超低碳钢的最新进展.pdf_大学文库_中国高校课件下载中心

第 14 卷第 2 期 1 9 92年 3 月北京科技大学学报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e i j i n g V o l 。 1 4 N o 。 2 M a r e h 1 9 9 2 超低碳钢的最新进展王先进 . 崔德理 ’ 唐荻 . 摘要 : 根据大量新资料详细阐述超低碳锅的发展 , 系统地总结了该钢发展趋势和主要伎术关键 , 明确提出了第三代深冲用钢板的发展方向。关键词 : 超低碳钢 , 无间隙原子钢 , 热镀锌钢板 , 烤漆硬化钢板 P r o g r e s s o f I n t e r s i t i a l 一 f r e e S t e e l f o r E x t r a 一 d e e P D r a w i n g 砰 a r: 9 X i a n j i n ’ C u i D e l i ’ T a n g D i ` A B ST RA C T : T h e P a p e r i n t r o d u e e s t h e p r o g r e s s o f s n t e r s i t i a l 一 f r e e s t e e l f o r e x t r a 一 d e e p d r a w i n g ( I F s t e e l ) 。 I t s d e v e l o p i n g t r e n d a n d t e e h n o l o g y o f p r o d u e - t i o n , i t s d e v e l o p i n g p r o s p e e t a r e a l s o d i s e u s s e d . K E Y W O RD S : s u p e r l o w e a r b o n s t e e l , i n t e r s i t i a l f r e e s t e e l 继沸腾钢、铝静钢之后 , 无间隙原子钢 (I F 钢 ) 为代表的超低碳钢是第三代冲压用钢。三代深冲性钢的性能比较见表 1 。 1 9 9 。年世界I F 钢产量已超过70 0万t 。 I F 钢迅速发展的关键在于这种钢成本降低和用途广泛。其成本降低的原因是采取了下列7条技术措施。 ( 1) I F钢中 C 、 N 大幅度降低 , 大大减少iT 、 N b的加入量 ; (2 ) 冶炼技术的进步 , 特别是底吹转炉和改进R H处理 , 大大缩短了 R H 处理时间; ( 3) 特别对于 iT 处理 IF 钢 , 热轧采用低温加热降低能耗; ( 4) 采用低温卷取 , 从而避免高温卷取带来的酸洗效率和成材率下降; ( 5) 由于 IF 钢具有非时效性 , 所以 1 9 9 1 一 0吕一 1 2 收稿 , 压力加工系 ( D e P t . o f M e t a l o F o r 皿 i n g ) 1 4 4 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1992. 02. 006

表 1 三代深冲压俐性能比较 T a b l e l C o m p a r i s o n o f p r o p e r t i e s f o r t五r e e IF s t e e l s 最奋 : _口 ` M P 吕沸腾钢铝镇静钢 I F 钢 1 0 0~ 1 9 0 2 3 0~ 3 10 4 0~ 4 8 1 。 0~ l 一 2 ~ 0 。 2 2 16 0~ 18 0 2 9 0~ 3 00 4 4~ 5 0 1 。 4~ 1 。 a ~ 0 。 2 8 1 0 0~ 15 0 2 5 0~ 3 0 0 4 5~ 5 5 2 3~ 0 。 2 8 连续退火中可以省去过时效处理 , (6 ) 采用连续热镀锌线 , 可以生产廉价的深冲镀锌板 ; ( 7) 对于汽车用的难冲件 , 用 I F 钢来生产比用铝镇静钢成品率高。由于I F 钢所具有的非时效性和深冲性 , 以 lF 钢为基础业已开发出众多超低碳钢系列产品 , 从而打破了以前 I F 钢只用于少数难冲件的格局 , 超低碳钢系列几乎可以满足汽车用钢板所提出的各种性能要求 , 如深冲性、防腐性、 B H性。 I F 钢的冶金学新型 I F 钢的成分范围见图 1 。大致范围是 C ( 0 。 0 5 % ; N ( 0 . 0 03 % ; iT 二 0 。 0 5 % , 与铝镇静钢相比 , I F 钢的成分特点是 : (l ) 超低碳对深冲钢研究所得的一个重要结论是 , 固溶碳严重损害 r 值。 ( 见图 2 ) 〔 ” 。这是由于随固溶碳的增加 ( 3 一 s o p p m ) , 再结晶织构中丈2 1 1 } 组份急剧减少。 I F钢生产中通过真空脱气使碳、氮尽量降低 , 其结果对了值有利 , 并减少 iT 、 N b合金元素的消耗。、次 O ’ 娇山n 召任口Uno 叫护三山。山u 二长l口臼门夕Ul / X ( a t %) C ( a t 监 ) 八 { ! { } 阅i O ` . ~ ~ 卜{ . ~ l l产州巨, _ { } { { { 叫口二韶言T 习ó山夕口QTJ ì泪 C a r b o n c o n t e n t / ` p p 。 ` 0 。 0 0 2 0 。 0 0 4 0 。 0 0 6 0 。 0 0 8 C e o n t e n t , % 图 l 新型 I F 钢成分范围 F 19 . 1 c o m P o s i t i o n o f n e w I F s t e e l 图2 超低碳钢中C 含量与 , 值的关系 F 19 . 2 R e l a t i o n s h i P b e t w e e n e e o n t e n t a n d r v a l u e 1 4 5

(2)微合金化工业生产的超低碳钢(C=10~50ppm)若不经过Ti、Nb微合金化处理，其？值不高。因此，微合金化处理是为了消除固溶体中的间隙原子(C、N),得到洁净的铁素体基体。按加入微合金元素不同，工业生产IF钢可分为：Ti-IF、Nb-JF、Nb+Ti-IFc2)。 Ti-IF钢中，Ti在净化C之前先与N、S结合，所以T的最少加入量为： Ti≥3.42N+1.5S+4C 为了区别总钛量(Ti),与C结合的Ti量称为有效钛量：Ti·t?=Ti-3.42N-1.5S,剩余的钛量Tix°=Ti-3.42N-1.5S-4C。 T-IF钢的特点是性能稳定，即其力学性能对成分和工艺参数的变化不敏感；平面各向异性（△r、△E:)大；镀层抗粉化能力较差。 Nb-IF钢中，C与Nb结合形成NbC、N与Al结合形成AlN、S与Mn结合形成MS。该钢的特点是，△r、AE,平面各向异性较小；但不及Ti-IF钢镀层的抗粉化能力好，力学性能对工艺参数变化比较敏感，采取高温卷取带来板卷头尾性能较差。 Nb+Ti-IF钢兼有上述两种钢的优点。其特点是其力学性能比Nb-IF钢好，且对工艺不敏感、整卷性能均匀；镀层具有良好的抗粉化能力。这种钢适用于作超深冲钢、高强钢、 BH钢及热镀锌钢。 (3)钢质纯净IF钢中C、N被尽量降低，其他杂质元素（如S、O等）也要控制在尽可能低的水平，故钢质纯净。P、Si、Mn都是强化铁素体基体的元素，在生产高强IF钢中应适当添加，然而对超深冲IF钢来说，这些元素都不宜高。 2轧制过程 2.1热轧 IF钢在热轧过程中要发生下列物理变化：(1)第二相粒子的固溶和析出；(2)奥氏体的形变和再结晶，(3)y/a相变；(4)铁素体的形变和再结晶（当在a区终轧时）。热轧板的微观组织和析出物的形态对IF钢的最终性能有很大的影响。热轧得到细小均匀的铁素体组织和粗大的析出物(TN、NbC等)有利于r值和塑性；细小弥散的析出物阻碍再结晶和晶粒长大，对r值不利。当成分不变时，热轧板的组织和析出物形貌取决于下列热轧参数。 2,1.1板坯加热温度(SRT) 在板坯加热过程中要发生第二相溶解。碳氮化合物的溶解（或析出）与温度及钢中C、 N、Ti、Nb、A的含量有关，它由溶解度来控制。研究表明，NbC和AN的完全溶解温度分别为1000℃和1250℃，而Ti(CN)析出物在 1250℃的IF钢中具有比1000℃时更细小的弥散。所以，特别对1F钢，低温加热时未溶解的碳氯化合物会变得粗大。这就说明了低温加热对「有利（图3）。有文献表明，随钢中Nb、 Ti含量增加，板坯加热温度对”值影响减小。 2.1,2终轧温度许多研究均发现rs3,终轧温度对Ti-IF钢r值影响很小。面对Nb-IF钢的r值有明显影啊4)，并随终轧温度下降，值有明显提高，特别当NbC值比较低时更为显著。这是因为， 146

微合金化工业生产的超低碳( 钢 ( ) C 2 0 ~ 1 = 3 p p 若不经过 i T O ) m 、微合金化处理 N b , 其 r 值不高。因此 , 微合金化处理是为了消除固溶体中的间隙原子 ( C 、 N ) , 得到洁净的铁素体基体。按加入微合金元素不同 , 工业生产 I F 钢可分为 : iT 一 I F 、 N b 一 J F 、 N b + iT 一 I F 〔 “ ’ 。 T i 一 I F 钢中 , T i 在净化 C之前先与 N 、 S结合 , 所以 iT 的最少加入量为 : T s ) 3 。 4 2 N + 1 。 5 5 + 4 C 为了区别总钦量 ( iT ) , 与 C结合的iT 量称为有效钦量 : iT ’ ` 了二 iT 一 3 。 42 N 一 1 . 5 5 ; 剩余的钦量 T i ’ x “ = T i 一 s . 4 2 N 一 i 。 5 5 一 4 C 。 iT 一 IF 钢的特点是性能稳定 , 即其力学性能对成分和工艺参数的变化不敏感 ; 平面各向异性 (△ , 、 △ E : ) 大 ; 镀层抗粉化能力较差。 N b 一 I F钢中 , C 与N b结合形成反b C 、 N 与A l结合形成A IN 、 S与 M n 结合形成 M n S 。该钢的特点是 , △; 、 J E ; 平面各向异性较小 ; 但不及 iT 一 IF 钢镀层的抗粉化能力好 , 力学性能对工艺参数变化比较敏感 , 采取高温卷取带来板卷头尾性能较差。 N b 十 iT 一 IF 钢兼有上述两种钢的优点。、其特点是其力学性能比 N b 一 IF 钢好 , 且对工艺不敏感、整卷性能均匀 ; 镀层具有良好的抗粉化能力。这种钢适用于作超深冲钢、高强钢、 B H 钢及热镀锌钢。 (3 ) 钢质纯净 I F 钢中C 、 N 被尽量降低 , 其他杂质元素 ( 如S 、 O 等) 也要控制在尽可能低的水平 , 故钢质纯净。 P 、 iS 、 M n都是强化铁素体基体的元素 , 在生产高强 IF 钢中应适当添加 , 然而对超深冲 I F 钢来说 , 这些元素都不宜高。 2 轧制过程 2 。 1 热轧 IF 钢在热轧过程中要发生下列物理变化 : ( l) 第二相粒子的固溶和析出 ; ( 2) 奥氏体的形变和再结晶 , ( 3) 夕 a/ 相变 ; ( 4) 铁素体的形变和再结晶 ( 当在 a 区终轧时 ) 。热轧板的微观组织和析出物的形态对 I F钢的最终性能有很大的影响。热轧得到细小均匀的铁素体组织和粗大的析出物 ( IT N 、 N b C 等) 有利于 , 值和塑性 ; 细小弥散的析出物阻碍再结晶和晶粒长大 , 对 ; 值不利。当成分不变时 , 热轧板的组织和析出物形貌取决于下列热轧参数。 2 。 1 。 1板坯加热温度 (S R T ) 在板坯加热过程中要发生第二相溶解。碳氮化合物的溶解 ( 或析出 ) 与温度及钢中C 、 N 、 T i 、 N b 、 A I的含量有关 , 它由溶解度来控制。研究表明 , N b C和A NI 的完全溶解温度分别为 1 0 0 0 ℃ 和 1 2 5 0 ℃ , 而 iT ( C N ) 析出物在 1 2 5 0 ℃ 的 I F 钢中具有比 1 0 0 0 ℃ 时更细小的弥散。所以 , 特别对 I F 钢 , 低温加热时未溶解的碳氮化合物会变得粗大。这就说明了低温加热对 r 有利 ( 图 3 ) 。有文献表明 , 随钢中N b 、 T i含量增加 , 板坯加热温度对 r 值影响减小。 2 。 l 。 2 终轧温度许多研究均发现〔 “ 〕 , 终轧温度对 iT 一 IF 钢 r值影响很小。而对 N b 一 IF 钢的 r 值有明显影响〔 ` 〕 , 并随终轧温度下降 , : 值有明显提高 , 特别当 N b / C 值比较低时更为显著。这是因为 , 1 4 6

OC ODBD仙7507 ! 尸\ . 出已三 uo 叫口脚匕T泊闪门沐ó口。厂一可一二 6, 0 犷 C c溉杯。nT卜。A 5 1 a b 一 r e h e a t i n 口 t o m p o r a t u r e / OC … … 1 汉匕 N匕一 T 工图 3 板坯加热温度对 T i 一 IF 钢和 N b 一 I F钢板机城性能的影响 F 19 . 3 E f f e e t o f s l a b 一 r e h e a t i n g t e m P e - r a t u r e o n P r o P e t i e s o f T i 一 I F s t e e l N b 一 I F 5 t e e l 图 4 卷取温度 ( C T ) 对 T i 、 N b + T i 、 N b钢再结晶温的影响 F 19 . 4 E f f e e t o f c o i l i n g t e m P e r a t u r e o n r e e r y s t a l l i z i n g t e m P e r a t u r e o r T i , T i + N b , N b 一 I F s t e e e l 对 N b / C 比较低的钢 , 低温终轧易发生形变诱导析出并使析出物粗化和使铁素体晶粒细化的缘故。终轧温度对 iT 一 N b 一 IF 钢下值的影响比对 iT 一 IF 钢要显著〔 5 , 。在8 3 5 一 92 0 ℃ 间 , 随终轧温度上升 , : 值增加并在一 g 0 oC 处有一峰值。事实上 , 在 IF 钢的工业生产中一般都选用终轧温度 7 0 ℃ ) 将产生更多的氧化铁皮使酸洗效率下降 , 并且由于冷速不均匀使板卷的头尾性能较差。 2 。 2 冷轧对 I F钢 , 从图5看出 , 随冷轧压下率增加 r 值单调增加 , 直至压下率高达 90 % 。在实际生产中 , 为了获得高的 r 值普遍采用 ) 70 % 的冷轧压下率。 2 。 3 退火在退火过程要完成铁素体再结晶、晶粒长大和发展再结晶织构等3个步骤 , 所以退火直接决定钢板的深冲性能。 ` 4 〕冷轧 I F 钢板可以采用连续热镀锌、连续退火、罩式退火 3 种途径实现上述再结晶步骤。研究表明 , 经过连续退火或连续热镀锌生产的 IF 钢表面质量更好 , 性能更均匀且更经济。图 6表明 , I F 钢 , 几直随退火温度升高而增加。事实上 , 退火温度下保温时间的影响只有在退火温度稍大于再结晶温度时才显著 , 而在充分再结晶均热时间的影响很小。 iF 钢退火后经过平整 , 增加了屈服强度 , 降低了加工硬化指数。 1 47

1.8Nb-steel uI0:IlML CT:685℃ 1.6 b Ti-Nb 1.4 1.9i+Nb-steel 22 20 MT CT:710℃ 1.7 18 6 63店M 1.5 1 2.0Ti-Steel CT:710℃ 607080906070809060708090 1.8h FA Cold reduction, 1.6L 750 800 850 Annealing temperature/C 图5冷轧压下率对IF钢：值的影响图6连续退火温度对超低碳IF钢，值的影响 Fig.5 Effect of cold rolling reduction on Fig.6 Effect of continuous annealing r value of IF steel temperature on r value of IF steel 3超低碳钢系列的新进展 3.1冷轧超深冲1F钢板这种钢板是最先开发出的超低碳钢品种，也是超低碳钢家族的核心。 3,2深冲热镀锌F钢板利用IF钢的非时效性，可以在连续镀锌线上的森吉米尔炉内完成IF钢的再结晶退火，从而以极简单的工艺生产出廉价的深冲镀锌板。现有连续热镀锌线，因炉长短，炉温不足，为了实现充分地退火，可以从两个方面考虑：①降低材料的再结晶温度；②提高炉温、降低机组操作速度。后者的调劳是有限的，且受机组效率制约。所以应从如何降低IF钢的再结晶温度去考虑。IF钢的成分、热轧工艺、冷轧工艺对IF钢的再结晶温度都有影响。研究发现，Ti-IF钢的再结晶温度比Nb-IF钢的要低约50℃，而Nb+Ti-IF钢的居中（图4）。提高热轧卷取温度使再结晶温度下降（图4），增加冷轧压下率使再结晶温度下降。随过剩钛(T·*©)增加再结晶温度升高。另外抗粉化能力是镀锌板的重要问题。所谓粉化是指在冲压成形过程中镀层发生破损、粉碎。研究发现，Ti-IF钢的抗粉化能力较差，而Nb+Ti一IF钢和Nb-IF钢的抗粉化能力强，因此，Nb+Ti-IF钢作为热镀锌用钢是适宜的。 3,3高强1F钢板使用高强钢板有利于减轻汽车自重、节能。既要求钢板具有高的强度又要求有良好的成形性，超低碳高强IF钢正能满足这种要求。该钢的合金设计思想是：通过Ti（或Nb)处理 148

C丁: 6 8, N b 一 s t e e l 丁i 一 Nb 1 。合 1 。 9 i + Nb 一 s t e e l 。习 T少l ó 厂 …厂 …厂 C T: 7 10 1 。 5 2 。 0 Ti 一 S t e e l 忆12D18,t 山n门泌T从· 6 0 7 0 8 0 9 0 6 0 7 0 8 0 9 0 C o l d r e d u 。七i o n 一匕~ ~ ` 一 J~ ~ J- 6 0 7 0 8 0 9 0 O I , 门 c “ ’ 1。初卿哑画图 5 冷轧压下率对 I F 钢 , 值的影响 F 1 9 . 5 E f f e e t o f e o l d r o l l i n g r e d u e t i o n o n 7 v a l u e o f I F s t e e l 1 。 6 L ot 一习匕一一一一J 一一一一- ~ 7 5 0 8 0 0 8 5 0 An n e a l i n q t e o lp e r o t u r e / 弋图 6 连续退火温度对超低碳 I F钢 , 值的影响 F 19 . 6 E f f e e t o f e o n t i n u o u s a n n e a l i n g t e m p e r a t u r e o n ! v a l u e o f I F s t e e l 3 超低碳钢系列的新进展 3 . 1 冷轧超深冲lF 钥板这种钢板是最先开发出的超低碳钢品种 , 也是超低碳钢家族的核心。 3 。 2 深冲热镀锌 lF 钥板利用 I F 钢的非时效性 , 可以在连续镀锌线上的森吉米尔炉内完成 IF 钢的再结晶退火 , 从而以极简单的工艺生产出廉价的深冲镀锌板。现有连续热镀锌线 , 因炉长短 , 炉温不足 , 为了实现充分地退火 , 可以从两个方面考虑 : ①降低材料的再结晶温度 ; ② 提高炉温、降低机组操作速度。后者的调节是有限的 , 且受机组效率制约。所以应从如何降低IF 钢的再结晶温度去考虑。 IF 钢的成分、热轧工艺、冷轧工艺对 IF 钢的再结晶温度都有影响。研究发现 , iT 一 IF 钢的再结晶温度比 N b 一 1F 钢的要低约50 ℃ , 而 N b + iT 一 IF 钢的居中 ( 图4) 。提高热轧卷取温度使再结晶温度下降 ( 图 4) , 增加冷轧压下率使再结晶温度下降。随过剩钦 ( iT ’ 义。 ) 增加再结晶温度升高。另外抗粉化能力是镀锌板的重要问题。所谓粉化是指在冲压成形过程中镀层发生破损、粉碎。研究发现 , iT 一 I F 钢的抗粉化能力较差 , 而 N b + iT 一 I F 钢和 N b 一 I F 钢的抗粉化能力强 , 因此 , N b 十 T i 一 I F钢作为热镀锌用钢是适宜的。 3 . 3 高强 lF 钢板使用高强钢板有利于减轻汽车自重、节能。既要求钢板具有高的强度又要求有良好的成形性 , 超低碳高强 I F 钢正能满足这种要求。该钢的合金设计思想是 : 通过 iT ( 或N b) 处理 1 4 8

固定钢中的间隙原子以保证成形性；同时适当添加P、Si、M元素通过固溶强化保证强度。研究表明：随(Si+Mn+10P)增加，强度增加，塑性下降，并且近似于线性变化；对于同样的强度增量，M使r值下降最多而P使r值下降最少，Si则居中。一般选用廉份的P作为强化元素。含P较高的超低碳钢，在却加工后（如深冲后）有发生脆断的倾向，即所谓冷加工脆性(5)。这被认为是，当碳含量极低时P易在晶界偏析使品界脆化。有两种方法可以抑制冷加工脆性：①加入适量的B5)，②设法使钢中存在有少量固溶C。B抑制P在晶界偏析。微量B可以使转变温度大大降低：5)。研究报道6)极少量的固溶C(1ppm)使可以减少P在晶界的偏析。在连续退火时采用高的退火温度和快的冷速可以使碳化物分解从而得到少量固溶 C,尤其含Nb钢的NbC的分解温度较低。 3.4高强热镀锌F钢板高热镀锌IF钢板，是以高强IF钢板作基进行连续热镀锌，它把防腐性、成形性和高强度集于一体，所以是一种理想的汽车用钢板。研究认为用Nb+Ti+P+B作为高强热镀锌IF 钢具有更多优点，该钢在具有较高强度和成形性的同时具有低的转变温度。因为该钢中N与 T形成TN,所以大部分B存在于固溶体中阻止P的偏析；而在Nb-IF钢中，B与N形成BN, 所以须加更多的B。 3,5超低碳BH钢板所谓BH性，指冲压成型后的零件在烤漆过程中(~170℃×30min),由于自由C、N原子钉扎形变诱发的位错而使屈服强度提高的现象。钢中存在极少量的固深C就会产生明显的烤漆硬化效果7)。 BH钢的治金原理是：采用Nb来合金化，Nb(at%)/C(at%)≈1，添加P以保证高强度。热轧采用大压下量和高速轧制、高温卷取以促进碳氮化合物析出；冷轧后在连续退火中，再结晶完成前C以碳化物的形式被固定，所以可得到强的{111}织构；退火温度继续升高 (>830℃)NbC分解产生自由C原子，然后快速冷却使钢中保留一定量的固溶C,从而得到 BH性和抗二次加工脆性。这样便得到了高强度（含P)、深冲性（强{111}织构）和BH性 (固深C)。根据上述原理，再结晶完成后必须使碳化物溶解。Ti极易与N和S结合，实际生产中不易控制合适的Ti/C比，所以含Nb钢用于实际生产。当Nb/C<0.5时，由于过多的固溶C损害了{111}织构的发展，不能得到超深冲性；当Nb/C<1.5时，NbC的分解温度提高到接近 Aca,在Aca以上退火111}织构急剧下降。所以控制适当的Nb/C比是关键，一般Nb/C =0.7~1.2时效果较好。 3,6超低碳热轧深冲钢板热轧深冲板使用在要求较厚规格（如<3.2mm)板的地方。但是，一般铝镇静钢热轧板其r<1.0,成形性不好。最近几年，用超低碳钢在α区轧制来提高热轧板的成形性，并取得了长足进展8~)。要想得到高的r值，必须发展{111}织构，这对热轧板也不例外。对超低碳钢，如果加入充分的T1和Nb,则铁素体的动态再结晶被延迟或阻止。当热轧温度降到铁素体未再结晶区 149

固定钢中的间隙原子以保证成形性 ; 同时适当添加P 、 5 1 、 M 。元素通过固溶强化保证强度。研究表明 : 随( 5 1+ M n + 1 0P ) 增加 , 强度增加 , 塑性下降 , 并且近似于线性变化; 对于同样的强度增量 , M n 懂谴下降最多而 P使丁植下降最少 , S ,则居中。一般选用廉价的 P作为强化元素。含 P较高的超低碳钢 , 在却加工后 ( 如深冲后 ) 有发生脆断的倾向 , 即所谓冷加工脆性〔 5 ’ 。这被认为是 , 当碳含量极低时 P易在晶界偏析使晶界脆化。有两种方法可以抑制冷加工脆性 : ①加人适量的 B 〔 5 ’ , ②设法使钢中存在有少量固溶 C 。 B 一抑制 P 在晶界偏析。微量 B可以使转变温度大大降低〔 5 ’ 。研究报道 ` “ ” 极少量的固溶 (C IP p m ) 便可以减少P 二在晶界的偏析。在连续退火时采用高的退火温度和快的冷速可以使碳化物分解从而得到少量固溶 C , 尤其含 N b钢的 N b C 的分解温度较低。 3 。 4 高强热镀锌 lF 钢板高热镀锌 I F钢板 , 是以高强 I F 钢板作基进行连续热镀锌 , 它把防腐性、成形性和高强度集于一体 , 所以是一种理想的汽车用钢板。研究认为用 N b + iT + P 十 B作为高强热镀锌 IF 钢具有更多优点 , 该钢在具有较高强度和成形性的同时具有低的转变温度。因为该钢中 N 与 T i 形成 IT N , 所以大部分 B 存在于固溶体中阻止 P 的偏析 ; 而在N b 一 I F 钢中 , B 与 N 形成B N , 所以须加更多的 B 。 3 。 S 超低碳 B H钢板所谓B H性 , 指冲压成型后的零件在烤漆过程中 ( 一 1 70 ℃ 、 3 o m i n ) , 由于自由C 、 N原子钉扎形变诱发的位错而使屈服强度提高的现象。钢中存在极少量的固深C就会产生明显的烤漆硬化效果〔 ? ’ 。 B H钢的冶金原理是 : 采用 N b 来合金化 , N b ( a t % ) / (C a t % ) 、 1 , 添加 P 以保证高强度。热轧采用大压下量和高速轧制、高温卷取以促进碳氮化合物析出 ; 冷轧后在连续退火中 , 再结晶完成前 C 以碳化物的形式被固定 , 所以可得到强的 { 1 1 1 } 织构 ; 退火温度继续升高 ( > ” 0 ℃ ) N b C 分解产生自由 C 原子 , 然后快速冷却使钢中保留一定量的固溶 C , 从而得到 B H 性和抗二次加工脆性。这样便得到了高强度 ( 含 )P 、深冲性 ( 强谧1 1 1} 织构) 和 B H 性 ( 固深 C ) 。根据上述原理 , 再结晶完成后必须使碳化物溶解。 iT 极易与 N 和 S 结合 , 实际生产中不易控制合适的 iT / C 比 , 所以含N b钢用于实际生产。当N b / C < o 。 5时 , 由于过多的固溶 C 损害了谧1 1 1} 织构的发展 , 不能得到超深冲性 ; 当 N b / C < 1 . 5时 , N b C 的分解温度提高到接近 A c : , 在 A 。。以上退火哎1 1 1} 织构急剧下降。所以控制适当的 N b / C 比是关键 , 一般 N b / C 二。 . 7 ~ 1 . 2时效果较好。 3 . 6 超低碳热轧深冲钢板热轧深冲板使用在要求较厚规格 ( 如 < 3 . 2 m m ) 板的地方。但是 , 一般铝镇静钢热轧板其 : < 1 . 0 , 成形性不好。最近几年 , 用超低碳钢在a 区轧制来提高热轧板的成形性 , 并取得了长足进展〔 ” 一。〕。要想得到高的 r 值 , 必须发展 { 1 1 1} 织构 , 这对热轧板也不例外。对超低碳钢 , 如果加入充分的iT 和N b , 则铁素体的动态再结晶被延迟或阻止。当热轧温度降到铁素体未再结晶区 1 4 9

时，如果累积足够的变形，并在适当的温度下退火使形变铁素体发生再结品，那么，这样的 “热轧+退火”钢板的织构有可能与冷轧一退火板的织构相同，即有较强的111}织构，从而得到高的r值。研究认为1·)：①热轧时必须有良好的润滑条件，T值随润滑条件的改善而提高，②在超低碳钢中加入T、Nb使再结晶温度提高，此时在铁素体非再结晶区控轧变得容易，在这种情况下得到轧制织构与冷轧板的织构相似，且热轧温度对再结晶织构影响很小，③决定”值和再结晶织构最重要的冶金因素是热轧过程中固溶C含量。如果通过加Ti、Nb和采用适当的热轧条件使固溶C量为零，则可获得r值=2.0，这种钢织构主要取向与冷轧IF钢相似，为 {554}(225)。由此得出：如果在良好的润滑和无固溶C下，在铁素体非再结晶区轧制，热轧退火钢板同样可以得到与冷轧板一样高的值。值得注意的是：在区轧制的关键是润滑条件。在无润滑时，钢板表面产生严重的剪切区，便得钢板从表面层到中心的织构相差很大且使不利织构增加。所以为了得到热轧板高·值，必须在热轧时有充分润滑。 4结束语本文详细论述了超低碳钢的发展历史和研究进展。超低碳钢是目前深冲性能最好、级别最高的冲压用钢，是新一代汽车用钢。目前，世界超低碳钢产量迅速增长、应用大大拓宽。超低碳钢是深冲钢的发展方向。参考文献 1 Atsuki Okamotto,et al,Proc,of 6th Int,Conf,on Texture of Materi- als,1989;739 2 Yoshiduni Tokunafa,et al,ISIJ,1987,(2):341 3 Gupta I,et al,in Hot and Cold Rolled Sheet Steel:R Pradhan and G Lutovosky,TMS-AIME,1988:139 4 Hashimoto O,et al.Proc,of Int,Conf.on Advances in Physical Meta- llurgy and Application of Steel,Metal Society of Grent Britain,1981: 21~24 5 Takahashi N,et al,in Proc.Conf.on Metallurgy of Continuous-Anne- aled Sheet Steel,AIME,1982;133~153 6 Nobuo Ohashi,et al,in Proc.of the 6th Int.Conf.on Texture of Ma- terials,Paper 6(1)-2,195~208 7 Nakaka K,et al,in Formable HSLA and Dual-Phase Steel,ed AIME. New York:1979:126~141 8 Hideo Abe Kawasaki.Steel Tech,Report No.22,1990:48~56 9 Pradhan R.in Proc.Conf.Held at the TMS-AIME Fall Meeting,1984: 17~18 10 Pradham R.in Proc,Conf.Held at the 1989 Fall Meeting.Indiana. 1989,81 150

时 , 如果累积足够的变形 , 并在适当的温度下退火使形变铁素体发生再结晶 , 那么 , 这样的 “ 热轧十退火 ” 钢板的织构有可能与冷轧一退火板的织构相同 , 即有较强的谧1 1 1} 织构 , 从而得到高的 r 值。研究认为 “ 。 ’ : ①热轧时必须有良好的润滑条件 , 破随润滑条件的改善而提高 , ②在超低碳钢中加人iT 、 N b使再结晶温度提高 , 此时在铁素体非再结晶区控轧变得容易 , 在这种情况下得到轧制织构与冷轧板的织构相似 , 且热轧温度对再结晶织构影响很小 , ③决定 r 值和再结晶织构最重要的冶金因素是热轧过程中固溶 C含量。如果通过加 iT 、 N b和采用适当的热轧条件使固溶 C 量为零 , 则可获百子值 * 2 . 0 , 这种钢织构主要取向与冷轧 IF 钢相似 , 为 ( 5 5 4 } ( 2 2 5 ) 。由此得出 : 如果在良好的润滑和无固溶 C 下 , 在铁素体非再结晶区轧制 , 热轧退火钢板同样可以得到与冷轧板一样高的 , 值。值得注意的是 : 在a 区轧制的关键是润滑条件。在无润滑时 , 钢板表面产生严重的剪切区 , 便得钢板从表面层到中心的织构相差很大且使不利织构增加。所以为了得到热轧板高 r 值 , 必须在热轧时有充分润滑。 4 结束语本文详细论述了超低碳钢的发展历史和研究进展。超低碳钢是目前深冲性能最好、级别最高的冲压用钢 , 是新一代汽车用钢。目前 , 世界超低碳钢产量迅速增长、应用大大拓宽。超低碳钢是深冲钢的发展方向。参考文献 1 A t s u k i o k a m o t t o , e t a l 。 P r o c . o f 6 t h l n t 。 C o n f 。 o n T e x t盯e o f M a t e r i - a 1 5 5 1 9 8 9 ; 7 3 9 2 Y o s h i d u n i T o k u n a f a , e t a l . I S I J , 1 9 8 7 , ( 2 ) : 3 4 1 3 G u P t a l , e t a l 。 i n H o t a n d C o l d R o ll e d s h e e t S t e e l : R P r a d h a n a n d G L u t o v o s k y , T M S 一 A I M E , 1 9 8 8 : 1 3 9 4 H a s h i m o t o O , e t a l . P r o e . o f I n t . C o n f . o n A d v a n e e s i n P h y s i e a l M e t a - 1l u r g y a n d A p p li e a t i o n o f S t e e l . M e t a l S o e i e t y o f G r e n t B r i t a i n , 1 9 8 1 : 2 1 ~ 2 4 5 T a k a h a s h i N , e t a l 。 i n P r o e 。 C o n f 。 o n M e t a ll u r g y o f C o n t i n u o u s 一 A n n e - a l e d S h e e t S t e e l , A I M E , 1 9 8 2 ; 1 3 3 ~ 1 5 3 6 N o b u o o h a s h i . e t a l 。 i n P r o e 。 o f t h e 6 t h l n t . C o n f 。 o n T e x t u r e o f M a - t e r i a l s , P a p e r 6 ( l ) 一 2 , 1 9 5 ~ 2 0 8 7 N a k a k a K , e t a l 。 i n F o r m a b l e H S L A a n d D u a l 一 P h a s e s t e e l , e d A I M E - N e w Y o r k : 1 9 7 9 : 1 2 6 ~ 1 4 1 8 H i d e o A b e K a w a s a k i 。 S t e e l T e e 五 . R e p o r t N o 。 2 2 , 1 9 9 0 : 4 8 ~ 5 6 9 P r a d h a n R 。 i n P r o e . C o n f . H e l d a t t h e T M S 一 A I M E F a l l M e e t i n g , 1 9 8 4 : 1 7 ~ 1 8 1 0 P r a d h a m R 。 i n P r o e 。 C o n f . H e l d a t t h e 1 9 8 9 F a l l M e e t i n g . I n d i a n a . 1 9 8 9 , 8 1 1 5 0