由于冷轧精密不锈钢薄带深加工工艺的特殊要求, 对冷轧精密不锈钢钢带提出了在不降低钢带的防腐蚀能力的前提下降低它的冷轧应力或组织应力。同时在降低冷轧精密不锈钢薄带的冷轧应力的同时还必须改善钢带机械性能的各向异性现象, 改善钢带的冲压性能。为此我们对冷轧精密不锈钢薄带的去应力处理的工艺作了如下的试验。以找出适合不同要求的去应力热处理工艺。
冷轧精密不锈钢薄带的冷轧应力主要是钢带在冷轧过程中变形马氏体的取向性和析出碳化物在钢带内部分布的不均匀性而产生的。要达到在不降低钢带的防腐蚀性能, 又必须改善钢带机械性的各向异性, 同时又不能改变钢带本身机械性能。去应力处理只能通过加热的方法促使钢带内部的不均匀分布的碳化物迁移达到均匀化的目的, 同时改善变形马氏体的取向性, 要达到以上目的, 有以下两种热处理的办法。
(1) 对钢带加热到钢带在冷轧过程中产生的碳化物能溶解的温度 (一般在815℃以上) , 同时在该温度保持一段时间, 然后快速冷却通过 (815℃～420℃的铬晶间析出沉淀区域) , 在该温度区域, 钢带内部的冷轧析出物的碳化物会发生溶解, 部分马氏体也会发生溶解, 所以该方法对钢带的冷轧应力会去的比较干净, 但会比较大的程度改变钢带本身的机械性能。
(2) 将钢带加热到200℃～425℃的温度区域内保持一段比较长的时间, 然后冷却。该方法去应力的效果随着保温的时间的增加而增加, 同时能改善钢带本身的机械性能, 特别是能在不改变钢带本身的机械性能的前提下改善钢带的各向异性, 提高钢带的冲压性能和化学加工性能。该方法的缺点是热处理的时间比较长。
对冷轧不锈钢薄带的去应力工艺我们选择了上述的第二个方法。
试验钢种我们选择了SUS301钢种, 因为SUS301的加工硬化倾向比较大, 冷轧应力大。市场针对性强。
我们采取了不同的冷轧加工量的钢带, 不同的去应力处理温度, 不同的去应力热处理时间, 然后测试钢带的屈服强度, 抗拉强度和延伸率, 比较钢带纵向和横向的变化。测试结果如下。
从上表中发现SUS301钢带的冷轧压下率达到40%时, 在不同温度的去应力结果中温度为400℃时钢带的屈服强度和抗拉强度比冷轧状态提高了2.79, 纵向和横向的性能比分别达到了0.98和0.96, 延伸率比达到了92.3%在上述4种温度中为较合适的状态, 而400℃中去应力时间2 h的比去应力1 h的性能还好些, 尤其是纵向和横向的延伸率为100%。
SUS301钢带的冷轧压下率达到50%时, 在不同温度的去应力结果中温度为270℃和340℃时钢带的屈服强度和抗拉强度达到了最高值, 纵向和横向的性能比分别达到了0.99和0.98, 延伸率比达到了88.9%和87.5%。但钢带在400℃处理后它的延伸率纵向和横向比达到了100%的较合适的状态, 随着温度的升高和时间的延长, 钢带的屈服强度和抗拉强度多产生了不同程度的明显下降。延伸率纵横向比也下降到50%。
在制定去应力处理工艺对温度作筛选时, 我们对400℃, 450℃和550℃三种不同的温度作了相同的热处理后做了他们的晶间腐蚀的性能测试, 测试结果显示温度450℃是个分界线, 400℃钢带没有晶间腐蚀现象出现, 450℃钢带出现了极轻微的晶间腐蚀现象, 而550℃处理的钢带出现了晶间腐蚀现象, 因此本次去应力热处理的温度选择确定在270℃到450℃的温度区间。
在本试验中发现不管钢带的冷变形量的大小, 钢带在400℃温度下, 钢带的屈服强度达到了提高 (与冷轧态钢带相比) , 钢带的L向和C向比达到了较理想的比 (0.98～0.99) 延伸率比达到了0.97～0.99。说明钢带的各向异性得到了比较理想的改善, 虽然在270℃和340℃去应力后钢带的性能也达到了预期值, 但在去应力时间是400℃的4～8倍。到温度提高到450℃时钢带的屈服强度开始下降了, 钢带的抗拉强度却开始上升, 它的纵向和横向的延伸率产生了较大的差异。最大的可有50%的差异。说明钢带的各向异性没有得到改善。
(1) SUS301不锈钢冷轧精密钢带去应力热处理温度在400℃～270℃之间, 钢带的屈服强度, 抗拉强度相比冷轧态钢带有所提高, 钢带的纵向和横向的延伸率比, 屈服强度比和抗拉强度比达到了0.97～0.98, 钢带的各向异性得到了很大改善, 表示了钢带内部的应力分布得到了均匀化。缓和了因冷轧变形而产生的晶粒位错产生的应力。
(2) 在去应力热处理文帝450℃时钢带的屈服强度和抗拉强度发生了降低现象, 纵横向的延伸率差异加大, 同时开始出现晶间腐蚀现象。
(3) 根据去应力处理的目的, 提高钢带的抗变形能力的去应力热处理的温度选择270℃～380℃, 改善钢带的加工应力去应力处理温度选择380℃～420℃左右。而热处理保温时间视生产情况决定, 原则是保温时间长些为佳。如果用TA炉, 则视路子的加热段的长度来决定。
摘要：介绍关于冷轧精密不锈钢薄带的去应力处理应用, 以及具体作业原理和温控区间试验对比。
关键词：不锈钢薄带,碳化物,冷轧压下率,去应力热处理温度
[1] 张文华.不锈钢及其热处理[M].辽宁科学技术出版社, 2010, 6.
[2] 李启中.腐蚀原理[M].北京:水力水电出版社, 1984.
[3] GBT3280-2007, 不锈钢冷轧钢板和钢带[S].
