薄板坯连铸连轧铁素体+珠光体类型钢的强化与软化

薄板坯连铸连轧铁素体+珠光体类型钢的强化与软化

傅杰吴华杰刘阳春（北京科技大学）铁素体+珠光体类型钢

低碳钢Q195、Q235，σs为200MPa左右低合金钢16Mn、SPA-H，σs≥345MPa

微合金钢Q345，σs≥345MPa钢的组织性能综合控制理论1）既控制钢的冶金质量，使S、O、N变害为利，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γ→α的相变过程又重视对A1以下C析出的控制；3）在钢的强化机理方面对HSLC钢既控制细晶强化又控制纳米析出物的沉淀强化。A1温度以下碳的析出铁碳相图纳米碳化物

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

abcHSLC钢中尺寸<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Fe-O-C析出物的高分辨条纹像（a）和能谱（b）不同回火温度及冷却方式对ZJ330力学性能的影响编号回火温度冷却方式屈服强度抗拉强度屈强比延伸率℃MPaMPa

%1原始样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炉冷3223970.81437700水冷4586250.7716铁素体+珠光体类型钢的强化

（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铁素体+珠光体类型钢的软化

级别钢种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无间隙原子<0.0050120-160<0.68>45目前国内外用常规热连轧流程生产冷轧基板的C含量及力学性能

（1）600℃缓冷（2）700℃缓冷（3）760℃缓冷（4）800℃缓冷

ZJ330不同温度下回火缓冷的金相组织

8-78-68-58-4不同冷却方式试样的金相组织关于铁素体轧制关于超细晶强化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纯铁（92-6.2m）σs＝92.4+23.1d-0.5，d：20→8m，△σs=94.3MPa超低碳微合金钢（20-1.4m）σs＝246.1+9.3d-0.5，

d：20→2m，△σs=142.2MPa低碳微合金钢（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A1温度以下C的析出对铁素体＋珠光体类型钢组织性能的影响。600℃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进一步提高钢的强度，薄板坯连铸连轧HSLC钢ZJ330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；

2）800℃－600℃的回火缓冷，可以大幅度降低ZJ330的强度水平，使其σs从344MPa降至225MPa，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C0.06%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A1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。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。

结论谢谢大家！冶金质量控制溶解氧的控制部分铁氧相图硫的控制铝氮的控制钢中AlN的稳定性图参考HSLA钢的经验公式，HSLC钢的屈服强度可以表达为：

s

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

+σP+σd+σdb式中：%Nfree-钢中自