冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响探究

冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响探究

丁会云

（中粤马口铁工业有限公司广东中山528437）

摘要：IF钢又称为无间隙原子钢，其在实际应用的过程中具备较强的深冲性以及非时效性，主要应用在现代工业生产中，例如深冲杂罐等。基于此，本文将首先介绍冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计，其次，分析冷轧工艺对IF钢r值的影响效果，最后研究冷轧工艺对IF钢n值的影响效果。

关键词：冷轧工艺；IF钢；实验设计

引言：IF钢在传统生产的过程中，由于生产步骤较为复杂，因此耗费的成本较高，为了提升IF钢的实际加工效率以及加工质量，则针对IF钢的加工工业进行完善优化。冷轧处理能够大大提升IF钢最终的加工性能，使其具备更强的深冲性，本文将对其进行重点研究。

1冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计

塑性应变比r指单向拉伸变形时试样宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。当r>1时,材料在宽度方向收缩比厚度方向变薄更容易,拉伸毛坯的径向收缩不容易起皱,并且拉力也小,传力区不容易拉破。应变硬化指数n是金属薄板在塑性变形过程中,形变强化能力的一种量度，在冲压成形中n值是一个极为重要的参数指标,n值大不仅能提高材料局部应变能力，而且能使应变分布趋于均匀化,提高材料成形时的总体成形极限。在以拉伸为主的材料成形时,n值小的材料由于变形不均匀,变形的部位不能迅速硬化,易产生裂纹。以冲压为主的材料成形时,n值大的材料应变均化能力强,危险断面的承载能力高。

为了能够进一步提高IF钢的加工质量，为下游客户提供更适合深冲、更优良的产品，我们对冷轧工艺的影响效果进行分析。在探究IF钢冷轧工艺对r,n值影响实验的过程中，根据以下步骤进行；将热轧板的厚度为2.5mmmm的IF钢作为实验材料（实验材料成分见表1）：

表1实验材料的成分（%）

对此实验材料分别进行两组实验，一组冷轧工艺为一次冷轧实验和一次退火实验，另一组是进行两次冷轧实验和两次退火实验，并将两组实验的结果进行对比。实验过程使用的轧机为1100六辊冷轧机，采用Zwick/Roell5KN电子拉伸实验机，对IF钢的r,n值进行测量。取样的角度需要分别与轧制方向呈现0度，45度以及90度角，计算平均值。本文设定的总变形率分别为56%、72%、77%、82%、86%。

2冷轧工艺对IF钢r值的影响效果

2.1冷变形次数

本次实验将一次IF钢冷轧工艺与两次IF钢冷轧工艺进行对比，一次加工成型过程中，当总变形率为77%时，r值为1.89，总变形率为82%时，r值为1.71。但是发现经过两次加工时，在总变形率相同的情况下，测得的r值分别变为2.04和2.21。通过以上数据能够看出，在总变形率相同的情况下，一次IF钢冷轧工艺的r值始终小于两次IF钢冷轧工艺的r值。针对一次IF钢冷轧工艺来说，总变形率提升，但是r值并没有提升，反而降低，但是在两次IF钢冷轧工艺实验中，提升变形率，则r值得到了明显的提升。针对这一实验结果，本文将继续针对IF钢冷轧工艺继续研究，确定不同实验条件下存在的影响因素，通过对比分析的方式，确定一种性能最高的IF钢冷轧工艺方法，进而提升IF钢冷轧工艺的实施效果。

2.2变形率分配

在具体的研究中，本文对IF钢的r值进行了测量，并且对不同冷轧过程变形率的控制探究变形率对r值的影响效果。另外为了能够更好探究冷轧过程中变形率对r值的影响，需要对不同总变形率情况下的r值进行测量。在具体的研究过程中，先对一次成型工艺情况下的r值进行实验，总变形率分别是：56%、72%、77%、82%、86%，实验所得数据如下表：

从中可以看出，应用一次冷轧工艺时，当总变形率小于77%时，IF钢的总变形率提升时，r值也会提高，当总变形率大于77%时，IF钢的总变形率提升时，r值降低。

另外本文还探究了两次冷轧成型工艺对r值的影响，选择的探究样本为总变形率为75%的情况。一种加工工艺为第一次变形率为25%，第二次加工变形率为50%。另一种研究方法为第一次变形率为50%，第二次变形率为25%。对于第一种实验方案，最终测得的r值为1.81，而第二种加工方案的r值为2.17，通过对这两个结果的分析可以发现，第二种加工方案较第一种加工方案的r值明显上升，说明第一次冷轧工艺的IF钢变形量能够对钢材的r值造成很大影响，并且当第一次钢材的变形率较大时，最终获取的r值也会大幅提升。

3冷轧工艺对IF钢n值的影响效果

3.1冷变形次数

关于冷轧工艺对IF钢n值的影响的研究也是通过两种实验方式，即一次冷轧加工工艺和两次冷轧加工工艺，总变形率仍然分别为77%、82%，一次冷轧加工工艺在应用过程中，在经过对IF钢的加工后，可以发现当总变形率为77%时，最终获取的n值为0.263，总变形率为82%时，n值上升到0.271。经过两次加工时在总变形率相同的情况下，测得的n值分别是0.301、0.304.

通过对获取结果的分析可以发现，无论采用哪种冷轧工艺，当IF钢的总变形率提升时，钢材的n值都会获得提升，但是通过总变形率的横向比较可以发现，当总变形率相同时，采用两次冷轧成型工艺的钢材n值更大，但是提升效果不明显。

3.2变形率分配

为了能够更好的探究冷轧过程中变形率对n值的影响，以变形率分别为56%、72%、77%、82%、86%，实验所得数据如下表：

n值在0.260-0.271范围内变化，说明一次冷轧总变形率对n值影响不大。

另外同样选择总变形率75%的情况下实验二次冷轧成型对n值的影响，实验分两种，一种加工工艺为第一次变形率为25%，第二次加工变形率为50%。另一种为第一次变形率为50%，第二次变形率为25%。对于第一种实验方案，最终测得的n值为0.322，而第二种加工方案的r值为0.300，结果表明，当首次变形率提升并且IF钢的总变形率相同时，IF钢的n值发生下降。

3.3结果分析

通过对实验获取数据的研究和分析，可以发现冷轧工艺对IF钢的r值与n值都有一定影响，通过对IF钢微观结构的研究，发现采用热轧工艺时，变形率高于90%时能够获取最佳的r值，但是在冷轧工艺中，当变形率到达77%时，IF钢的r值会有所下降，在对IF钢进行处理时，要提升冷轧钢的r值，需要对变形率进行控制。而应用两次冷轧工艺进行处理时，可以发现首次冷轧变形率对r值有很大影响，而两次冷轧工艺较一次冷轧工艺所获得的r值明显提升，并且IF钢n值也有这一特点，所以可以确定，在冷轧工艺的应用中，经两次冷轧工艺对IF钢的性质提升有很好效果。

结论：综上所述，随着人们对IF钢冷轧加工的关注程度逐渐提升，如何保证IF钢冷轧加工质量，成为有关人员关注的重点内容。本文通过研究冷轧工艺对IF钢r值、n值的影响发现，对其进行研究，能够大大提升IF钢冷轧加工实施的有效性，为今后IF钢冷轧加工工艺的发展奠定基础。

参考文献：

[1]张锦刚,刘沿东,蒋奇武,贺彤,王刚,左良.异步冷轧工艺对IF钢织构的影响[J].材料与冶金学报,2006(02):129-132.

[2]李晋霞,刘占英,李艳娇,刘相华,王国栋.冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响[J].钢铁研究学报,2002(01):16-18.