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紧凑式带钢生产技术(Compact Strip Production)作为薄板坯连铸连轧技术中应用最广泛的技术之一,它是一种将铸造、轧制结合一体的短流程生产线,具有低成本、适应性强、生产效率高、能耗低等优点,被国内外钢铁企业广泛应用于生产冷轧薄板。由于CSP工艺具有连铸拉速快、直接热装、冷却速度快等传统工艺不具有特点,使CSP工艺生产钢铁材料具有新的研究价值。本文以某钢厂CSP生产线上各个工艺流程下生产的低碳微合金钢为研究对象,利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、全自动拉伸试验机等设备,研究了CSP生产线上铸坯加热工艺、卷取温度和退火工艺对实验用钢组织和性能的变化规律,希望能为实际生产提供指导意义。主要研究结果如下:在实验室条件下研究了加热工艺对实验用钢铸坯奥氏体晶粒尺寸和微合金元素回溶的影响规律,结果表明:本实验用钢的奥氏体粗化温度为1050℃,保温时间超过15 min后,奥氏体开始粗化。实验用钢中所添加的Nb、Ti微合金元素以(Ti,Nb,Mn)C复合第二相粒子存在于钢基体中,当加热温度低于1100℃时,大部分第二相粒子未能回溶,当加热温度高于1100℃时,大部分第二相粒子重新回溶。研究了卷取温度对热轧低碳微合金钢组织和性能的影响规律,并对不同卷取温度下实验用钢的强化机理进行了分析,结果表明:580~600℃卷取时,实验用钢组织主要由准多边形铁素体、粒状铁素体及数量较少、片间距较小的珠光体组成。620~640℃卷取时,实验用钢组织主要由多边形铁素体和数量较多、片间距较大的珠光体组成。实验钢热轧板中分布有两种尺寸大小的(Ti,Nb)C第二相粒子,均呈球状,第一类为尺寸较大(70~90 nm)的(Ti,Nb)C粒子,对钢材强度基本没有影响;第二类为纳米级尺寸(4~10 nm)的(Ti,Nb)C粒子,能显著提高实验用钢的性能。本实验用钢主要的强化方式为细晶强化、固溶强化和析出强化。在实验室条件下研究了退火工艺对冷轧低碳微合金钢组织、性能及屈强比的影响,结果表明:本实验用钢的再结晶温度约为650℃,采用490~580℃退火温度后,铁素体晶粒形态呈变形纤维状,组织中渗碳体数量较少,屈服强度、抗拉强度变化较小,屈强比维持在0.9以上,延伸率为1%左右;采用610~700℃退火温度后,变形的铁素体周围出现了无畸变的再结晶晶粒,渗碳体的球化过程导致组织中游离分布的球形颗粒状渗碳体数量增多,屈服强度、抗拉强度迅速下降,延伸率迅速增加,屈强比呈下降趋势,670℃时达到最小值0.86;采用730~760℃退火温度后,铁素体晶粒充分长大,组织中几乎没有游离的渗碳体存在,渗碳体仅在晶界上呈片层状聚集分布,屈服强度、抗拉强度缓慢下降,延伸率缓慢增加,屈强比呈上升趋势,在760℃时达到最大值0.91。退火温度为670℃时,随着保温时间的延长,铁素体晶粒尺寸缓慢增加,当保温时间为6 h时,铁素体晶粒尺寸分布最为均匀,实验钢退火板强度总体呈缓慢下降的趋势,延伸率呈缓慢上升的趋势,屈强比逐渐降低,在8 h保温后降至最小值0.82。