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再结晶退火冷却时的组织和性能是怎样变化的?

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-26  浏览次数:785

在再结晶退火的冷却过程中,随着温度的下降,晶粒内部的晶格结构不会发生变化,晶粒的大小也不会发生变化,但会发生固溶碳的析出这一重要过程。一般冷轧钢带的含碳量都低于0.707%,其中的碳基本都是固溶于铁素体中的,但随温度的下降,碳在铁素体中的溶解度逐渐降低,可能某一成分的钢带在高温下的含碳量并没有达到饱和浓度,但由于溶解度的下降,到了较低的温度下含碳量超过了饱和浓度,过饱和的碳就会从铁素体中析出,成为渗碳体。

 

但这一过程十分缓慢,只有在冷却速度非常缓慢的情况下才能将过饱和的碳完全析出。这在连续退火生产线和连续镀锌生产线上是不允许的。若过饱和的碳不及时析出,本来应该成为渗碳体这种稳定组织的碳将以固溶的状态存在于铁素体中,则在退火之后的仓储和漫长的使用时间内会慢慢地析出,一点一点地成为渗碳体,而使钢带的硬度上升。延伸率下降,这种现象叫“时效硬化”。

 

为了克服时效硬化对产品性能带来的影响,必须在退火冷却时使过饱和的碳尽可能多地析出来。事实上,碳在铁素体中的溶解度在320℃以上的变化较大,而在320℃以下变化较小,因而为了既能在连续生产线上较快的冷却速度下退火,又使过饱和的碳尽可能多地析出,可以采取分级冷却的办法,即从再结晶温度到320℃时快速冷却,而在320℃时保留足够的时间,使过饱和碳析出,然后再快速冷却。这种在冷却过程中的保温处理过程叫“过时效处理”连续退火生产线设计了过时效段,进行完备的过时效处理。

 

在镀锌生产线上,锌锅温度受到镀锌工艺的制约,钢带不可能在320℃下保温,钢带的保温温度只能在镀锌温度上下一定范围之内,因而过时效的温度也只能在这一范围之内,一般为450~460℃左右。在这种温度下的过时效效果虽然比连续退火线略差,但也能满足一般级产品的需要,而深冲产品就必须采用无间隙原子钢来生产。

 

   一般成分的钢带在加热炉内退火过程中,组织随温度变化的曲线如图所示。

冷硬板在不同温度下的组织变化过程图示;

生产出没有时效硬化的超深冲产品,最近几年研究出了无问隙原子钢这一特殊成分的钢种。

 

无间隙原子钢简称IF钢,其组织特点是在再结晶退火温度范围内,碳不是溶解在铁素体中形成间隙固溶体,而是一直以碳化物的形式存在,即在铁素体中无间隙原子,因而得名。为了达到这一点,一方面钢带的含碳量必须极低,一般0.002%左右,另一方面通过加入钛铌等合金元素,使极少量的碳形成化合物,这样就不再有碳固溶在铁素体内了。无间隙原子钢的生产成本与低碳钢的差距并不太大,但其退火工艺却比低碳钢简单了许多,在冷却过程中没有碳析出,没有时效硬化现象,就不需要进行过时效处理。它很符合镀锌线的生产特点,能在镀锌线上生产出超深冲级的产品。

 

不过,IF钢也有其本身的特点,由于合金元素的存在,阻碍了再结晶过程的进行。因而必须提高退火温度,延长保温时间。

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