薄板坯連鑄連軋鐵素體+珠光體類型鋼的強化與軟化

傅杰吳華杰劉陽春（北京科技大學）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晶及γ→α的相變過程又重視對A1以下C析出的控制；3）在鋼的強化機理方面對HSLC鋼既控制細晶強化又控制納米析出物的沉淀強化。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)對實驗鋼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ZJ330力學性能的影響編號回火溫度冷卻方式屈服強度抗拉強度屈強比延伸率℃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+珠光體類型鋼的強化

（原始板材）（500℃）（600℃）（700℃）實驗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于鐵素體軋制關于超細晶強化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級低合金鋼超細晶粒鋼組織與力學性能的研究》

1）應重視A1溫度以下C的析出對鐵素體＋珠光體類型鋼組織性能的影響。600℃時，對低碳高強度鐵素體＋珠光體類型鋼的回火快冷處理可以進一步提高鋼的強度，薄板坯連鑄連軋HSLC鋼ZJ330的強度水平尚有提高空間，可通過改進工藝及裝備條件來實現(xiàn)；

2）800℃－600℃的回火緩冷，可以大幅度降低ZJ330的強度水平，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級鐵素體＋珠光體類型鋼的強化，是晶粒細化與納米鐵碳析出物及其他強化等的綜合強化，主要不是由于超細晶強化，而是由于A1以下納米鐵碳化物的析出強化，對納米鐵碳及其它析出物的屬性、尺寸變化和作用有待進一步研究。建議引導和加強對鋼的組織性能綜合控制理論的研究與應用。

結論謝謝大家！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)驗公式，HSLC鋼的屈服強度可以表達為：

s

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

+σP+σd+σdb式中：%Nfree-鋼中自