CN100507023C - 一种冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺 - Google Patents
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Abstract
一种冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，属金属热处理技术领域，用于解决冷硬钢带退火处理后如何达到高强度和高塑性的问题。特别之处是，所述方法包括一段升温至450℃±10℃；一段保温及吹扫；二段升温至500℃+10℃；二段保温及吹扫；冷却出炉等步骤。本发明方法可在冷轧氮氢和全氢罩式光亮退火炉上使用，适用于普碳钢、低碳钢和优质低碳素钢冷硬钢带调质退火。采用该工艺方法可消除钢带轧制加工内应力，提高钢带的塑性和韧性，达到钢带高强度和高塑性的使用要求。经检验，采用该方法加工的产品主要力学性能指标为：洛氏硬度(HRB)80-94；抗拉强度660-720MPa。此外，本发明还具有退火周期短，加工成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种退火方法，特别是冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，属金属热处理技术领域。
背景技术
早期生产的冷轧硬钢带，由于强烈的形变强化作用几乎不能再进行任何进一步的加工成形。近年来，为了提高产品用途和满足产品标准要求，钢带退火时采用1/2、1/4、1/8调质退火，以确保冷轧钢带产品的洛氏硬度(HRB)值和满足使用性能要求，称为调质退火。冷硬钢带硬度调质退火后产品需进行平整-改善板形，达到钢带的平直度技术要求。
目前制管和家具等行业迅速发展，对使用冷轧钢带产品提出高强度、高塑性的要求，但按照目前所采用的工艺方法，冷轧钢带退火后无法满足高强度技术要求，而冷硬钢带虽能满足高强度，但却无法满足塑性变形需求。基于现状，为了弥补这一缺陷，研制冷轧钢带调质退火新工艺，以满足产品高强度和高塑性的要求，是十分必要的举措。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，该工艺既能够消除带钢在轧钢过程中产生的加工应力，又能满足其力学性能和良好的进一步加工成型能力。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，其特别之处是，所述方法包括下列步骤：
a.一段升温：钢带由常温加热到450℃±10℃；
b.一段保温及吹扫：保温温度450℃±10℃，保温时间1.5～2小时；
c.二段升温：钢带继续加热至500℃+10℃；
d.二段保温及吹扫：保温温度500℃+10℃，保温时间5～6小时；
e.冷却出炉。
上述冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，所述冷却出炉步骤的冷却方法为：炉内喷淋水冷至温度300℃±10℃，炉内300℃风冷至100℃±10℃，出炉。
上述冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，所述一段升温的升温速率为3℃/min，二段升温的升温速率为0.4～0.5℃/min。
上述冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，所述一段保温及吹扫步骤中吹扫流量7m3/h，吹扫时间1.5～2小时；所述二段保温及吹扫步骤中吹扫流量8m3/h，吹扫时间3小时。
本发明方法针对现有技术的缺陷进行了改进，该工艺方法可在冷轧氮氢和全氢罩式光亮退火炉上使用，适用于普碳钢、低碳钢和优质低碳素钢冷硬钢带调质退火。采用该工艺方法钢带组织结构为硬态，可消除钢带轧制加工内应力，使延伸率有所增加，大大提高钢带的塑性和韧性指标，达到钢带高强度和高塑性的使用要求。经检验，采用该方法加工的产品主要力学性能指标为：洛氏硬度(HRB)80~94；抗抗拉强度660~720Mpa。此外，本发明还具有退火周期短，加工成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的工艺曲线图；
图2是冷轧钢带的金相组织结构图；
图3是冷轧钢带500℃1/10硬度调质退火后金相组织结构图；
图4是冷轧钢带520℃1/10硬度调质退火后金相组织结构图；
图5是1/10硬度调质退火后硬度-温度关系曲线。
具体实施方式
经过冷轧轧制的钢带产生较为强烈的形变强化，其组织为硬态，硬度偏高，塑性低，力学性能参看下表1：
表1：冷轧轧制后取样检验结果
| 材质 | 成品规格(mm) | 状态 | 压下率％ | 硬度(HRB) | 抗拉强度(MPa) | 90°冷弯(R＝0.5mm) |
| Q195 | 0.58*660 | 硬态 | 79.00 | 102.4 | 788 | 断裂 |
| Q195 | 0.88*660 | 硬态 | 71.00 | 97.5 | 747 | 断裂 |
| Q195L | 0.80×720 | 硬态 | 73.00 | 97.0 | 743 | 断裂 |
| Q195L | 0.80*510 | 硬态 | 73.00 | 95.0 | 726 | 断裂 |
| 08Al-X | 0.80*610 | 硬态 | 73.00 | 96.4 | 738 | 断裂 |
| 08Al-X | 0.80×505 | 硬态 | 77.0 | 95.4 | 730 | 断裂 |
由表可见，由于材料塑性、韧性低，90°冷弯试验发生断裂。参看图2，从金相组织结构上分析，金相观察组织为硬态，组织为珠光体+少量铁素体，组织结构方向感很强。
采用500℃加热温度1/10硬度调质退火后取样分析，其金相组织见图3，金相观察组织状态仍为硬态，组织为珠光体+少量铁素体，组织开始发生回复。
采用520℃加热温度1/10硬度调质退火后取样分析，其金相组织见图4，金相观察组织状态仍为硬态，组织为珠光体+铁素体，有部分晶粒呈长大趋势和再结晶现象，铁素体逐渐增多。
参看图5，从退火后硬度-温度关系曲线可得出，Q195、Q195L、08AL钢的再结晶温度约为550℃，再结晶温度范围为520～580℃。从以上力学性能结果和金相组织形态说明，退火温度在520℃以下，只发生回复，强度有所下降，伸长率有所增加；退火温度在500℃时，硬度值(HRB)略有下降；退火温度在510℃以上，硬度值(HRB)急剧下降，在580℃后，硬度值(HRB)变化较小，趋于稳定。基于上述试验分析，本发明为保证冷硬钢带调质退火后的强度和塑性，为其制定了合适的退火加热温度为500℃+10℃。在加热过程中采用如图1所示的双平台退火曲线，这种曲线特点是在升温至450℃时有一个保温平台，目的一是可使钢带表面残余乳化液能得到更充分的挥发；目的二是为了防止上下区升温速率不一致导致温差过大。
经过本发明方法处理的冷硬钢带取样检验结果见表2。
表2：1/10硬度调质退火后取样检验结果
| 材质 | 成品规格(mm) | 状态 | 压下率％ | 硬度(HRB) | 抗拉强度(MPa) | 90°冷弯(R＝0.5mm) |
| Q195 | 0.58*660 | 硬态 | 79.00 | 94.0 | 718 | 完好 |
| Q195 | 0.88*660 | 硬态 | 71.00 | 93.0 | 710 | 完好 |
| Q195L | 0.80×720 | 硬态 | 73.00 | 91.0 | 693 | 完好 |
| Q195L | 0.80*510 | 硬态 | 73.00 | 89.6 | 682 | 完好 |
| 08A1-X | 0.80*610 | 硬态 | 73.00 | 91.1 | 694 | 完好 |
| 08A1-X | 0.80×505 | 硬态 | 77.0 | 87.9 | 668 | 完好 |
由表2可见，硬度(HRB)≤94；抗拉强度<720MPa但不低于660MPa；90°冷弯(R＝0.5mm)试验全部完好，其检验结果和冷弯试验完全满足用户技术条件和使用要求。
本发明方法可在冷轧氮氢和全氢罩式光亮退火炉使用。
以下提供几个实施例：
实施例1：品种08AL，规格：厚度0.35～0.70mm、宽度430～610mm，工艺过程；一段升温钢带由常温加热到450℃，升温速率为3℃/min；一段保温温度450℃，保温时间1.5小时，吹扫时间1.5小时，吹扫流量7m3/h；二段升温钢带继续加热至500℃，升温速率为0.4℃/min，二段保温温度500℃，保温时间5小时，吹扫流量8m3/h，吹扫时间3小时；炉内喷淋水冷至温度300℃，炉内风冷100℃，出炉。
实施例2：品种Q195，规格：厚度0.71～1.40mm、宽度610～720mm，工艺过程：一段升温钢带由常温加热到455℃，升温速率为3℃/min；一段保温温度455℃，保温时间1.8小时，吹扫时间1.8小时，吹扫流量7m3/h；二段升温钢带继续加热至505℃，升温速率为0.45℃/min，二段保温温度505℃，保温时间5.5小时，吹扫流量8m3/h，吹扫时间3小时；炉内喷淋水冷至温度310℃，炉内风冷至110℃，出炉。
实施例3：品种Q195L，规格：厚度1.41～2.00mm、宽度720～830mm。参见图1，工艺过程：一段升温时间为t1，钢带由常温加热到温度T1为460℃，升温速率为3℃/min；一段保温(t2-t1)温度T1为460℃，保温时间2小时，吹扫时间2小时，吹扫流量7m3/h；二段升温(t3-t2)钢带继续加热至T2为510℃，升温速率为0.5℃/min，二段(t4-t3)保温温度T2为510℃，保温时间6小时，吹扫流量8m3/h，吹扫时间3小时；炉内喷淋水冷至温度305℃，炉内风冷至温度T3为105℃，出炉。
Claims (3)
1.一种冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
a.一段升温：钢带由常温加热到450℃±10℃；
b.一段保温及吹扫：保温温度450℃±10℃，保温时间1.5～2小时；
c.二段升温：钢带继续加热至500℃+10℃；
d.二段保温及吹扫：保温温度500℃+10℃，保温时间5～6小时；
e.冷却出炉；
所述一段保温及吹扫步骤中吹扫流量7m3/h，吹扫时间1.5～2小时；所述二段保温及吹扫步骤中吹扫流量8m3/h，吹扫时间180min。
2.根据权利要求1所述的冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，其特征在于：所述冷却出炉步骤的冷却方法为：炉内喷淋水冷至温度300℃±10℃，炉内风冷300℃风冷至100℃±10℃，出炉。
3.根据权利要求2所述的冷硬钢带1/10硬度调质退火工艺，其特征在于：所述一段升温的升温速率为3℃/min，二段升温的升温速率为0.4～0.5℃/min。
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