304不锈钢板冷轧工艺

是指在室温下轧制钢带，逐渐降低钢带厚度的材料加工方法。冷轧原料一般为热轧退火钢卷。304 不锈钢在冷轧过程中， 亚稳态奥氏体组织会引起马氏体相变， 提高钢的强度和硬度，降低塑性，产生明显的加工硬化。

随着轧制道次数的增加，轧制总变形率的增加，加工硬化效果越来越明显，材料变得越来越硬。 304 热轧卷在常规退火状态下强度和硬度低，塑性好，有利于轧制。如果直接冷轧热轧卷不退火，可以大大降低材料的生产成本。

本文分析了退火和热轧的热轧卷强度，确定了试轧工艺参数，并比较了试轧成品的力学性能。

直接冷轧的可行性分析

1.1 机械性能分析在生产现场对热轧和热轧退火 304 不锈钢轧制样品进行机械性能测试，如表 1 所示。与热轧和热轧退火 304 的机械性能相比， 平均屈服强度高于热轧退火 80.9 MPa， 平均抗拉强度高 40.7 MPa，延伸率低 5.7%。

从机械性能来看，退火前后热轧 304 板的强度差异不大。热轧未退火钢板的硬化过程略快于退火状态，但不明显，冷轧设备负荷变化不大。

1.2 金相组织分析对热轧和热轧退火 304 进行取样、抛光和使用HCl-FeCl3 溶液侵蚀，金相组织如图所示。从图中可以看出，退火后的热轧卷晶粒在结晶前已经完全回复。不退火的热轧卷也部分回复。

304 不锈钢在热轧过程中发生动态晶粒回复和动态再结晶，不断释放热轧变形过程中产生的加工硬化。

热轧完成后，由于钢卷仍有较高的温度，并在高温下持续一段时间，在这种状态下，钢带发生晶粒回复和再结晶，拉长的晶粒核变成等轴晶，消除晶粒拉长形成的显微组织和残余应力，消除部分加工硬化。热轧空冷后，带钢具有与退火处理后相似的特性。

根据机械性能、加工硬化和金相组织，现场 304 不锈钢热轧卷可直接冷轧，无退火。

冷轧试验

冷轧未退火 304 热轧卷。冷轧机采用20辊森基米尔轧机，辊系多，刚度大。在轧制过程中，通过调整支撑辊的凸度和中间辊的轴向控制板， 投入使用 ACG 系统控制钢带厚度，适当增加轧制润滑油流量，提高轧制过程中钢带的冷却效果。

**次轧制时，投入 6 500 kN 压力高于普通退火高300 kN，然而，变形率低于普通退火材料 2%。在后续道路上，轧制压力高于普通退火材料，但变形率较低。在轧制力不大幅提高的情况下，不退火的直接轧制卷比退火卷多一个轧制道次。详见表 2。这表明热轧未退火材料具有较大的变形阻力。

冷轧后的两种材料固溶退火，退火温度为 1 050~1 150 ℃两者之间进行。固溶退火的目的是将沉淀的碳化物再次溶解到奥氏体中，并回复冷轧条带组织，然后再结晶。

对冷轧 固溶热处理材料进行机械性能测试， 结果见表 3。冷轧成品的延伸率、屈服强度和抗拉强度均达到标准，但热轧延伸率略低，强度略高。

冷轧 固溶热处理后材料的金相如图 2 所示。冷轧固溶后，冷轧过程中拉长的纤维组织重新形成核，再结晶，晶粒完全恢复，但热轧未退火材料的晶粒较细。

两种工艺中沉淀物的固体溶解和沉淀过程相同，但当热轧直接冷轧而不退火时，热轧等轴晶体变成矩形纤维组织。同时，部分变形功能以残余应力和点阵畸变的形式保留，形成再结晶驱动力。 因此，热轧未退火钢卷冷轧后更容易固体溶解退火；热轧退火钢卷在固体溶解退火过程中会进一步生长晶粒。因此，冷轧后固体溶解退火更容易发生热轧未退火材料，退火后晶粒更加细化。

结论

1)304 热轧未退火钢卷可直接冷轧，但轧制抗力大于退火材料。

2)304 热轧未退火钢卷冷轧后固溶退火，晶粒可完全恢复，晶粒细。当钢和铬废钢炉相当时，硅和石灰的消耗基本相同，可以达到替代作用。

3) 红泥球。AOD 炉中使用的红泥球与电炉中使用的红泥球基本相同。生铁和铬铁中使用 Si 元素还原 Fe、Cr、Ni 有价值的金属。目前 AOD 小批量试验计算的效益为 1000 元/t，若能优化入炉条件，在冶炼过程中温度过剩时增加使用量，效益将进一步扩大。

4) 镍渣钢。AOD 炉内镍渣钢的试验结果和理论计算对硅消耗和石灰消耗有一定的影响，每炉使用 3 t 镍渣钢影响硅耗增加 0.2 kg/t，石灰消耗增加1.0 kg/t，总成本 377 元/炉，折算废钢与渣钢的差价，效益好。

5) 铬渣钢。铬废钢可完全替代，对指标影响不明显，效益明显。