CSP工艺生产低碳钢中的纳米碳化物及其对钢的强化作用

D0I:10.13374/i.issn1001053x.2003.04.010 第25卷第4期 北京科技大学学报 Vol.25 No.4 2003年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2003 CSP工艺生产低碳钢中的纳米碳化物及其对 钢的强化作用 傅杰”康永林》柳德橹)周德光》王中丙)陈贵江) 1)北京科技大学，北京1000832)广州珠江钢铁有限责任公司，广州510730 摘要用化学相分析及X射线小角散射法研究了CSP工艺生产HSLC钢中碳化物的成分、 数量及粒度分布，发现尺寸小于18nm的碳化物含量大于文献中测定的CSP含Nb的HSLA 钢中尺寸小于18nm的Nb(C,N,)含量.对纳米级碳化物对钢的强化作用进行了讨论. 关键词低碳钢：CSP:纳米碳化物：强化 分类号TG142.1 近十几年来，薄板坯连铸连轧技术获得了迅 纳米级析出物，但未能对这些析出物的含量定 猛发展，全世界薄板坯连铸连轧生产线厂家已有 量确定，因而未能确定其对钢强度的影响.本文 37个，年生产能力约6000万t,其中CSP占70%. 对HSLC钢的电解粉末样进行了粒度分布测定， 我国已建和在建的7条薄板坯连铸连轧生产线 并分析了其对钢的强化作用. 以及正在筹建的几条生产线大多采用CSP工艺， 用CSP工艺生产的不添加Nb,V,Ti等低C- 1研究方法 Mn高强度钢(HSLC钢)的屈服强度可达400 试验采用珠钢生产的HSLC钢ZJ330热轧薄 MPa,与含Nb或V的低C-Mn高强度钢(HSLA 板、铸坯和轧卡件，其化学成分及工艺见表1. 钢)相当m;在HSLC钢中存在尺寸为5~20m的 成品热轧薄板终轧后，经层流冷却，卷取成 表1试验钢的化学成分（质量分数）及轧制温度 Table 1 Chemical composition and rolling temperature of the testing steels WB/0 材料CS1 Mn 5 P Cu Al Al.N T.0TC/C Tz/℃T/℃T./℃ 热轧板0.0600.110.280.0060.0120.120.0200.01600.00440.0028 890620 铸坯0.0510.040.390.0120.0150.160.0310.03060.00440.00301100 轧卡件0.0510.040.390.0120.0150.160.0310.03060.00440.0030-1071/1035◆1035/1005* 注：T为铸坯温度；T,T分别为F1,F2温度：*分子、分母分别为进、出轧机温度：T为终轧温度；T为卷取温度 材：轧卡件在停轧后直接空冷至室温.试样经磨2实验结果及讨论 光后，电解溶样得到包含碳化物、硫化物、AN及 氧化物在内的粉末，然后对该粉末进行化学相分 2.1化学相分析结果 析及粒度分布测定，粒度分布采用X射线小角散 对电解粉末进行X射线结构分析发现，在 射法按GB/T13221-91(1S0/TS13762-2001)标准 CSP铸坯、轧卡件及成品板材中均存在M,(CN) 测定，误差<10%，分析测试工作由国家钢铁材料 相，属于正交晶系，点阵常数为a=0.4523nm:b= 测试中心完成. 0.5088nm:c=0.6743nm.其含量及组成结构式 列于表2.试样中的化合氮及化合疏含量示于表 收稿日期200305-21傅杰男，66岁，教授 3,氧化物夹杂中各组分的分量及总量示于表4. *国家“973”重大基础研究项目(No.G1998061500) 由表3,4可见，钢中疏基本上以化合物形式存

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 工艺生产低碳钢 中的纳米碳化物及其对 钢 的强化作用 傅 杰 ‘， 康永林 ‘， 柳德槽 ” 周 德 光 ” 王 中丙 ” 陈贵江 ， 北 京科技大学 ， 北 京 广 州 珠江 钢 铁 有 限 责任 公 司 ， 广州 摘 要 用化 学相 分析 及 射线 小角散射法 研 究 了 工 艺 生产 钢 中碳化物 的成分 、 数量及 粒度分布 ， 发现 尺 寸 小 于 的碳化 物 含量 大于 文献 中测 定 的 含 的 钢 中尺 寸 小 于 的 ， 含 量 对纳 米 级 碳 化 物对钢 的 强 化 作用 进 行 了讨论 关键 词 低碳钢 纳米碳化物 强 化 分 类号 近 十几 年 来 ， 薄板 坯 连 铸 连 轧技术 获得 了迅 猛 发展 ， 全 世 界 薄板 坯 连铸 连 轧 生产 线 厂 家 已 有 个 ， 年 生 产 能 力 约 万 ， 其 中 占 我 国 己 建和 在 建 的 条 薄 板 坯 连 铸 连 轧 生 产 线 以及 正在 筹建 的几 条 生 产 线 大 多采 用 工 艺 ， 用 工 艺 生 产 的不 添 加 ， ， 等 低 一 高 强度钢 钢 的屈 服 强度 可 达 ， 与 含 或 的低 一 高 强 度 钢 钢 相 当 ‘ 在 钢 中存 在 尺 寸 为 一 的 纳 米 级 析 出物阳 ，， 但 未 能对 这 些析 出物 的含量 定 量 确 定 ， 因 而 未 能确 定 其 对 钢 强度 的影 响 本 文 对 钢 的 电解 粉末 样进行 了粒 度 分 布 测 定 ， 并 分 析 了其 对 钢 的 强 化 作 用 研 究方 法 试 验采 用 珠 钢 生 产 的 钢 热 轧 薄 板 、 铸 坯 和 轧 卡件 ， 其 化 学成 分 及 工 艺 见 表 成 品热 轧 薄板 终 轧 后 ， 经 层 流 冷 却 ， 卷 取 成 表 试验 钢 的 化 学成 分 质量 分 数 及 轧 制温 度 材料 】】 ℃ 兀 ℃ 几 ℃ 几 ℃ 几 ℃ 热轧板 铸坯 轧卡 件 一 一 一 一 注 为铸坯温度 界 ， 界 ， 分别 为 ， 温度 分 子 、 分 母分 别 为 进 、 出轧 机温 度 几 为 终 轧温 度 几 为卷 取温度 材 轧 卡件 在停 轧 后 直接 空 冷 至 室温 试 样 经 磨 光 后 ， 电解 溶 样 得 到 包 含 碳 化 物 、 硫 化 物 、 及 氧化物 在 内的粉 末 ， 然 后 对 该 粉末 进行 化 学 相 分 析 及 粒度 分 布 测 定 ， 粒度 分 布 采 用 射 线 小 角 散 射 法 按 一 一 标 准 测 定 ， 误 差 ， 分 析 测 试 工 作 由 国家钢 铁 材 料 测 试 中心完 成 收稿 日期 一 一 傅 杰 男 ， “ 岁 ， 教授 国家 “ ， 重 大基础研 究项 目 实验 结 果 及 讨 论 化 学 相 分 析 结 果 对 电解 粉末 进 行 射 线 结构 分析 发 现 ， 在 铸 坯 、 轧 卡件 及 成 品板材 中均 存 在 相 ， 属 于 正 交 晶系 ， 点 阵常 数 为 二 。 其 含 量 及 组 成 结 构 式 列 于表 试 样 中 的化 合 氮 及 化 合硫 含 量 示 于 表 ， 氧 化 物 夹 杂 中各 组 分 的分 量 及 总 量 示 于 表 由表 ， 可 见 ， 钢 中硫 基 本 上 以化 合 物 形 式 存 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2003．04．010

VoL.25 No.4 傅杰等：CS工艺生产低碳钢中的纳米碳化物及其对钢的强化作用 ·329 表2M,(C)相的含量（质量分数）及组成结构式 Table 2 Content and structure of M(CN)phase 材料 WE/ Fe Mn 的 c E 结构式 热轧板 0.823 0.0040.0010.059 0.001 0.888 (FeMnNia:)(CoNo) 铸坯 0.688 0.0080.002 0.050 0.001 0.749 FMnonNi2)(CoN) 第一道轧卡件 0.694 0.0080.002 0.050 0.001 0.755 (FeMnaonNi2)(CoN) 第二道轧卡件 0.724 0.0090.002 0.052 0.001 0.788 FeMno0n2Nio002)(CoNo1s) 表3试验钢中化合氨及化合硫的含量 在，氧基本上以夹杂物形式存在 Table 3 Compounding nitrogen and sulphur contents in 2.2电解粉末粒度分布测量结果 the testing steels % 电解粉末粒度分布特征见图1，图中f(D)为 材料 AIN 化合N 化合S 粒度分布频度，代表各粒度间隔内1nm间隔中 热轧板 0.0020 0.0018 0.0058 颗粒的平均含量（质量分数）.例如15nm间隔， 铸板 0.0023 0.0020 0.0116 第一道轧卡件 0.0023 f(D)=0.003/hm,则粉末中尺寸为1~5nm颗粒的 0.0020 0.0116 第二道轧卡件 0.0023 0.0020 0.0116 含量（质量分数）为0.003/mm×(5-1)nm=0.012.小 于18nm的颗粒含量测量结果见表5. 表4氧化物夹杂的定量分析结果 2.3纳米颗粒的含量及属性分析 Table 4 Analysis results of oxide inclusions o 电解粉末中包含碳化物、疏化物、AN及氧化 成分 Al:O, TiO,Cr:O, MnO Feo 物.其中，硫一部分以尺寸大于1m的夹杂物形 含量0.003240.000010.000020.000050.00001 式存在，一部分以小于1m的硫化物析出相形 成分 Nio CaO SiO 式存在，硫的含量不同，二者所占比例不同，但最 含量 痕 0.000160.000320.000770.00458 小的硫化物尺寸亦为几十nm:氧基本上以微米 0.65 (a)铸坯 1.00 (b)第一道轧卡件 1.00m (c)第二道轧卡件 0.66 0.66 0.33 0.33 60120180 240 300 60 120180 240300 0 60 120180 240300 D/nm D/nm D/nm 0.65 (d)热轧板 图1各种实验钢电解粉末颗粒尺寸分布直方图 oD/O) 0.33 Fig.1 Histogram of particle size distribution of the electrolysis powder in each kind of test steel 60 120 180 240 300 D/nm 表5小于18am颗粒的含量（质量分数） Table 5 Contents of particles less than 18 nm 电解粉末 材料 不同尺寸颗粒比例* <18nm颗粒% 总量/% 1-5nm 5-10nm 10-18nm <18nm 热轧板 0.888 0.0025/1.0% 0.0053/2.7% 0.00282.2% —5.9% 0.052 铸坯 0.749 0.0030/1.2% 0.0065/3.7% 0.0047/3.7% —8.2% 0.061 第一道轧卡 0.755 0.0047/1.9% 0.0099/4.9% 0.0082/6.6% 一/13.4% 0.101 第二道轧卡 0.788 0.0049/2.0% 0.0100/5.0% 0.0039/3.1% —10.1% 0.080 注：*分子为fD),m',分母为不同尺寸颗粒质量分数占整个颗粒质量分数的比例

一 傅杰等 工 艺生产 低碳钢 中的纳米碳化物及 其对钢 的 强 化作用 · 表 呱 哟相 的 含量 质量 分数 及 组成 结构式 哟 创 材 科 － － 结 构 才 忱 一 八”﹃ … 目︸ 热 轧板 铸坯 第一道 轧卡件 第二 道 轧卡件 乏 州 场 入 。 ， ，。 办 。 。 粼呱 。 入几。 。 ， 召 。 。 ， 。 ，。‘ 场 。 ，入 ， 。 ， 。 ，入 。 。 ， 。 ， ， 力刃 。 召 ” 翻 ，。 ‘ ‘八︶︸ ，‘ 内只 ‘ … ︸一 表 试 验钢 中化合氮及 化合硫 的含量 血 材料 化 合 化 合 热 轧板 铸板 ‘ 第 一 道 轧卡 件 第 二 道 轧卡 件 表 氛化 物 夹 杂 的定 量 分 析结 果 成 分 含量 成 分 含 量 痕 乃 ， 加 卜 艺 在 ， 氧基 本 上 以夹 杂物 形 式存 在 电解粉 末粒 度 分 布 测 量 结果 电解 粉末 粒度 分 布 特 征 见 图 ， 图 中了 为 粒度 分 布 频度 ， 代 表 各 粒 度 间 隔 内 间隔 中 颗 粒 的平 均含 量 质 量 分 数 例 如 一 间隔 ， 枷 ， 则粉 末 中尺 寸 为 一 颗 粒 的 含 量 质量 分 数 为 加 一 小 于 的颗粒 含 量测 量 结果 见 表 纳 米颗 粒 的含量 及 属 性 分 析 电解粉末 中包含碳化 物 、 硫 化物 、 及氧化 物 其 中 ， 硫 一 部 分 以尺 寸 大于 娜 的夹杂物形 式存 在 ， 一 部 分 以小 于 林 的硫 化 物析 出相 形 式存在 ， 硫 的含量 不 同 ， 二者 所 占比例 不 同 ， 但 最 小 的硫 化 物 尺 寸 亦 为 几 十 氧 基 本上 以微 米 铸坯 第一道轧卡件 第二道轧卡件 ‘ 户息 刊︵试芬。 刀加 加 加 热轧板 图 各 种 实验 钢 电解粉 末颗粒尺 寸 分 布直 方 图 币 祖 忱 ︶几、 ， 众︵试甲︾。工日口 刀加 表 小 于 肚 颗粒 的含最 质 量 分数 材料 电解粉末 总量机 不 同尺 寸颗粒 比例 一 幻比 们比 】】 颗粒 热 轧板 铸坯 第一 道 轧卡 第 二 道 轧卡 乃 门 一 一亨 一 一 注 分子 为八刀 ， 一 ，， 分母 为不 同尺 寸颗 粒质 量 分 数 占整 个颗 粒 质量分数 的 比例

·330· 北京科技大学学报 2003年第4期 级夹杂物形式存在，小于18nm的颗粒主要为 于18nm的碳化物M(CN)不同的析出条件，或者 碳化物和AN.文献[5]指出，AN的尺寸约为8 不同的结构，例如是另一类碳化物FeC.有关低 nm,由表3知AN的质量分数仅为0.0020%~ 碳钢中存在的尺寸小于18nm颗粒的结构及其析 0.0023%,但从表5的数据看出，热轧板、铸坯、第 出机理有待进一步研究， 一、第二道轧卡件中<18nm颗粒质量分数分别为 2.4纳米碳化物对钢的强化作用 0.052%,0.061%,0.101%和0.080%，故钢中小于 (I)用CSP工艺制备的HSLC钢与HSLA钢力 18nm的颗粒主要应为碳化物，从图1可见，在试 学性能的对比 验钢电解粉末颗粒尺寸分布图上均存在两个峰 表6列出了国内外用CSP工艺制备的HSLC 值，说明小于18m颗粒的碳化物可能具有与大 钢与HSLA钢的力学性能对比.由表6可见：用电 表6用CSP工艺制备的HSLC钢与HSLA钢的化学成分及力学性能对比 Table6 Comparison of composition and mechanical properties between HSLC and HSLA steels produced by CSP process Wa/%o No.钢种厚度/mm- dμmo/MPa o/MPa/% Mn Si Nb Al 1 HSLA 3.0 0.0500.74 0.00700.049 0.0320.0091 一 378461.29.2 2 HSLA 6.3 0.050 0.76 0.00700.052 0.032 0.0084 361461 30.8 3 HSLA 4.7 0.050 1.07 0.00700.060 0.032 0.0083 一 392 498 26.8 4 HSLA 2.1 0.050 0.80 0.00700.052 0.032 0.0076 一 393 470 25.2 5*HSLA 6.3 0.055 1.10 0.045 0.0090 402 486 32.7 6*HSLA 6.3 0.055 1.10 0.045 0.0090 456 547 32.2 7 HSLA 7.0 0.0741.42 0.32 0.0010 0.0380.0370.0100 8.02398 495 34.0 8**HSLC2.0-6.00.0500.30 0.06 0.0049 0.02-0.04<0.00505-6 387 433 33.0 9 HSLC 6.0 0.0600.61 0.17 0.0060 0.015<0.00508.22 439 494 31.5 10 HSLC 6.0 0.1800.560.21 0.0030 0.028<0.00506.86437 543 29.4 11*HSLC6.0 0.1701.210.280.0040 0.024<0.00505.68492 597 27.8 12*HSLC6.00.1601.220.300.0030 0.037<0.00507.8740856634.0 注：*为不同的轧制与冷却工艺：*为121炉18000t钢的平均值：d为平均晶粒尺寸：No.1~No.4数据来源于文献[6]： No.5No.6数据来源于文献[7]：No.7数据来源于文献[8]热模拟：No.8~No.12数据来源于文献[1 炉CSP工艺生产的不用V,Nb微合金化的HSLC 钢的强度及塑性可与用V,Nb微合金化的HSLA 钢相当.HSLC钢的屈服强度可以达到400MPa 级，其屈强比及塑性可通过成分、轧制及冷却工 艺来调整.屈服强度在400MPa以下的结构钢材 占钢的总产量比超过70%，显然，对HSLC钢的研 究与开发具有重大的经济价值和战略意义，而对 HSLC钢强化机理的研究对该钢种的开发具有十 分重要的作用. (2)HSLA钢及HSLC钢的沉淀强化问题. 图2是低碳钢中弥散析出颗粒的透射电镜薄 50 nm 膜暗场像，白色亮点是沉淀相小粒子，大部分粒 子的尺寸在20nm以下.初步研究结果表明，这 图2低碳钢中弥散析出颗粒的透射电镜薄膜试样暗场 些粒子是碳化物，关于CSP低碳钢中弥散沉淀相 世 Fig.2 Dark field image of a thin foil specimen by TEM 的结构、析出规律及强化机理正在进行更深入的 showing precipitates in low carbon steel 研究. HSLA钢中，Nb,V等微合金化元素具有细化 的HSLA钢进行了化学相分析及X射线小角散 晶粒和沉淀强化作用，文献[8]对其试验用含Nb 射法测Nb(CN,)颗粒分布的实验研究，结果表

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 级 夹 杂物 形 式 存 在’ 川 ， 小 于 的颗 粒 主 要 为 碳 化 物 和 文 献 〕 指 出 ， 的尺 寸 约 为 ， 由表 知 的质 量 分 数 仅 为 一 ， 但 从 表 的数 据 看 出 ， 热 轧板 、 铸坯 、 第 一 、 第 二 道 轧 卡 件 中 颗粒 质 量 分 数 分 别 为 ， ， 和 ， 故 钢 中小于 的颗粒 主 要 应 为碳 化 物 从 图 可 见 ， 在试 验 钢 电解 粉 末 颗 粒 尺 寸 分 布 图上 均 存 在 两 个 峰 值 ， 说 明小 于 颗 粒 的碳 化物 可 能 具 有 与 大 于 的碳化 物 不 同 的析 出条件 ， 或 者 不 同 的结 构 ， 例 如 是 另 一类 碳 化 物 有 关 低 碳 钢 中存 在 的尺 寸 小 于 颗 粒 的结 构及 其 析 出机 理 有 待进 一 步研 究 纳 米 碳 化 物 对 钢 的 强 化作 用 用 工 艺 制 备 的 钢 与 钢 力 学 性 能 的对 比 表 列 出 了 国 内外 用 工 艺制 备 的 钢 与 钢 的力 学 性 能对 比 由表 可 见 用 电 表 用 工 艺 制 备 的 钢 与 钢 的化学 成分 及 力 学性能对 比 钢 种 厚度加 叨林 司侧 刃 弓︸内︸‘、，︸了、了 ，月八凡 ， 八︸ ‘ ‘ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 八”︵ ，‘内，︸，， ，‘月八︸ 注 为不 同 的轧制与冷 却 工 艺 为 炉 钢 的平 均值 为平均 晶粒尺 寸 数据来源 于 文献 数 据来源 于 文 献 数据 来源 于 文 献 【 热模拟 书 。 数 据来源 于 文献 【 炉 工 艺 生产 的不 用 ， 微 合 金 化 的 钢 的强度 及 塑 性可 与用 ， 微 合 金 化 的 钢 相 当 钢 的屈 服 强 度 可 以达 到 级 ， 其 屈 强 比及 塑 性 可 通 过 成 分 、 轧 制及 冷 却 工 艺来 调 整 屈 服 强度 在 以下 的结构钢 材 占钢 的总产 量 比超 过 ， 显 然 ， 对 钢 的研 究 与 开 发 具有 重 大 的经 济价值 和 战略 意义 ， 而 对 钢 强 化机 理 的研 究对 该 钢 种 的开 发具有十 分 重 要 的作 用 钢 及 钢 的沉 淀 强化 问题 图 是低碳钢 中弥散析 出颗 粒 的透射 电镜薄 膜 暗场 像 ， 白色 亮 点是 沉 淀相 小粒 子 ， 大 部 分 粒 子 的尺 寸 在 以下 ， 初 步 研 究结 果 表 明 ， 这 些 粒 子 是 碳 化 物 ， 关 于 低 碳 钢 中弥散沉 淀 相 的结 构 、 析 出规 律及 强 化 机 理 正在 进行 更 深 入 的 研 究 钢 中 ， ， 等微 合 金 化 元 素 具 有 细 化 晶粒 和 沉 淀 强 化 作用 ， 文 献 」对 其 试验 用 含 图 低碳钢 中弥散析 出颗粒 的透 射 电镜薄膜试样 暗场 像 勿 的 钢 进 行 了化 学相 分 析及 射 线 小 角 散 射 法 测 凡 颗 粒 分 布 的实验 研 究 ， 结 果 表

Vol.25 No.4 傅杰等：CSP工艺生产低碳钢中的纳米碳化物及其对钢的强化作用 331 明：电解粉末中Fe,C的质量分数为0.970%；整个 织变化及性能的影响，可能与纳米碳化物的析出 M(CN,)的质量分数为0.046%，其中Nb(CaN6) 行为有很大的关系. 的质量分数为0.040%，含0.034%Nb,0.0037%C和 0.0026%N.尺寸小于18nm的M(CN,)与整个M(C 参考文献 N)的质量分数比约为33%，即其质量分数只有 1 Fu Jie,Wang Zhongbin,Kang Yonglin,et al.Research and 0.015%. development of HSLC steels produced by EAF-CSP tech- 由于第二相粒子的沉淀强化作用，主要取决 nology [A].Proc of TSCR'2002 [C].Guangzhou,2002. 301 于粒子的尺寸、分布及体积分数（或质量百分 2 Liu Delu,Huo Xiangdong,Wang Yuanli,et al.Oxide and 数)，HSLC钢热轧板材中小于18nm的碳化物质 sulfide dispersive precipitation in ultra-low carbon steels 量分数为0.052%，是HSLA钢中小于18m的M [J].J Univ Sci Technol Beijing,2001,8(4):314 (CN)质量分数的2倍多，如果上述含Nb的HSLA 3 Liu Delu,Fu Jie,Kang Yonglin,et al.Oxide and sulfide 钢的Nb(C,N,)具有沉淀强化作用，则HSLC钢中 dispersive precipitation and effects on microstructure and 小于18m的铁的碳化物应能起沉淀强化作用. properties of low carbon steels [J].J Meter Sci Technol. 关于HSLA钢中M(C,N,)对钢的沉淀强化作用机 2002,18(1):7 理已有许多文献论述，HSLC钢中纳米级铁碳化 4 Zhou Deguang,Fu Jie,Wang Zhongbing,et al.Character- 物的沉淀强化作用定量计算有待进一步研究. ictics of casting structure of CSP thin slab [A].Proc of TSCR'2002 [C].Guangzhou,2002.355 3结论 5 Kang Yonglin,Yu Hao,Fu Jie,et al.Morphology and pre- cipitation kinetics of AlN in hot strip of low carbon steel (1)用化学相分析及X射线小角散射法测定 produced by compact strip production [J].Mater Sci Eng, 2003(A):265 了低碳钢中的碳化物颗粒分布，发现尺寸小于18 6 Glodowsky R J.Vanadium-nitrogen microalloyed HSLA nm的碳化物质量分数为0.052%-0.101%，远大于 strip steels produced by thin slab casting [A].Proc of 用0.038%Nb微合金化的HSLA钢中M(CN,)的质 HSLA Steel'2002 [C].Beijing:Metallurgical Industry 量分数. Press,,2002.313 (2)用X射线小角散射法测得的颗粒尺寸分 7 Garcia C I,Tokary C,Graham C,et al.Niobium HSLA 布直方图上具有两个峰值.HSLC钢中析出的小 steels produced using the thin slab casting process:hot 于18nm的碳化物可能是Fe(CN),也可能是具有 strip mill products,properties and applications [A].Proc 与Fe,(CN)不同结构的e.C相. of TSCR'2002 [C].Guangzhou,2002.194 8 Zhang Hongtao,Liu Su,Wang Ruizhou,et al.Laboratory (3)低碳钢中纳米碳化物应具有沉淀强化作 study of the influance of thin slab casting and direct rol- 用，有关小于18nm的碳化物的结构、析出规律 ling process on the microstructure and mechanical proper- 及强化机理有待于进一步研究， ties of niobium microalloyed steel [A].Proc of TSCR' (4)CSP过程中成分、轧制及冷却制度对钢组 2002[C].Guangzhou,2002.282 Nano-scale Carbide and Strengthening Effect in Low Carbon Steel Produced by CSP Process FU Jie",KANG Yonglin',LIU Delu",ZHOU Deguang",Wang Zhongbing",Chen Guijiang" 1)University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Guangzhou Zhujiang Steel Co Ltd,Guangzhou 510730,China ABSTRACT The carbide composition,quantity and particle size distribution of HSLC steel produced by CSP process were studied by chemical phase analysis and SAXS method with a 3014 X-ray diffracto-spectrometer and a Kratky small angle scattering goniometer.It is found that the content of carbide with sizes less than 18 nm is more than that of Nb(C,N,)with sizes less than 18 nm in Nb-contained CSP-HSLA steel reported in reference.The streng- thening effect of nano-scale carbide on the steel was discussed. KEY WORDS low carbon steel;CSP;nano-scale carbide;strengthening

傅杰 等 工 艺 生产低碳钢 中的纳米碳 化 物及 其 对钢 的强化 作用 明 电解粉末 中 的质 量 分 数 为 整 个 凡 的质 量 分数 为 ， 其 中 刘 的质 量 分 数 为 ， 含 ， 和 尺 寸 小 于 的 二 力与 整 个 卫 力的质 量 分 数 比 约 为 ， 即其 质 量 分 数 只 有 由于第二 相粒子 的沉 淀 强化作用 ， 主 要 取 决 于 粒 子 的尺 寸 、 分布 及 体积 分 数 或 质 量 百 分 数 ， 钢 热 轧板 材 中小 于 的碳 化 物 质 量 分 数 为 ， 是 钢 中小于 的 ， 质量 分数 的 倍 多 ， 如 果上 述含 的 钢 的 双 具 有 沉 淀 强化 作 用 ， 则 钢 中 小于 的铁 的碳 化 物应 能起 沉 淀 强化 作 用 关 于 钢 中 ， 对 钢 的沉 淀 强 化 作 用 机 理 己 有许 多文 献 论 述 ， 钢 中纳 米 级 铁 碳 化 物 的沉 淀 强 化 作用 定 量 计算 有待进 一 步研 究 织变化 及 性 能 的影 响 ， 可 能与纳 米碳 化物 的析 出 行 为有 很 大 的关 系 参 考 文 献 结论 用化 学相 分 析及 射线 小角 散射 法测 定 了低碳钢 中的碳化物颗粒 分布 ， 发现 尺 寸 小于 的碳 化 物 质 量 分 数 为 司 ， 远 大 于 用 仍 微 合 金 化 的 钢 中 名凡 的质 量 分 数 用 射 线 小 角散射 法 测 得 的颗粒 尺 寸分 布直 方 图上 具 有两 个 峰值 钢 中析 出的 小 于 的碳 化物 可 能是 ， 也可 能 是 具 有 与 ， 不 同结 构 的 相 低碳钢 中纳 米碳 化 物 应 具 有沉 淀 强化 作 用 ， 有 关小于 的碳 化物 的结构 、 析 出规 律 及 强化 机 理 有 待 于 进 一 步研 究 过 程 中成 分 、 轧制 及 冷 却 制度对 钢 组 ， 而 ， ， 勿 一 ， 山 ， ， ， 面 ， 介 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 如 ， 又 ， ， ， ， 妙 佣 略 ， 勺 ， 、 乞 一 勿 ， 切笔 ， ， 肠 脚 ， 出 ， 恤 ， ， ， ， ， 研白 ， · 又 ， 一 ， 喇 ， 代 只则 岁气肠 口刀助切才气 ” 梦 ， ， ， 助 ， ， 伍 一 匆 小即 二 让 一 一 一 · 一