薄板坯连铸连轧铁素体+珠光体类型钢的强化与软化

1、薄板坯连铸连轧铁素体薄板坯连铸连轧铁素体+珠光体类珠光体类型钢的强化与软化型钢的强化与软化 傅杰傅杰 吴华杰吴华杰 刘阳春刘阳春（北京科技大学（北京科技大学）铁素体铁素体+珠光体类型钢珠光体类型钢 低碳钢低碳钢 Q195、Q235， s为为200MPa左右左右 低合金钢低合金钢 16Mn、SPA-H， s345MPa 微合金钢微合金钢 Q345， s345MPa 钢的组织性能综合控制理论钢的组织性能综合控制理论1）既控制钢的冶金质量，使）既控制钢的冶金质量，使S、O、N变害为利，变害为利，又控制轧制工艺；又控制轧制工艺；2）在控冷控轧过程中既控制奥氏体再结晶及）在控冷控轧过程中既控制奥氏体再结

2、晶及的相变过程又重视对的相变过程又重视对A1以下以下C析出的控制；析出的控制；3）在钢的强化机理方面对）在钢的强化机理方面对HSLC钢既控制细晶钢既控制细晶强化又控制纳米析出物的沉淀强化。强化又控制纳米析出物的沉淀强化。 A A1 1温度以下碳的析出温度以下碳的析出铁碳相图铁碳相图纳米碳化物纳米碳化物 柳得橹等曾经对实验钢ZJ330和ZJ510热轧板中的纳米析出相作了透射电镜（TEM）分析，由图可见，CSP生产的低碳钢中存有大量的纳米析出颗粒，尺度为几十纳米，与相分析结果吻合，能谱显示此类颗粒含Fe、C和O。 钢中的纳米析出物钢中的纳米析出物 167nm167nm167nmabcHSLC钢中尺

3、寸20nm析出颗粒的TEM形貌像a-板材；b-轧卡件；c-铸坯 （a） （b） ZJ330电解粉末中纳米电解粉末中纳米Fe-O-C析出物的高分辨条纹像（析出物的高分辨条纹像（a）和能谱（）和能谱（b）不同回火温度及冷却方式对不同回火温度及冷却方式对ZJ330力学性能的影响力学性能的影响 编号编号回火温度回火温度冷却方式冷却方式屈服强度屈服强度抗拉强度抗拉强度屈强比屈强比延伸率延伸率MPaMPa%1原始样原始样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炉冷炉冷3223970.81437700水冷水冷4586250.7716铁素体铁素体+珠光体类型钢的强化珠光体类型钢的强化 （原始板材）（原始板材） （500） （600） （700）实验钢原始组织和不同温度回火快冷处理后的组织照片实验钢原始组织和不同温度回火快冷处理后的组织照片铁素体铁素体+珠光体类型钢的软化珠光体类型钢的软化 级别级别钢种钢种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无间隙原子无间隙原子0.00500.0050120-160120-1600.684545目前国内外用常规热连轧流程生产目前国内外用常规热连轧流程生产冷轧基板的冷轧基板的C含量及力学性能含量及力学性能 （1）600缓冷缓冷 （2）700缓冷缓冷（3）760缓

6、冷缓冷 （4）800缓冷缓冷 ZJ330不同温度下回火缓冷的金相组织不同温度下回火缓冷的金相组织 8-7 8-6 8-5 8-4 不同冷却方式试样的金相组织不同冷却方式试样的金相组织 关于铁素体轧制关于铁素体轧制关于超细晶强化关于超细晶强化 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纯铁（纯铁（92-6.2 m ）s92.4+23.1d-0.5，d：208 m ，s= 94.3MPa超低碳微合

7、金钢（超低碳微合金钢（20-1.4 m ）s246.1+9.3d-0.5 ， d：202 m ， s= 142.2MPa低碳微合金钢（低碳微合金钢（10-1.0 m ）s376.4+7.0d-0.5 ， d：102 m ， s= 86.5MPa 101 m ， s= 151.3MPaSS0+kd-0.5范建文博士后论文（2001）：800MPa级低合金钢超细晶粒钢组织与力学性能的研究 1）应重视）应重视A1温度以下温度以下C的析出对铁素体珠光体类型钢的析出对铁素体珠光体类型钢组织性能的影响。组织性能的影响。600时，对低碳高强度铁素体珠光体类时，对低碳高强度铁素体珠光体类型钢的回火快冷处理可以

8、进一步提高钢的强度，薄板坯连铸连型钢的回火快冷处理可以进一步提高钢的强度，薄板坯连铸连轧轧HSLC钢钢ZJ330的强度水平尚有提高空间，可通过改进工艺及的强度水平尚有提高空间，可通过改进工艺及装备条件来实现；装备条件来实现； 2）800600的回火缓冷，可以大幅度降低的回火缓冷，可以大幅度降低ZJ330的强的强度水平，使其度水平，使其s从从344MPa降至降至225MPa，在薄板坯连铸连轧中，在薄板坯连铸连轧中，可通过改进生产工艺及装备条件来满足用含可通过改进生产工艺及装备条件来满足用含C0.06%左右的成左右的成分生产冷轧基板的要求，可能为生产使用量大面广的冷轧基板分生产冷轧基板的要求，可能

9、为生产使用量大面广的冷轧基板开辟一条新的途径；开辟一条新的途径； 3）400MPa级铁素体珠光体类型钢的强化，是晶粒细化级铁素体珠光体类型钢的强化，是晶粒细化与纳米铁碳析出物及其他强化等的综合强化，主要不是由于超与纳米铁碳析出物及其他强化等的综合强化，主要不是由于超细晶强化，而是由于细晶强化，而是由于A A1 1以下纳米铁碳化物的析出强化，对纳米以下纳米铁碳化物的析出强化，对纳米铁碳及其它析出物的属性、尺寸变化和作用有待进一步研究。铁碳及其它析出物的属性、尺寸变化和作用有待进一步研究。建议引导和加强对钢的组织性能综合控制理论的研究与应用。建议引导和加强对钢的组织性能综合控制理论的研究与应用。

10、结结 论论 谢谢大家！冶金质量控制冶金质量控制溶解氧的控制溶解氧的控制 部分铁氧相图部分铁氧相图硫的控制硫的控制铝氮的控制铝氮的控制0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0308000C11500C10000C9000C11000C12500CN,%Al,%钢中钢中AlN的稳定性图的稳定性图参考参考HSLA钢的经验公式，钢的经验公式，HSLC钢的屈服强度可以表达为：钢的屈服强度可以表达为： s (MPa)=88+37(%Mn)+83(%Si)+2900 (%Nfree) + 15.1da(-1/2) +P + d + db式中：式中： %Nfree-钢中自由氮的浓度；钢中自由氮的浓度； da-晶粒晶粒尺寸尺寸(mm)； P 珠光体对强度的贡献；珠光体对强度的贡献； d -第二相粒子的沉淀强化项；第二相粒子的沉淀强化项； db -位错亚结构对强度的贡献位错亚结构对强度的贡献。珠钢珠钢CSP工艺生产工艺生产HSLC钢的强度钢的强度序号序号C/%Si/%Mn/% s/ MPada / m15.1da(-1/2)/ MPa p p+