建龙集团SO8Al冷轧钢板的生产工艺优化与Q235钢的腐蚀行为研究

摘要

S08Al冷轧钢板和Q235钢是建龙钢铁集团股份有限公司（以下简称建龙集团）生产的主要产品中的两个量大面广产品，其能否满足用户要求地被生产是左右企业发展的关键。
　　S08Al冷轧深冲钢生产工序复杂，涉及冶炼、热轧、酸洗、冷轧、退火和平整等工序。每一工序工艺制度的优劣都影响到最终产品的质量。建龙集团公司在经过化学成分优化、热轧工艺提升及冷轧退火工艺优化后取得了S08Al冷轧深冲钢生产的初步成功。但是，随着市场竞争的日益剧烈、产品用途的不断延伸、制造成本的不断增加，市场和下游客户对冷轧产品提出了更高的要求。建龙集团生产的Q235钢主要应用于河北省唐山市工业区，在这一地区应用过程中的耐腐蚀行为是用户是否能够使用的衡量标准。
　　本文以建龙集团唐山建龙实业有限公司生产的S08Al冷轧深冲钢和Q235钢为研究对象（以下简称实验用钢），通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热模拟、力学性能测定、大气暴晒实验、腐蚀失重测量、锈层结构分析等分析测试技术，研究了S08Al钢在不同条件下的热变形行为、卷取温度和退火温度对该实验用钢组织、性能和织构的影响，Q235钢在特定环境下的腐蚀行为以及锈层结构，获得的主要结论如下:
　　1.利用单道次压缩实验研究了S08Al深冲用钢以0.01～10s-1的应变速率在700～1050℃温度范围的热变形行为，所得结果如下:
　　(1)在奥氏体区热变形激活能为273kJ/mol，其热变形方程为:(ε)=3.5543×103[sinh(α·σp)]455exp(-273000/RT)(→)
　　(2)在铁素体区动态软化激活能为282kJ/mol，其热变形方程为:(ε)=8.4796×1012[sinh(α·σp)]334exp（-282000/RT).
　　2.在本研究所设计的卷取温度下，综合S08Al深冲用钢热轧板和冷轧板退火后的力学性能，卷取温度在592℃时，冷轧板退火后{111}织构组分的百分含量最高，{111}/{001}<110>的比值最大。所以在592℃卷取，S08Al深冲用钢可获得最优的深冲性能。
　　3.冷轧压下率为73.3％和90％的S08Al深冲用钢均在690℃退火后的组织和综合力学性能最优，{111}织构组分的百分含量最高，{111}/{001}<110>的比值最大。所以在690℃退火的S08Al深冲用钢可获得最优的深冲性能。
　　4.S08Al深冲用钢在700℃退火组织中出现了大晶粒和对深冲性能有害的半网状和网状渗碳体，因此退火温度应该控制在700℃以下。
　　5.在终轧温度偏低、卷取温度偏高的S08Al深冲用钢热轧边部组织中均出现了近表面晶粒粗大和不同程度的混晶现象，热轧组织的缺陷通过退火处理不能得到明显的改善;这样的实验用钢退火后渗碳体呈链状分布显著，退火温度的改变和第二段升温速率的改变对渗碳体的形态和分布没有明显改善。
　　6.普碳钢Q235在唐山工业区的腐蚀远高于城市大气环境，并且腐蚀过程分为三个阶段，加速腐蚀主要发生在第二和第三阶段;该钢在该区域的腐蚀产物以羟基氧化铁和四氧化三铁为主，硫酸根离子是影响该钢第二次快速氧化的主要因素。
　　7.Q235钢在唐山重工业区大气暴晒腐蚀产物主要由FeOOH和Fe3O4相组成，且随着腐蚀时间的延长，在腐蚀产物中出现了硫酸亚铁相，并主要富集在外锈层中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 冷轧深冲用钢

1．1．1 冷轧深冲用钢的发展与现状

1．1．2 国外深冲用钢的生产现状

1．1．3 国内深冲用钢的生产现状

1．2 冷轧深冲用钢的生产工艺流程

1．2．1 冶炼工艺

1．2．2 热轧工艺

1．2．3 冷轧工艺

1．2．4 退火工艺

1．2．5 平整工艺

1．3 冷轧深冲用钢的成形性能

1．3．1 冲压性能的定义

1．3．2 成形指标

1．4 织构

1．4．1 织构的常见类型

1．4．2 常见织构对成形性能的影响

1．5 热加工过程中金属的动态回复和再结晶行为

1．5．1 金属的热形变应力-应变曲线

1．5．2 金属的动态再结晶

1．6 建龙集团Q235钢的生产过程、应用区域和用户要求

1．6．1 建龙集团Q235钢的生产过程

1．6．2 建龙集团Q235钢的应用区域和用户要求

1．7 建龙集团Q235钢应用区域耐蚀性能研究现状

1．8 本论文的研究内容与意义

第2章 冲压用钢S08Al的热变形行为研究

2．1 实验材料

2．2 变形工艺

2．3 实验结果与分析

2．3．1 实验用钢的热变形行为

2．3．2 实验用钢的热变形方程

2．4 本章小结

第3章 卷取温度对冲压用钢S08Al组织、性能和织构的影响

3．1 实验材料

3．2 处理工艺

3．3 组织观察与性能测试

3．4 实验结果与分析

3．4．1 卷取温度对S08A1热轧试样组织、性能影响结果

3．4．2 卷取温度对S08A1退火试样组织、性能和织构的影响结果

3．5 本章小结

第4章 退火温度对冲压用钢S08Al组织、性能和织构的影响

4．1 实验材料

4．1．1 冷轧压下率为73．3％的实验材料

4．1．2 冷轧压下率为90％的实验材料

4．2 处理工艺

4．2．1 冷轧压下率为73．3％的处理工艺

4．2．2 冷轧压下率为90％的处理工艺

4．3 组织观察与性能测试

4．4 实验结果与分析

4．4．1 冷轧压下率为73．3％的实验结果与分析

4．4．2 冷轧压下率为90％的实验结果与分析(3．0mm厚热轧板)

4．4．3 冷轧压下率为90％的实验结果与分析(3．5mm厚热轧板)

4．5 本章小结

第5章 冲压用钢S08Al组织稳定性研究

5．1 实验材料

5．2 处理工艺

5．3 组织观察与性能测试

5．4 实验结果与分析

5．4．1 热轧实验结果与分析

5．4．2 退火实验结果与分析

5．5 本章小结

第6章 Q235普碳钢在河北省唐山工业区的大气腐蚀行为研究

6．1 实验材料与实验方法

6．1．1 实验材料

6．1．2 实验方法

6．2 结果与讨论

6．3 本章小结

6．4 展望和建议

第7章 结论

参考文献

致谢

攻读博士学位期间取得的成果

作者简介