冷轧低碳钢板，由于{111}、{112}、{110}织构随冷轧压下率的变化，使钢板的深冲性能宏观表现为：r值随着冷轧压下率的增加而提高，3．5mm和2．5mm厚热板分别在压下率达到70．2％和71．3％左右时达到最高，继而随着冷轧压下率的继续升高而降低。

4  结论

    (1)采用FTSR工艺得到的热轧低碳钢晶粒较细小，但在680℃卷取时，晶粒尺寸过小，容易出现混晶并且易析出粗大渗碳体，从而降低r值，不利于深冲性能的提高。

    (2)采用FTSR得到的热轧低碳钢板强度较高，冷轧压下率对其常规力学性能(σ_s、σ_b、δ)及n值无明显影响，但对r值影响明显。

    (3)3．5mm厚热轧板在冷轧压下率为70．2％时，r值最大；2．5mm厚热轧板在压下率为71．3％时r值出现峰值。

    (4)厚度小于0．8mm的成品，采用厚度为2．5mm的热轧板轧制可以获得较高的深冲性能，厚度为0．8mm以上的成品，采用厚度为3．5mm的热轧板轧制可以获得较高的深冲性能。所以在生产过程中应该根据所要求产品的厚度选择适当厚度的热轧板作为冷轧原料。