唐钢SPCC冷轧板的工艺优化与性能分析

　　1 前言

　　近年来，我国汽车工业的发展速度令世人瞩目。有关专家预计，2010年内我国汽车产量将突破1000万辆，整车用钢的年消费量将超过1100万t。轿车用钢板以冷轧板为主，约占钢板用量的75%。目前，汽车用SPCC钢板的用量占有很大比例，其要求SPCC钢板具有良好的塑性和二定的冲压变形能力。唐山钢铁股份有限公司在原有SPCC品种的基础上，对其生产工艺进行了优化，开发出具有一定深冲性能的SPCC产品，满足了汽车用钢的要求。

　　2原SPCC钢板生产存在的问题[1]

　　唐钢原SPCC钢板生产存在以下问题：

　　(1)生产初期唐钢冷轧产品定位于建筑用板，钢中Als含量控制偏低(0.015%～0.020%)，而钢中的Al能消除钢的时效硬化性，从而提高钢板的冲压性能，因此需要提高SPCC钢中Al的含量;

　　(2)LF炉精炼后，保护措施不力，造成钢水大量吸氮，钢中的N含量达(80～100)×10一6而钢中的N含量过高，在铸坯中会产生气泡，影响热轧带卷的表面质量和加工性能，甚至引起轧钢生产事故。同时，如N含量大于90×10一6容易造成AIN的析出，脆化奥氏体晶界，使铸坯出现角横裂或振痕处的横裂。此外，N还可钉扎位错，在冷轧时不利于{111)取向晶粒的滑移，带卷退火后r值较低。退火时，钢中Als与N形成AIN质点，其对再结晶形核有阻碍作用，使驱动力较小的晶粒形核受到抑制，而使驱动力较大的{111}取向的晶粒在形核竞争中占优势，促进{111}织构的形成，使产品获得较好的冲压成型性能。通常，钢中ω(A1)/w(N)一8～12时，有利于退火后饼形晶粒的形成，获得良好的冲压性能，因此唐钢冷轧退火板在化学成分上需提高Als的含量，同时降低N的含量。

　　(3)SPCC钢板强度较高，但杯突值偏小，n、r值偏低，冲压时易产生横向折棱现象或冲裂现象，造成废品率较高。因此在改进化学成分的同时，还需优化生产工艺，以保证产品的冲压性能。

　　3 SPCC钢板生产工艺的优化

　　3.1化学成分的优化

　　由于铝镇静钢中不添加V、Nb、Ti等合金元素，因此为保证钢具有一定的强度，应加入少量的Mn;为获得{111}织构，钢中要保证有一定量的酸溶铝(Als)，并严格控制N含量以减少成品板的时效性。并且应适当降低钢中的碳含量，保证钢中不存在尺寸较大的钙铝硅酸盐夹杂物和溶有铁、锰的A1203颗粒，以减少铸坯裂纹和夹杂物的数量，提高钢的纯净度。因此，化学成分设计应放硫、控硅、控氮、加铝，优化设计的SPCC钢板化学成分见表1。

　　3.2热轧工艺的优化

　　7热轧工艺对冷轧板性能的影响很大，终轧温度和卷取温度是最主要的影响因素。通过控制热轧工艺，就可以控制AlN的溶解与析出，这对于冷轧后形成饼状晶粒极为重要。在板坯加热过程中，AlN溶于奥氏体中，高温加热有利于其溶解。然而在冷却过程中AlN又会重新析出，如果热轧后急冷，会使AlN来不及析出，而在冷轧后的退火加热过程中析出，平行排列在冷轧纤维结构之间，当退火再结晶时由于沿轧制方向平行排列的AlN阻碍了晶粒沿厚度方向长大，从而形成伸长的饼形晶粒。在Ar。以上的高温终轧有利于A1N固溶，同时得到均匀的再结晶晶粒。但热轧钢卷经过高的卷取温度缓慢冷却下来时，会得到粗大的晶粒和粗大的渗碳体，在后续冷轧时粗大的晶粒和粗大的渗碳体被轧碎，而形成条状渗碳体，在冲压时产生断裂。