供稿|王魯寧 / WANG Lu-ning

內容導讀

304硬態(tài)不銹鋼根據其硬度不同可分為1/4H、1/2H、3/4H和H四種。為進一步開拓不銹鋼市場，逐步完善本鋼不銹鋼品種結構，文章對SUS304鋼種的加工硬化曲線進行研究，并結合現有生產條件編制了SUS304(3/4H)硬態(tài)鋼的試制工藝方案：20輥森吉米爾軋機軋制→冷帶退火酸洗機組脫脂清洗→重卷拉矯。本鋼不銹鋼冷軋丹東有限責任公司進行了冷軋工藝生產實踐，成功制成2.23 mm×1250 mm的SUS304(3/4H)不銹鋼冷軋產品，力學性能指標、表面質量和板形均達到用戶使用要求。

隨著市場經濟的發(fā)展，用戶對冷軋產品的質量要求越來越高，因而在不降低普通不銹鋼的力學性能和抗腐蝕性能的情況下，賦予SUS304冷軋產品高強度性能就成為不銹鋼發(fā)展的新方向之一，并且高強度不銹鋼也有著廣闊的市場前景和發(fā)展空間。304硬態(tài)不銹鋼根據其硬度不同可分為1/4H、1/2H、3/4H和H四種。304硬態(tài)不銹鋼因表面美觀、使用多樣化且耐腐蝕性能好、比普通不銹鋼耐用、強度高、常溫加工、不必表面處理、生產簡便、維護簡單、光潔度高、焊接性能好等優(yōu)點，是不銹鋼領域的新興產品。本鋼不銹鋼冷軋丹東有限責任公司采用“20輥森吉米爾軋機一次軋制→脫脂清洗→拉矯”的工藝流程成功試制了2.23 mm×1250 mm的SUS304(3/4H)不銹鋼冷軋產品，力學性能等各項指標達到標準和用戶使用要求。

生產工藝

SUS304(3/4H)不銹鋼的冷軋原料為3.0 mm×1250 mm的熱軋帶鋼，冷軋后的厚度設定為2.23 mm，厚度公差±0.005 mm。

軋制工藝

不銹鋼硬態(tài)產品主要是通過一定的冷軋變形量，產生加工硬化，使材料達到預期的強度和硬度。加工硬化可被用作強化金屬的途徑，而軋制正是產生加工硬化的主要方式。因此，軋制工藝是硬態(tài)不銹鋼冷軋生產中的關鍵步驟。根據韓飛的研究[1]，加工硬化主要機制有位錯強化、晶界強化、第二相粒子強化和應變誘發(fā)相變強化等。實際上，強化并不是由單一機制所決定的，多數情況下是幾種機制綜合作用的結果。

由圖1和圖2可知，隨著工程應變的增加，屈服強度σ0.2、抗拉強度σb、硬度HV和屈強比σ0.2/σb均逐步提高，延伸率逐步降低，說明隨著變形量的增加，304奧氏體不銹鋼產生了明顯的加工硬化，強度和硬度指標顯著提高、塑性下降。

圖1 預加工變形量對試樣力學性能的影響

圖 2 預變形量對304奧氏體不銹鋼力學性能的影響

◆ 軋制規(guī)程

試制SUS304硬態(tài)鋼的軋制規(guī)程如表1所示，采用3道次軋制，目標厚度為2.23 mm。為保證每道次軋制目標厚度，每道次軋制后測量帶鋼的厚度。

表1 軋制規(guī)程

◆ 配輥要求

配輥要求對軋制的穩(wěn)定性和板形有較大影響，配輥要求見表2。工作輥上機前，對工作輥輥面進行檢查，以保證輥面質量。在軋制過程中，如果由于工作輥造成表面質量缺陷，及時更換工作輥。

表2 配輥要求

脫脂工藝

SUS304硬態(tài)鋼的脫脂工藝在冷帶退火酸洗機組進行。由于冷軋采用軋制油進行軋制，故為保證硬態(tài)鋼最終成品使用要求，需進行脫脂清洗去除帶鋼表面上的軋制油。脫脂線全線輥組通道進行巡檢，確保清潔，脫脂段電導率設定2 μS/cm、溫度設定80℃，為避免脫脂液和水印殘留，漂洗段的流量設定≥5 m3/h。

重卷拉矯工藝

通過重卷拉矯工藝參數的拉矯、抗橫彎、矯平、延伸率的設定，進一步改善帶鋼的板形，工藝參數如表3所示。

表3 拉矯工藝參數

輔助工藝

經過清洗單元對帶鋼表面進行清理，在清洗段尾部的烘干單元對其烘干，然后通過對圓盤剪操作側和傳動側的剪刃的重合量和間隙量適當調整，最后經由檢驗→包裝繳庫→發(fā)貨。

試制情況及結果分析

厚度精度及表面質量

在軋制過程中，對每道次的軋制目標厚度進行測量并與測厚儀顯示厚度進行對比，具體見表4。

攝影 劉繼鳴

表4 厚度對比情況

從表4可知，軋制后實際厚度與規(guī)程設定及測厚儀顯示厚度相符，且最終實際目標厚度與設定值公差在±0.01 mm以內，達到預期的厚度公差范圍。同時在重卷機組對成品取樣進行厚度二次確認，分別對樣片邊部和中間厚度進行測量，測量值分別為2.228、2.228和2.229 mm，厚度達到預期目標。經拉矯后的板形和表面質量也良好。

力學性能

根據標準檢測拉伸性能和硬度，結果見表5。由檢驗結果可知，各項指標均滿足標準要求。

結束語

(1) SUS304(3/4H)試制工藝流程及工藝參數能較好保證產品的力學性能、表面質量和厚度精度，產品最終得到用戶認可。

表5 力學性能檢驗結果

(2) SUS304(3/4H)的試制成功為本鋼不銹鋼后續(xù)完善品種結構，增加高附加值產品比例，進而提高市場競爭力奠定堅實的基礎。