供稿|亢業(yè)峰

作者單位：山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司鋼鐵研究院，山東 日照 276800

內(nèi)容導(dǎo)讀

熱鍍鋅板已逐漸取代電鍍鋅鋼板成為家電產(chǎn)品的主要選用鋼材。家電用熱鍍鋅鋼板不但要求具有較高的表面質(zhì)量和板形、尺寸精度，而且還要求具有良好的沖壓加工性能。文章介紹了通過(guò)制定合理的煉鋼、熱軋、冷軋工藝，成功開(kāi)發(fā)具有較低屈服強(qiáng)度、較高斷后伸長(zhǎng)率的家電用微碳熱鍍鋅鋼。經(jīng)過(guò)大批量工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該產(chǎn)品性能穩(wěn)定，滿足相對(duì)復(fù)雜家電零件產(chǎn)品對(duì)沖壓性能的要求。家電用微碳熱鍍鋅鋼的成功開(kāi)發(fā)拓寬了家電用熱鍍鋅板市場(chǎng)，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

近年來(lái)，隨著環(huán)保要求的日益提高及企業(yè)成本優(yōu)化考慮，熱鍍鋅板憑借其生產(chǎn)成本低、耐腐蝕性能強(qiáng)及對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸替代電鍍鋅鋼板成為家電產(chǎn)品的主要選用鋼材。家電用熱鍍鋅板不僅要求較高的表面質(zhì)量和板形、尺寸精度，而且對(duì)一些形狀復(fù)雜的零件還要求有良好的沖壓加工性能。

普通低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼由于屈服強(qiáng)度相對(duì)較高，在相對(duì)復(fù)雜零件生產(chǎn)時(shí)容易產(chǎn)生開(kāi)裂和回彈現(xiàn)象；而微碳鋁鎮(zhèn)靜鋼是將低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的碳含量降為微碳，鋼中碳化物間距增大，有利于r-<111>//ND織構(gòu)形成，r值提高，能有效提高其成形沖壓性能[1]。

技術(shù)要求

微碳熱鍍鋅鋼板要求具有較低的屈服強(qiáng)度和較高的斷后伸長(zhǎng)率，由于連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)微碳鋼成分和性能沒(méi)有規(guī)定，因此通過(guò)與客戶簽訂技術(shù)協(xié)議，對(duì)煉鋼成分和力學(xué)性能作如表1和表2要求。

生產(chǎn)實(shí)踐

煉鋼

微碳熱鍍鋅鋼煉鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵是對(duì)C含量的有效控制，轉(zhuǎn)爐通過(guò)低碳終點(diǎn)控制、保證RH真空度、延長(zhǎng)RH精煉脫碳和脫氣時(shí)間等措施，保證了鋼水中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.030%以下。鋼坯實(shí)際化學(xué)成分如表3所示。

表1 技術(shù)協(xié)議化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

表2 技術(shù)協(xié)議力學(xué)性能

表3 鋼坯實(shí)際化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

熱軋

在熱軋過(guò)程中微碳熱鍍鋅鋼的材料組織主要發(fā)生第二相粒子AlN的固溶和析出、奧氏體的形變和再結(jié)晶、γ/α相變[1]。根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品性能需求，可以優(yōu)化熱軋工藝參數(shù)對(duì)組織(晶粒度)和析出物進(jìn)行有效控制，而影響微碳熱鍍鋅鋼板最終力學(xué)性能的熱軋工藝參數(shù)主要為終軋溫度和卷取溫度。

為了防止熱軋組織出現(xiàn)混晶導(dǎo)致冷軋退火后有利于深沖性能的{111}織構(gòu)組分下降，從而影響鋼板最終成形性能。在實(shí)際生產(chǎn)中提高板坯加熱溫度和優(yōu)化二級(jí)模型，控制微碳熱鍍鋅鋼的熱軋終軋溫度高于奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度Ar3，防止形成熱變形織構(gòu)、產(chǎn)生鐵素體相變。由于熱鍍鋅采用連續(xù)退火工藝，卷取溫度采用高溫U形卷取，在保證通板性能均勻的同時(shí)，使鐵素體晶粒粗大，AlN充分析出并長(zhǎng)大，造成帶鋼屈服強(qiáng)度和時(shí)效性降低。熱軋工藝實(shí)際控制參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 熱軋工藝實(shí)際控制參數(shù)

冷軋

影響微碳熱鍍鋅鋼板屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率的主要因素為退火均熱溫度和光整延伸率。退火是將微碳熱鍍鋅鋼板加熱到A+F兩相區(qū)某一溫度保溫一定的時(shí)間，使其組織軟化和再結(jié)晶。而高的退火均熱溫度和均熱時(shí)間會(huì)使鐵素體晶粒長(zhǎng)大，在晶粒長(zhǎng)大過(guò)程中，小晶粒被大晶粒吞并，晶粒尺寸不均勻性逐步改善，塑性升高[2]。光整主要是為了消除屈服平臺(tái)，改善帶鋼表面狀態(tài)，提高表面鋅層均勻性，對(duì)于微碳鋼而言，提高光整延伸率可明顯降低屈服強(qiáng)度。冷軋工藝實(shí)際控制參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 冷軋工藝實(shí)際控制參數(shù)

金相組織及力學(xué)性能

采用上述各工序工藝控制，微碳熱鍍鋅鋼板的室溫組織主要為多邊形鐵素體，同時(shí)在晶界處分布有條、塊狀滲碳體，內(nèi)部分布少量細(xì)小的滲碳體顆粒，整體晶粒呈現(xiàn)等軸狀，晶粒度為8.5～9.0級(jí)，金相組織見(jiàn)圖1。成品卷的實(shí)際力學(xué)性能見(jiàn)表6。微碳熱鍍鋅鋼板應(yīng)用產(chǎn)品的實(shí)例見(jiàn)圖2和圖3。

圖1 微碳熱鍍鋅鋼板金相組織

表6 家電用微碳熱鍍鋅鋼板實(shí)際力學(xué)性能

圖2 空調(diào)外機(jī)前罩殼面板

圖3 空調(diào)外機(jī)箱頂蓋

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，家電用微碳熱鍍鋅鋼滿足客戶需求，同時(shí)達(dá)到了預(yù)期的研發(fā)目標(biāo)。該鋼種的成功開(kāi)發(fā)為熱鍍鋅鋼板進(jìn)軍家電行業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，拓寬了家電用熱鍍鋅板市場(chǎng)，優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。