以高純Cr17鐵素體不銹鋼為實驗材料,對比研究了熱軋不退火、退火兩種工藝對其板厚方向織構(gòu)演變、成形性及表面皺折的影響。采用金相顯微鏡、X射線衍射技術(shù)及背散射電子衍射技術(shù)觀察兩種工藝條件下的組織和織構(gòu)演變。結(jié)果表明:成品板各層織構(gòu)特征存在顯著差異,這是由于低溫軋制過程中沿板厚方向不同應(yīng)變狀態(tài)導(dǎo)致的熱軋織構(gòu)梯度遺傳所致。與熱軋不退火相比,熱軋退火有利于成品板各層γ纖維再結(jié)晶織構(gòu)增強,偏離{111}<112>組分的程度減弱,α纖維織構(gòu)弱化;有利于弱化成品板的帶狀晶粒簇,促使晶粒簇分布均勻分散。

　　Cr17 鐵素體不銹鋼是一種無鎳、低成本不銹鋼，具有相對優(yōu)異的性能及合理的價格，作為深沖成形件已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。通過降低基體中固溶碳、氮的含量，鐵素體不銹鋼的韌性、高溫抗蠕變性及耐晶間腐蝕等性能可得到顯著改善［1-3］。因此，穩(wěn)定化的高純鐵素體不銹鋼( C + N≤1. 5 × 10 － 4 ) 具有更大的應(yīng)用空間及需求。

　　隨著鐵素體不銹鋼需求的擴大，對鐵素體不銹鋼薄板的性能提出了更高的要求，尤其是成形性及抗皺性。同時，由于高純Cr17 鐵素體不銹鋼較低的變形抗力，國內(nèi)外部分不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，降低成本，利用熱軋酸洗卷不進行熱軋退火直接冷軋。已有研究表明［4-5］，在低碳鋼及IF 鋼等鐵素體鋼中，最終成品板的再結(jié)晶織構(gòu)與初始冷軋織構(gòu)特征有密切關(guān)系。對于熱軋過程中不發(fā)生γ /α 相變的高純Cr17 鐵素體不銹鋼，熱軋退火與否將影響初始冷軋織構(gòu)的特征。目前為止，熱軋退火與否對板厚方向各層織構(gòu)演變規(guī)律，進而對成形性能及抗皺折性的影響，尚未見詳細研究報道。本文通過金相顯微鏡、X射線衍射及背散射電子衍射技術(shù)，研究高純Cr17 鐵素體不銹鋼沿板厚方向各層織構(gòu)演變及熱軋退火與否對織構(gòu)演變、成形性能及表面皺折的影響規(guī)律。

1、實驗方法及材料

　　實驗用高純Cr17 鐵素體不銹鋼化學(xué)成分( 質(zhì)量分數(shù)，% ) 為: C 0. 006，N 0. 006，Cr 17. 2，Ti 0. 14，V 0. 11，Nb 0. 06，Si 0. 19，Mn 0. 25，S 0. 006，F(xiàn)e 余量。坯料在1200 ℃ 保溫1 h 后熱軋。其中，精軋開軋溫度為737 ℃，終軋溫度為680 ℃，經(jīng)7 道次熱軋至5 mm。熱軋后，部分熱軋板在900 ℃ 保溫2. 5 min后冷軋，部分熱軋板直接冷軋，均冷軋至1. 0 mm。最終，冷軋板在900 ℃ × 2. 5 min 完成冷軋退火板。截取軋制及退火試樣，觀察縱截面顯微組織。宏觀織構(gòu)是在Bruker D8 Discover X 射線衍射儀上通過測量樣品的{ 110} 、{ 200} 、{ 112} 3 個不完整極圖來計算取向分布函數(shù)( ODF) 。微織構(gòu)是利用掃描電子顯微鏡上的OIM 4000 EBSD 系統(tǒng)進行花樣采集，特定取向晶粒的偏差角設(shè)為15°。

　　薄板的成形性及皺折程度分別采用珋r 值及最大粗糙度Rt來衡量。分別沿與平板軋向呈0°、45° 和90°方向測得各方向在板寬度方向上與板厚度方向上的塑性應(yīng)變比r0°、r45°和r90°，珋r = ( r0° + 2 × r45° + r90°)/4。在與薄板軋向呈0° 的方向上截取標準試樣，進行15% 拉伸變形后，利用TR300 便攜式粗糙度形狀測量儀在其板面上沿與軋向相垂直的方向進行測量得到表面粗糙度曲線及最大粗糙度Rt。

2、結(jié)果及討論

2.1、兩種工藝條件下顯微組織

　　圖1 為高純Cr17 鐵素體不銹鋼熱軋板及熱軋退火板的顯微組織。從圖1 ( a) 中可看出，由于在熱軋中不發(fā)生γ /α 相變及動態(tài)再結(jié)晶［1，3，6］，熱軋組織為沿軋向拉長的晶粒。同時，在部分晶粒內(nèi)存在與軋向成35°左右的晶內(nèi)剪切帶。熱軋退火后，組織為細小的再結(jié)晶晶粒，如圖1( b) 所示。

　　圖2 為熱軋不退火及退火后的冷軋及相應(yīng)退火組織。從圖2 ( a) 和2 ( c) 中可看出，80% 冷軋壓下后，兩種工藝的冷軋組織均為沿軋向拉長的晶粒。熱軋后不退火時，晶界較平直; 熱軋后退火時，晶界彎曲。熱軋退火后，冷軋前組織為再結(jié)晶晶粒，晶界數(shù)量顯著增加，冷軋后晶界易彎曲。冷軋退火后，組織發(fā)生再結(jié)晶，熱軋不退火和退火后的平均晶粒尺寸分別為22. 3 μm 和22. 6 μm，組織基本無差異。這主要是由于，一方面，與熱軋不退火相比，熱軋退火后冷軋前組織完全再結(jié)晶，位錯密度及形變儲能明顯降低，減弱冷軋組織再結(jié)晶驅(qū)動力［7-8］ ; 另一方面，與熱軋不退火相比，熱軋退火的冷軋組織晶界數(shù)量顯著增加，再結(jié)晶晶核的形核位置增加［7-8］。最終，正是這兩方面因素的綜合作用，導(dǎo)致成品板組織基本無差異。

　　1) 高純Cr17 鐵素體不銹鋼成品板表層及中心層織構(gòu)存在顯著差異。這主要是由于熱軋過程中沿板厚方向不同應(yīng)變狀態(tài)導(dǎo)致的熱軋表層及中心層織構(gòu)的不同而引起的明顯不同的織構(gòu)演變路徑。在熱軋板表層，織構(gòu)以剪切織構(gòu)組分為主; 在中心層，發(fā)生平面變形，織構(gòu)以平面變形軋制織構(gòu)，即α 和γ 纖維織構(gòu)為主。熱軋退火時，表層回復(fù)充分，仍以剪切織構(gòu)組分為主; 中心層再結(jié)晶充分，以γ 纖維織構(gòu)為主。在冷軋過程中，表層剪切組分{ 011} ＜ 100 ＞ 向α 和γ 纖維組分轉(zhuǎn)動; 中心層γ 纖維組分向α 纖維組分轉(zhuǎn)動。最終，退火后形成存在顯著差異的γ 纖維再結(jié)晶織構(gòu);

　　2) 高純Cr17 鐵素體不銹鋼成品板成形性及抗皺性與熱軋退火有密切關(guān)系。熱軋退火的成品板各層γ 纖維再結(jié)晶織構(gòu)增強，織構(gòu)強點偏離{ 111 } ＜112 ＞ 組分的程度減弱，α 纖維織構(gòu)弱化，這是由于熱軋退火后冷軋板各層α 纖維織構(gòu)弱化，γ 纖維織構(gòu)相對強度提高，織構(gòu)強點沿α 取向線更加靠近{ 111} ＜110 ＞ 組分; 熱軋退火的成品板帶狀特征弱化，晶粒簇分布均勻，這是由于熱軋退火弱化組織的帶狀特征。這均表明熱軋退火是顯著改善成品板成形性及抗皺性的有效生產(chǎn)工藝。