冷变形工艺对IF钢深冲性能的影响

冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响探究发表时间：2019-03-20T13:51:06.623Z 来源：《科技新时代》2019年1期作者：丁会云[导读] IF钢又称为无间隙原子钢，其在实际应用的过程中具备较强的深冲性以及非时效性，主要应用在现代工业生产中，例如深冲杂罐等。

（中粤马口铁工业有限公司广东中山 528437）摘要：IF钢又称为无间隙原子钢，其在实际应用的过程中具备较强的深冲性以及非时效性，主要应用在现代工业生产中，例如深冲杂罐等。

基于此，本文将首先介绍冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计，其次，分析冷轧工艺对IF钢r值的影响效果，最后研究冷轧工艺对IF钢n值的影响效果。

关键词：冷轧工艺；IF钢；实验设计引言：IF钢在传统生产的过程中，由于生产步骤较为复杂，因此耗费的成本较高，为了提升IF钢的实际加工效率以及加工质量，则针对IF钢的加工工业进行完善优化。

冷轧处理能够大大提升IF钢最终的加工性能，使其具备更强的深冲性，本文将对其进行重点研究。

1 冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计塑性应变比r指单向拉伸变形时试样宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。

当r>1时,材料在宽度方向收缩比厚度方向变薄更容易,拉伸毛坯的径向收缩不容易起皱,并且拉力也小,传力区不容易拉破。

应变硬化指数n是金属薄板在塑性变形过程中,形变强化能力的一种量度，在冲压成形中n值是一个极为重要的参数指标, n值大不仅能提高材料局部应变能力，而且能使应变分布趋于均匀化,提高材料成形时的总体成形极限。

在以拉伸为主的材料成形时, n值小的材料由于变形不均匀,变形的部位不能迅速硬化,易产生裂纹。

以冲压为主的材料成形时, n值大的材料应变均化能力强,危险断面的承载能力高。

为了能够进一步提高IF钢的加工质量，为下游客户提供更适合深冲、更优良的产品，我们对冷轧工艺的影响效果进行分析。

在探究IF 钢冷轧工艺对r,n值影响实验的过程中，根据以下步骤进行；将热轧板的厚度为2.5mmmm 的IF钢作为实验材料（实验材料成分见表1）：表1实验材料的成分（%）对此实验材料分别进行两组实验，一组冷轧工艺为一次冷轧实验和一次退火实验，另一组是进行两次冷轧实验和两次退火实验，并将两组实验的结果进行对比。

对IF钢组织性能影响因素的分析IF钢(Interstitial Free Steel)又叫无间隙原子钢，是继沸腾钢与铝镇静钢之后自动化工业广泛应用的又一代深冲用钢。

IF钢的特点是含碳量很低，加入Ti和Nb之后，形成Ti和Nb的C、N化合物。

由于钢中无间隙原子，而使其具有优异的深冲性能：高塑性应变比、高延伸率、高硬化指数以及较低的屈强比，并具有优异的非时效性，因此被誉为第三代超深重用钢而广泛应用于汽车制造等行业[1]。

IF钢按添加的微合金元素不同，通常分为Ti—IF钢、Nb—IF钢和(Nb+Ti)一IF钢，影响IF钢组织性能的因素有很多，总结起来有两大类：一是材质本身的因素，包括所含化学成分的影响，二是加工工艺的影响。

下面分别就两方面的影响因素予以具体阐述。

首先，介绍一下IF钢的成型性及其评价。

（一）IF钢的成型性及其评价汽车用钢板几乎全部经过冲压成型，所以成型性的好坏是材料面临的首要问题。

所谓成型性是指钢板在承受变形过程中抵抗失效的能力。

它除了与材料本身特性有关外还与变形条件有关。

评价钢板成型性能的指标有两大类，即基本成型性能指标和模拟成型性能指标。

前者是对材料本身性能的反映，取决于材料生产过程中的冶金因素；后者是对材料在某种变形条件下成型性能的反映，与具体的变形工艺有关。

与上述两大类成型性能指标相对应的实验方法中，应用最广泛的的成型性能实验是单向拉伸实验，而Swift冲杯实验、扩孔实验、极限拱高实验都是模拟成型性能实验。

单向拉伸实验获得两个主要的基本成型指标：加工硬化指数(n值)和塑性应变比(r值)，同时还可获得屈服强度(Ys)、拉伸强度(Ts)和延伸率等。

加工硬化指数(n值)是钢板在塑性变形过程中形变强化能力的一种量度，是评价板材在拉胀时成形性能的指标。

钢板在成形过程中，变形大的部位首先硬化，n值越高，硬化程度越强，变形越困难，促使变形小的部位的金属向变形大的部位流动，使整体钢板变形区域均匀，从而提高了钢板的成形性能。

国内外超低碳IF钢炼钢工艺分析超低碳IF钢是一种具有良好冷变形性能和高力学性能的钢种，广泛应用于汽车制造、机械制造等领域。

为了提高超低碳IF钢的质量和性能，炼钢工艺起到了关键作用。

本文将从国内外超低碳IF钢炼钢工艺的原理和特点、工艺优化及发展趋势等方面进行分析。

1.选择合适的原料组成和冶炼条件，确保钢液中碳含量低且均匀分布。

2.采用低氧强还原剂和保护气体，减少氧化物含量，防止夹杂物的生成。

3.控制炉温和保温时间，保持钢液温度稳定以提高成分均匀性。

4.采用合适的合金化方法，添加微量合金元素改善钢种的性能。

超低碳IF钢的炼钢工艺优化主要包括以下几个方面：1.优化原料选择和配料比例，选择高质量的钢坯和优质的铁合金，提高产品的质量和性能。

2.改进冶炼设备和工艺流程，通过合理的搅拌和保温方式，降低碳和合金元素的损失，提高工艺效率。

3.控制炉温和保温时间，采用先进的温度控制系统，保证炉温的稳定性，提高钢液的成分均匀性。

4.优化合金化方法，通过改变合金添加时间和合金元素的配比，提高合金元素的利用率，改善钢种的性能。

目前，国内外超低碳IF钢炼钢工艺发展的趋势主要体现在以下几个方面：1.工艺自动化：通过引入先进的自动控制系统，实现对整个炼钢过程的自动化控制，提高生产的稳定性和质量。

2.工艺精细化：通过优化炼钢工艺参数和工艺流程，控制各个环节的时间和温度，实现精确的合金化和冶炼过程，提高产品的性能。

3.绿色环保：采用清洁能源和环保材料，减少二氧化碳的排放和对环境的污染，实现绿色炼钢。

4.资源循环利用：通过废钢回收和炼钢渣的综合利用，降低资源浪费和能源消耗，实现资源的循环利用。

综上所述，国内外超低碳IF钢炼钢工艺的发展正朝着工艺自动化、精细化、绿色环保和资源循环利用的方向发展。

这将进一步提高超低碳IF钢的质量和性能，满足不同领域对高性能钢的需求。

冷轧及退火工艺对（Ti＋Nb）－IF钢组织性能的影响周欢1,2，赵爱民1，陈银莉1，滕涛1（1.北京科技大学冶金工程研究院，北京100083；2.宝钢特殊钢分公司，上海200940）摘要：研究了冷轧总压下率、退火温度及保温时间对（Ti＋Nb）－IF钢组织和性能的影响。

结果表明：当冷轧总压下率达到75％时，高温退火后r值就达到1.80以上，并随压下率的增大而上升，到85％时，r值达到最大值2.10左右，当冷轧总压下率达到90％时，r值开始下降。

超低碳（Ti＋Nb）－IF钢热轧板经80％压下率冷轧后，退火温度低于850℃时，r值随退火温度的上升而上升，850℃以上退火时，r值受退火温度影响不明显，r值保持在1.95左右。

在850℃以上高温退火条件下，保温时间在60s～120s之间时，r值受保温时间影响很小。

关键词：（Ti＋Nb）－IF钢；冷轧；退火；r值The Effects of Cold Rolling and Annealing Technology onMicrostructure and Properties of（Ti + Nb）-IF SteelZHOU Huan1,2，ZHAO Aimin1，CHEN Yinli1，TENG Tao1( 1. Research Institute of Metallurgy Engineering,University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;2.Baoshan Iron & Steel Co. Ltd. Special Steel Branch, Shanghai 200940)Abstract: The effects of cold rolling reduction, annealing temperature and holding time on microstructure and properties of (Ti+Nb)-IF Steel was studied. The results show that, when total cold rolling reduction reaches 75％, r value can reach above 1.80 after annealing at high temperature and increases with the cold rolling reduction growth, until 85％, r value reaches about 2.10, then r value begins to decrease when total cold rolling reduction reaches 90％. After (Ti+Nb)-IF steel hot rolling sheets cold rolled by 80％ reduction, when annealing temperature below 850℃,r value increases with annealing temperature growth. The effects of annealing temperature on r value is not marked when annealing temperature above 850℃, then r value maintains about 1.95. Under the condition of annealing temperature above 850℃, when holding time is between 60s and120s, the effects of holding time on r value is very small.Key words: (Ti+Nb)-IF steel；cold rolling；annealing；r value1 前言IF钢（Interstitial Free Steel），即无间隙原子钢，是在超低碳钢（C<0.005％，N<0.003％）中加入一定量的Ti、Nb，使钢中C、N原子被固定成碳化物、氮化物，而钢中无间隙原子存在，从而使钢具有非时效性和超深冲性。

冷变形的特点及应用冷变形是指材料在低温下发生塑性变形的现象。

与常温下的塑性变形相比，冷变形具有以下几个特点：1. 温度影响：冷变形发生在低温下，一般为材料的固定温度下进行变形。

温度的降低会使材料的塑性变形能力降低，增加了材料的强度和硬度。

因此，在进行冷变形时，需要施加更大的应力才能使材料发生塑性变形。

2. 麻痹效应：冷变形会使材料表面产生麻痹效应，即材料表面的晶粒被拉长，使其变得细长而不规则。

这种细长的晶粒会使材料的塑性变形能力降低，增加了材料的强度和硬度。

3. 冷变形强度：冷变形会使材料的强度和硬度增加。

在冷变形过程中，材料的晶体结构会发生改变，晶粒会被拉长并细化，这种细化的晶粒结构会使材料的强度和硬度增加。

4. 冷加工硬化：冷变形会使材料的硬度增加，这是由于冷变形过程中材料的晶体结构发生了改变，晶粒会被拉长并细化。

这种细化的晶粒结构会增加材料的位错密度，从而增加了材料的硬度。

冷变形具有以下几个应用：1. 冷轧：冷轧是一种常见的冷变形加工方法，用于制造薄板和带材。

冷轧过程中，金属材料通过辊道冷却后，在低温下被压制成所需的形状。

冷轧可以使材料的强度和硬度增加，同时还可以提高材料的表面质量和尺寸精度。

2. 冷拉伸：冷拉伸是一种将金属材料拉伸至所需尺寸的加工方法。

在冷拉伸过程中，材料在低温下被拉伸，从而使其形状发生变化。

冷拉伸可以使材料的强度和硬度增加，同时还可以提高材料的表面质量和尺寸精度。

3. 冷挤压：冷挤压是一种将金属材料通过模具压制成所需形状的加工方法。

在冷挤压过程中，材料在低温下通过模具的挤压作用，使其发生塑性变形。

冷挤压可以使材料的强度和硬度增加，同时还可以提高材料的表面质量和尺寸精度。

4. 冷锻：冷锻是一种将金属材料通过模具的冷锻作用，使其形状发生变化的加工方法。

在冷锻过程中，材料在低温下被模具锤击，从而使其发生塑性变形。

冷锻可以使材料的强度和硬度增加，同时还可以提高材料的表面质量和尺寸精度。