430铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性能、力学性能和成形性能,容易制成表面美观的零部件,在汽车尾气排气管、厨具、家电产品等领域有良好应用前景。本文针对不锈钢传统退火工艺冷却中目前存在的主要问题开展研究,重点解决传热效果不理想、冷却速度偏低、缺乏专用接触式冷却设备等问题,采用课题组自主研发的柔性辊控冷设备,研究了不同退火温度、不同柔性辊辊速和不同冷却方式下,产品的组织与性能变化规律,同时也对柔性辊的冷却效果做了较为全面的分析,以期为柔性辊冷却设备探索合适的应用对象及相应合理的工艺参数,同时也为其工业推广积累具有参考价值的实验数据。本文研究内容与主要结论如下:1.依据热传导理论和滚动摩擦接触原理开发了柔性辊加速冷却设备,并对设备的壁厚和传动方式进行优化设计;结合测温仪记录数据分析了柔性辊的冷却效果,当退火温度由400℃升高至1100℃,对带钢的冷却速度由212℃/s逐渐增大至497℃/s;当柔性辊辊速由0.02m/s升高至0.1m/s,对0.3mm规格不锈钢薄带的冷却速度由205℃/s逐渐增大至571℃/s;对0.5mm规格不锈钢薄带的冷却速度由210℃/s逐渐增大至689℃/s,可见对于较厚的带材的冷却速度有所加快,分析原因是由于在辊缝相同的条件进行试验,使得影响换热系数的辊间压力增大导致冷却速度加快。2.利用测温仪分析了不同退火温度下柔性辊冷却装置对薄带冷却效率的影响;利用拉伸试验机、OM、SEM及EDS等检测手段分析了带钢的组织与性能。结果表明:产品的晶粒尺寸受退火温度影响较大;不同退火温度下,产品基体内部Cr含量有所改变,但各温度下沿横向的Cr含量分布均匀,没有发现偏聚现象;带钢经850℃和900℃退火可获得较好力学性能,此时强度大于490MPa,延伸率大于22%,屈强比在0.58左右。3.分析了不同柔性辊线速度下对0.3mm和0.5mm规格产品进行冷却后的组织与性能。结果表明:0.3mm规格带钢在0.06m/s的辊速时获得较优综合力学性能,晶粒细小并呈均匀等轴状,很好的避免了晶界贫Cr现象;0.5mm规格带钢在0.02m/s辊速时,材料的耐腐蚀性能较好,综合力学性能也较好。4.测试分析了不同冷却方式下薄带退火后的冷却效果;采用喷水、辊冷、风冷三种冷却方式,组合成六种不同方法冷却路径,测试其平均冷速,并满足:先辊冷+喷水>先喷水+辊冷>喷水>先辊冷+吹风>先吹风+辊冷>吹风,测得典型冷却效果为:辊冷+喷水冷却速度为37.8℃/s,吹风冷却速度为11.4℃/s;5.利用单轴拉伸试验机、OM、SEM及EDS等检测手段分析了带钢在不同冷却方式下产品的组织与性能。结果表明:不同冷却方式下带钢的铁素体晶粒尺寸虽有差别,但变化量不显著;不同冷却方式下基体内部Cr元素分布都均匀,由于铬的碳化物生成造成基体内部Cr含量从多到少满足:先辊冷+喷水>先喷水+辊冷>先辊冷+吹风>先吹风+辊冷>喷水>吹风;组合式冷却下所得的产品抗拉强度基本维持在500MPa,屈服强度保持在295MPa以下,且组合式冷却能降低材料的屈强比达到0.583。