薄板坯連鑄連軋鐵素體+珠光體類型鋼的強(qiáng)化與軟化

薄板坯連鑄連軋鐵素體+珠光體類型鋼的強(qiáng)化與軟化

傅杰吳華杰劉陽春（北京科技大學(xué)）鐵素體+珠光體類型鋼

低碳鋼Q195、Q235，σs為200MPa左右低合金鋼16Mn、SPA-H，σs≥345MPa

微合金鋼Q345，σs≥345MPa鋼的組織性能綜合控制理論1）既控制鋼的冶金質(zhì)量，使S、O、N變害為利，又控制軋制工藝；2）在控冷控軋過程中既控制奧氏體再結(jié)晶及γ→α的相變過程又重視對(duì)A1以下C析出的控制；3）在鋼的強(qiáng)化機(jī)理方面對(duì)HSLC鋼既控制細(xì)晶強(qiáng)化又控制納米析出物的沉淀強(qiáng)化。A1溫度以下碳的析出鐵碳相圖納米碳化物

柳得櫓等曾經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼ZJ330和ZJ510熱軋板中的納米析出相作了透射電鏡（TEM）分析，由圖可見，CSP生產(chǎn)的低碳鋼中存有大量的納米析出顆粒，尺度為幾十納米，與相分析結(jié)果吻合，能譜顯示此類顆粒含F(xiàn)e、C和O。

鋼中的納米析出物

abcHSLC鋼中尺寸<20nm析出顆粒的TEM形貌像a-板材；b-軋卡件；c-鑄坯（a）

（b）

ZJ330電解粉末中納米Fe-O-C析出物的高分辨條紋像（a）和能譜（b）不同回火溫度及冷卻方式對(duì)ZJ330力學(xué)性能的影響編號(hào)回火溫度冷卻方式屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度屈強(qiáng)比延伸率℃MPaMPa

%1原始樣3444080.84392200水冷3364060.83443300水冷3394140.82464400水冷3304070.81435500水冷3424200.814161600水冷4104900.842962600空冷3454050.854163600爐冷3223970.81437700水冷4586250.7716鐵素體+珠光體類型鋼的強(qiáng)化

（原始板材）（500℃）（600℃）（700℃）實(shí)驗(yàn)鋼原始組織和不同溫度回火快冷處理后的組織照片鐵素體+珠光體類型鋼的軟化

級(jí)別鋼種C含量，%σs，MPaσs/σbδ，%CQSPHC0.040-0.045260-3000.72-0.8235-41DQ08Al0.04250-2900.70-0.8037-43DDQ03Al0.020-0.030240-2800.68-0.7839-45IF無間隙原子<0.0050120-160<0.68>45目前國內(nèi)外用常規(guī)熱連軋流程生產(chǎn)冷軋基板的C含量及力學(xué)性能

（1）600℃緩冷（2）700℃緩冷（3）760℃緩冷（4）800℃緩冷

ZJ330不同溫度下回火緩冷的金相組織

8-78-68-58-4不同冷卻方式試樣的金相組織關(guān)于鐵素體軋制關(guān)于超細(xì)晶強(qiáng)化σc＝σc0+kd-0.5TC=a-bd-0.5

Hall-Petch公式(1951-1958):

da=15.1da(-1/2)s

(MPa)=88+37(%Mn)+83(%Si)+2900(%Nfree)+15.1da(-1/2)+σP純鐵（92-6.2m）σs＝92.4+23.1d-0.5，d：20→8m，△σs=94.3MPa超低碳微合金鋼（20-1.4m）σs＝246.1+9.3d-0.5，

d：20→2m，△σs=142.2MPa低碳微合金鋼（10-1.0m）σs＝376.4+7.0d-0.5，

d：10→2m，△σs=86.5MPa10→1m，△σs=151.3MPaσS＝σS0+kd-0.5范建文博士后論文（2001）：《800MPa級(jí)低合金鋼超細(xì)晶粒鋼組織與力學(xué)性能的研究》

1）應(yīng)重視A1溫度以下C的析出對(duì)鐵素體＋珠光體類型鋼組織性能的影響。600℃時(shí)，對(duì)低碳高強(qiáng)度鐵素體＋珠光體類型鋼的回火快冷處理可以進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度，薄板坯連鑄連軋HSLC鋼ZJ330的強(qiáng)度水平尚有提高空間，可通過改進(jìn)工藝及裝備條件來實(shí)現(xiàn)；

2）800℃－600℃的回火緩冷，可以大幅度降低ZJ330的強(qiáng)度水平，使其σs從344MPa降至225MPa，在薄板坯連鑄連軋中，可通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝及裝備條件來滿足用含C0.06%左右的成分生產(chǎn)冷軋基板的要求，可能為生產(chǎn)使用量大面廣的冷軋基板開辟一條新的途徑；

3）400MPa級(jí)鐵素體＋珠光體類型鋼的強(qiáng)化，是晶粒細(xì)化與納米鐵碳析出物及其他強(qiáng)化等的綜合強(qiáng)化，主要不是由于超細(xì)晶強(qiáng)化，而是由于A1以下納米鐵碳化物的析出強(qiáng)化，對(duì)納米鐵碳及其它析出物的屬性、尺寸變化和作用有待進(jìn)一步研究。建議引導(dǎo)和加強(qiáng)對(duì)鋼的組織性能綜合控制理論的研究與應(yīng)用。

結(jié)論謝謝大家！冶金質(zhì)量控制溶解氧的控制部分鐵氧相圖硫的控制鋁氮的控制鋼中AlN的穩(wěn)定性圖參考HSLA鋼的經(jīng)驗(yàn)公式，HSLC鋼的屈服強(qiáng)度可以表達(dá)為：

s

(MPa)=88+37(%Mn)+83(%Si)+2900(%Nfree)+15.1da(-1/2)

+σP+σd+σdb式中：%Nfree-鋼中自