薄板坯連鑄連軋鐵素體+珠光體類型鋼的強(qiáng)化與軟化

1、薄板坯連鑄連軋鐵素體薄板坯連鑄連軋鐵素體+珠光體類珠光體類型鋼的強(qiáng)化與軟化型鋼的強(qiáng)化與軟化 傅杰傅杰 吳華杰吳華杰 劉陽(yáng)春劉陽(yáng)春（北京科技大學(xué)（北京科技大學(xué)）鐵素體鐵素體+珠光體類型鋼珠光體類型鋼 低碳鋼低碳鋼 Q195、Q235， s為為200MPa左右左右 低合金鋼低合金鋼 16Mn、SPA-H， s345MPa 微合金鋼微合金鋼 Q345， s345MPa 鋼的組織性能綜合控制理論鋼的組織性能綜合控制理論1）既控制鋼的冶金質(zhì)量，使）既控制鋼的冶金質(zhì)量，使S、O、N變害為利，變害為利，又控制軋制工藝；又控制軋制工藝；2）在控冷控軋過(guò)程中既控制奧氏體再結(jié)晶及）在控冷控軋過(guò)程中既控制奧氏體再結(jié)

2、晶及的相變過(guò)程又重視對(duì)的相變過(guò)程又重視對(duì)A1以下以下C析出的控制；析出的控制；3）在鋼的強(qiáng)化機(jī)理方面對(duì)）在鋼的強(qiáng)化機(jī)理方面對(duì)HSLC鋼既控制細(xì)晶鋼既控制細(xì)晶強(qiáng)化又控制納米析出物的沉淀強(qiáng)化。強(qiáng)化又控制納米析出物的沉淀強(qiáng)化。 A A1 1溫度以下碳的析出溫度以下碳的析出鐵碳相圖鐵碳相圖納米碳化物納米碳化物 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(jiàn)，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。 鋼中的納米析出物鋼中的納米析出物 167nm167nm167nmabcHSLC鋼中尺

3、寸20nm析出顆粒的TEM形貌像a-板材；b-軋卡件；c-鑄坯 （a） （b） ZJ330電解粉末中納米電解粉末中納米Fe-O-C析出物的高分辨條紋像（析出物的高分辨條紋像（a）和能譜（）和能譜（b）不同回火溫度及冷卻方式對(duì)不同回火溫度及冷卻方式對(duì)ZJ330力學(xué)性能的影響力學(xué)性能的影響 編號(hào)編號(hào)回火溫度回火溫度冷卻方式冷卻方式屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比延伸率延伸率MPaMPa%1原始樣原始樣3444080.84392200水冷水冷3364060.83443300水冷水冷3394140.82464400水冷水冷3304070.81435500水冷水冷3424200.814161

4、600水冷水冷4104900.842962600空冷空冷3454050.854163600爐冷爐冷3223970.81437700水冷水冷4586250.7716鐵素體鐵素體+珠光體類型鋼的強(qiáng)化珠光體類型鋼的強(qiáng)化 （原始板材）（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鐵素體+珠光體類型鋼的軟化珠光體類型鋼的軟化 級(jí)別級(jí)別鋼種鋼種C C含量，含量，% %s s，MPaMPas s/b b，% %CQCQSPHCSPHC0.040-0.0450.040-0.045260-300260-300

5、0.72-0.820.72-0.8235-4135-41DQDQ08Al08Al0.040.04250-290250-2900.70-0.800.70-0.8037-4337-43DDQDDQ03Al03Al0.020-0.0300.020-0.030240-280240-2800.68-0.780.68-0.7839-4539-45IFIF無(wú)間隙原子無(wú)間隙原子0.00500.0050120-160120-1600.684545目前國(guó)內(nèi)外用常規(guī)熱連軋流程生產(chǎn)目前國(guó)內(nèi)外用常規(guī)熱連軋流程生產(chǎn)冷軋基板的冷軋基板的C含量及力學(xué)性能含量及力學(xué)性能 （1）600緩冷緩冷 （2）700緩冷緩冷（3）760緩

6、冷緩冷 （4）800緩冷緩冷 ZJ330不同溫度下回火緩冷的金相組織不同溫度下回火緩冷的金相組織 8-7 8-6 8-5 8-4 不同冷卻方式試樣的金相組織不同冷卻方式試樣的金相組織 關(guān)于鐵素體軋制關(guān)于鐵素體軋制關(guān)于超細(xì)晶強(qiáng)化關(guān)于超細(xì)晶強(qiáng)化 cc0+kd-0.5TC=a-bd-0.5 Hall-Petch公式公式(1951-1958): da=15.1da(-1/2) s (MPa)=88+37(%Mn)+83(%Si)+2900 (%Nfree) + 15.1da(-1/2) +P純鐵（純鐵（92-6.2 m ）s92.4+23.1d-0.5，d：208 m ，s= 94.3MPa超低碳微合

7、金鋼（超低碳微合金鋼（20-1.4 m ）s246.1+9.3d-0.5 ， d：202 m ， s= 142.2MPa低碳微合金鋼（低碳微合金鋼（10-1.0 m ）s376.4+7.0d-0.5 ， d：102 m ， s= 86.5MPa 101 m ， s= 151.3MPaSS0+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）應(yīng)重視A1溫度以下溫度以下C的析出對(duì)鐵素體珠光體類型鋼的析出對(duì)鐵素體珠光體類型鋼組織性能的影響。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

8、進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度，薄板坯連鑄連型鋼的回火快冷處理可以進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度，薄板坯連鑄連軋軋HSLC鋼鋼ZJ330的強(qiáng)度水平尚有提高空間，可通過(guò)改進(jìn)工藝及的強(qiáng)度水平尚有提高空間，可通過(guò)改進(jìn)工藝及裝備條件來(lái)實(shí)現(xiàn)；裝備條件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 2）800600的回火緩冷，可以大幅度降低的回火緩冷，可以大幅度降低ZJ330的強(qiáng)的強(qiáng)度水平，使其度水平，使其s從從344MPa降至降至225MPa，在薄板坯連鑄連軋中，在薄板坯連鑄連軋中，可通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝及裝備條件來(lái)滿足用含可通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝及裝備條件來(lái)滿足用含C0.06%左右的成左右的成分生產(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分生產(chǎn)冷軋基板的要求，可能

9、為生產(chǎn)使用量大面廣的冷軋基板開(kāi)辟一條新的途徑；開(kāi)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，而是由于細(xì)晶強(qiáng)化，而是由于A A1 1以下納米鐵碳化物的析出強(qiáng)化，對(duì)納米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。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。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。

10、結(jié)結(jié) 論論 謝謝大家！冶金質(zhì)量控制冶金質(zhì)量控制溶解氧的控制溶解氧的控制 部分鐵氧相圖部分鐵氧相圖硫的控制硫的控制鋁氮的控制鋁氮的控制0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0308000C11500C10000C9000C11000C12500CN,%Al,%鋼中鋼中AlN的穩(wěn)定性圖的穩(wěn)定性圖參考參考HSLA鋼的經(jīng)驗(yàn)公式，鋼的經(jīng)驗(yàn)公式，HSLC鋼的屈服強(qiáng)度可以表達(dá)為：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) +P + d + db式中：式中： %Nfree-鋼中自由氮的濃度；鋼中自由氮的濃度； da-晶粒晶粒尺寸尺寸(mm)； P 珠光體對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)；珠光體對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)； d -第二相粒子的沉淀強(qiáng)化項(xiàng)；第二相粒子的沉淀強(qiáng)化項(xiàng)； db -位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。珠鋼珠鋼CSP工藝生產(chǎn)工藝生產(chǎn)HSLC鋼的強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度序號(hào)序號(hào)C/%Si/%Mn/% s/ MPada / m15.1da(-1/2)/ MPa p p+