美標結構用鍍鋅板SS80-1產品開發

文/閆磊 楊躍，河鋼邯鋼技術中心

美標結構用鍍鋅板SS80-1產品開發

文/閆磊 楊躍，河鋼邯鋼技術中心

利用Gleeble-3500熱模擬試驗機研究了SS80-1高強度鍍鋅板的連續退火工藝對組織的影響，確定了SS80-1的退火工藝制度，采用溫度490±5℃的退火工藝進行工業生產，鋼板性能達到屈服強度屈服強度Rp0.2≥550MPa， 抗拉強度Rm≥660MPa，斷后延伸率A50≥7%。

高強度鍍鋅板；連續退火；組織

1 前言

目前，典型的熱鍍鋅高強鋼主要有低合金高強鋼系列、雙相高強鋼，高強結構用鋼系列等，具有較高的強塑積，在節能減排和輕量化發展中起到積極作用。但由于上述鋼種均加入了較多的合金，使制造成本升高，變形抗力增加，最終導致屈服強度550MPa級高強度鍍鋅的厚度規格局限在0.8mm以上，難以滿足0.5mm以下薄規格高強度鍍鋅板的市場需求。針對這一問題，本文研究了薄規格高強度鍍鋅板產品的生產工藝，以滿足不同市場的需求。

2 主要技術要求

根據美國標準ASTM A653/A653M的要求，SS80-1的技術要求見表1。

表1 SS80-1產品主要化學元素和力學性能要求

3 工藝分析

為了保證產品厚度，降低酸軋變形抗力，同時提高產品強度，計劃采用C-Mn鋼成分體系，添加鈮鈦等貴重金屬元素，通過熱軋和鍍鋅退火工藝控制得以保證產品的強度。

3.1 試驗方案及方法

采用軋硬態的硬質鋼板，延軋制方向剪取P7試樣，利用Gleeble-3500熱模擬試驗機進行模擬連續退火實驗。考慮到薄規格產品的表面質量，選擇120m/min帶鋼退火運行速度，選擇500、520℃、540℃、560℃、580℃5個退火溫度。

退火試驗后，用光學顯微鏡40MAT觀察試樣顯微組織，在QUASAR600型全自動拉力試驗機上進行力學性能測試。

3.2 實驗結果及分析

（1）各實驗溫度下冷軋鋼板的力學性能如表3所示。

表3 各實驗溫度下冷軋鋼板的力學性能數據統計

由表3中力學性能可以看出，在模擬在線速度120m/min一定的情況下，隨著退火溫度的提高，產品的屈服強度和抗拉強度在逐漸下降，斷后延伸率在逐漸上升。

各溫度退火后冷軋鋼板的金相組織，見圖1。

圖1 不同退火溫度下冷軋鋼板金相組織比較

退火溫度在500-520℃時，鋼板未發生再結晶，處于回復階段，具有明顯的帶狀組織，金相如圖1a、b所示，此時；540℃時鋼板已經發生再結晶，出現了原始晶界如圖1c所示；隨著退火溫度的提高，再結晶晶粒進一步長大，560-580℃時鋼板出現了明顯的再結晶組織，鋼板的屈服強度、抗拉強度降低，延伸率升高。

根據模擬實驗的結果，為了獲得SS80-1要求的強度，提高成材率，退火溫度設定在540℃左右。

3.2 鍍鋅工藝試制

鋼板冷軋后晶粒扭曲變形，形成帶狀組織，同時位錯堆積產生應變強化，使強度升高。因此，鍍鋅工藝的控制關鍵是根據產線的能力，設定適當的速度、溫度，控制產品的回復再結晶的程度，使產品力學性能達到標準要求。同時兼顧鍍鋅產品的表面質量，確保產線生產順行和產品質量滿足技術要求。

生產實踐證明，通過適當控制退火溫度和退火速度，使入鋅鍋溫度與速度相匹配不但保證了產品的力學性能，而且穩定了鋅鍋熱平衡，保證了產品表面質量，達到了穩定生產的預期狀態。

4 力學性能和金相組織分析

4.1 力學性能

SS80-1的屈服強度分布在550～660MPa之間，抗拉強度分布在660～690MPa之間，延伸率分布在7～11%。

4.2 金相組織

SS80-1的金相組織為未完全再結晶組織，組織為F+少量P，晶粒為軋制后拉長態晶粒。

5 結語

（1）采用低碳鋼成分體系，通過控制退火溫度可實現超薄規格0.45mmSS80-1高強度鍍鋅產品的生產；

（2）采用490±5℃的退火溫度，可保證SS80-1產品的屈服強度Rp0.2≥550MPa， 抗拉強度Rm≥660MPa，斷后延伸率A50≥7%。

閆磊（1980-），男，2008年畢業于昆明理工大學材料學專業，河北邢臺人，工程師，碩士。