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Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发冯勇，蔡薇（济南钢铁集团总公司，山东济南250101）摘要：利用低硫铁水，钢包内充分脱氧，以铌钒复合微合金化、钢包底吹氬LF精炼处理、钢包喂线和严格的控温轧制技术，以较低的成本批量生产出6～40 mm厚规格合格的590 MPa级高强钢，技术性能指标满足用户提出的要求，济钢探索开发出高强钢新的生产工艺途径。
关键词：高强钢；复合微合金化；铌；钒；控轧控冷中图分类号：TG335.5；TG142.41 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2007）04-0007-03Process Development of Fine Grain High Strength and Toughness JG590 SteelPlates with Nb-V Micro-alloyingFENG Yong, CAI Wei（Jinan Iron and Steel Group Corporation, Jinan 250101, China）Abstract: The grade 590 MPa high strength steel with the 6~40 mm spec. was developed in lower cost with the application of low sulfur molten iron, de-oxygen and LF purified in ladle, Nb-V composite micro-alloying and strict control rolling technology. The quality and the technology properties of the steel plate can meet the technology requirements of customers. The new production process for high strength steel is developed in Jinan steel.Key words: high strength steel; composite micro-alloying; niobium; vanadium; control rolling and control cooling国内外部分企业[1]主要采用先进的铁水预处理、RH炉外精炼、微合金化细化组织和控轧控冷工艺生产590 MPa级高强钢，有的公司具备热处理设施，产品实物质量好，但成本高。
《B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中强化效果的理论研究》篇一一、引言超级奥氏体不锈钢以其卓越的耐腐蚀性、高温强度和良好的加工性能，在石油、化工、海洋工程等众多领域得到了广泛应用。
为了提高其综合性能，研究者们通过添加微合金化元素如B、Nb 等，以进一步增强其机械性能和耐腐蚀性。
本文将针对B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果进行理论研究。
二、微合金化元素的种类及其作用机制1. 硼（B）元素：硼元素在钢中主要起到固溶强化和细化晶粒的作用。
它能有效地提高钢的强度和韧性，同时还能改善钢的焊接性能。
2. 铌（Nb）元素：铌元素在钢中可以形成稳定的碳氮化合物，有效减少钢中的碳化物析出，提高钢的抗晶间腐蚀性能。
此外，铌还能细化晶粒，提高钢的强度和韧性。
三、B、Nb元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果1. 固溶强化：B、Nb等微合金化元素的固溶强化作用，可以显著提高超级奥氏体不锈钢的强度和硬度。
这些元素在钢中形成固溶体，阻碍位错运动，从而提高材料的力学性能。
2. 晶粒细化：B、Nb元素能够细化钢的晶粒，使钢的力学性能得到进一步提高。
晶粒细化可以增加单位体积内的晶界数量，从而提高材料的强度和韧性。
3. 提高耐腐蚀性：B、Nb元素的添加可以改善超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
例如，铌可以稳定钢中的奥氏体结构，提高钢的抗晶间腐蚀性能；硼则可以提高钢的耐点蚀和耐应力腐蚀性能。
四、理论分析根据合金强化理论，微合金化元素的添加可以通过固溶强化、沉淀强化和细晶强化等多种机制提高钢材的性能。
在超级奥氏体不锈钢中，B、Nb等微合金化元素的强化效果主要体现在固溶强化和细晶强化两个方面。
这些元素在钢中形成稳定的固溶体，阻碍位错运动，从而提高材料的强度和硬度；同时，它们还能细化晶粒，使钢的力学性能得到进一步提高。
五、结论通过对B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果进行理论研究，我们可以得出以下结论：1. B、Nb等微合金化元素的添加可以显著提高超级奥氏体不锈钢的强度、硬度和耐腐蚀性能。
金属材料的近终型生产工艺-CPS技术-FTSR 技术近终形连铸是指在保证最终产品质量所需压下量的前提下,更接近于产品最终形状的连铸技术。
主要包括薄板坯连铸技术、薄带连铸技、喷雾沉积技术等。
近终形连铸技术是金属材料研究领域里的一项前沿技术,它的出现为冶金业带来了革命性的变化,改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产过程。
传统的薄型钢材生产工艺包括多道次热轧和反复冷轧等工序,工序复杂、生产周期长能耗、产品成本高、劳动强度大。
采用薄带连铸技术,能将连续铸造轧制甚至热处理融为一体设备投资减少生产工序简化生产周期缩短产品成本显著降低且产品质量不亚于传统工艺。
此外,利用薄带连铸技术的快速凝固效应,还能生产出轧制工艺难以生产的材料以及具有特殊性能的新材料。
薄板坯连铸连轧自上世纪80年代末开发成功以来引起了冶金界的高度重视,成为继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后钢铁工业的又一次技术革命。
至今,在短短的十多年里,薄板坯连铸技术发展势头迅猛,己有15个国家的31台薄板连铸连轧设备投产,其产量也激增到近4720万吨。
目前,世界上已建成的典型工艺流程有CPS、ISP 、CONROLL 、FTSR等。
CPS技术是由德国施罗曼一西马克公司(SMS)开发成功的,是目前应用最广泛的薄板坯连铸连轧工艺,已有19条生产线成功地投入了工业生产。
CPS的工艺过程为:采用立弯式连铸机生产厚50mm~60mm的铸坯,经分段剪后,送入辊底式均热炉(120~185m)进行加热、均热。
薄板坯经加热炉入口段、加热段和均热段加速到20~30m/min进入轧制工序。
六机架精轧机组将厚50mm~60mm的铸坯轧制成1.2~12.7mm的带材,经层流水帘冷却后卷取。
生产线全长约270m。
优点:流程短、生产稳定、产品质量好等。
缺点:对钢水质量要求高、难以生产很宽或较厚的钢板、均热炉设备尚未定型化等。
FTSR(Flexible Thin Slab Rolling) 技术该技术是由意大利月一涅利公司在萨伯拉里(Sabolarie)厂开发成功的。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用随着全球结构材料产业的发展，高性能钢的应用越来越普及。
NB 微合金钢是一种具有良好塑性、抗热震性能和氧化抗性的钢材，已经成为重要的优质材料之一。
因此，有必要研究NB微合金钢的高温塑性特性，以及其在结构应用中的潜在性。
NB微合金钢的高温塑性是一种可以在高温条件下强度随着塑性进行变化的材料特性。
它主要取决于材料的温度、应力、微观组织和化学成分等因素。
因此，通过研究NB微合金钢在高温条件下的变形行为，可以为结构材料提供开发及应用建议。
NB微合金钢的高温塑性研究通常采用实验方法进行。
常见的实验方法包括力学性能测试、热流变特性测试和结构变形测试等。
这些实验可以有效地帮助研究者确定NB微合金钢在高温条件下的变形行为，包括热韧性、Yield指数、屈服值和塑性模量等性能参数。
此外，可以通过先进的实验方法，如扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)来研究NB微合金钢的微观结构特性及变形行为。
这些实验主要用于研究塑性变形行为的具体机理，并可以有效地帮助研究者设计出适合NB微合金钢的高温应力过程。
此外，有必要研究NB微合金钢在高温条件下的耐久性。
通常，可以通过测试NB微合金钢的高温持久性来评估其在高温条件下的耐久性。
一些典型的测试包括高温蠕变细节、高温持久疲劳性能和抗氧化等。
最后，NB微合金钢在结构应用中也具有广泛的潜力。
比如，它可以用于传动轴、离合器、发动机零部件、管道系统和机械配件等。
此外，它还可以用于制造飞机叶片、航天器外壳和核能反应堆等特殊结构部件。
综上所述，NB微合金钢具有良好的高温塑性、抗热震性能和耐氧化性能。
通过实验研究，可以确定NB微合金钢的塑性变形行为，并评估其在高温条件下的耐久性。
这些可以为结构材料的开发及专用结构部件的设计提供有效的参考。
因此，NB微合金钢的高温塑性研究及应用具有广泛的前景。
《B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中强化效果的理论研究》篇一一、引言超级奥氏体不锈钢以其卓越的耐腐蚀性、高温强度和良好的加工性能，在各种极端环境下具有广泛的应用。
而微合金化元素的添加是提高其性能的重要手段之一。
本文旨在探讨B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果，通过理论研究，为实际生产与应用提供理论支持。
二、微合金化元素概述B、Nb等微合金化元素在超级奥氏体不锈钢中起着重要作用。
这些元素能够通过固溶强化、沉淀强化和晶界强化等方式，提高不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。
此外，它们还可以影响不锈钢的微观结构和相稳定性，从而提高其综合性能。
三、B元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果B元素在超级奥氏体不锈钢中主要通过固溶强化和晶界强化来提高其性能。
B原子能够替代奥氏体晶格中的部分金属原子，形成固溶体，从而提高材料的硬度。
此外，B元素还能细化晶粒，改善晶界结构，提高材料的韧性和抗疲劳性能。
四、Nb元素在超级奥氏体不锈钢中的强化效果Nb元素在超级奥氏体不锈钢中主要通过沉淀强化来提高其性能。
Nb原子在材料中形成稳定的氮化物或碳化物沉淀相，这些沉淀相能够有效阻碍位错运动，从而提高材料的强度和硬度。
此外，Nb元素还能提高不锈钢的耐腐蚀性能，特别是对氯化物溶液的耐腐蚀性。
五、B、Nb元素的协同作用B、Nb元素在超级奥氏体不锈钢中的协同作用能够进一步提高材料的性能。
B元素细化晶粒，改善晶界结构，而Nb元素则形成稳定的沉淀相，两者共同作用，使得材料具有更好的综合性能。
此外，B、Nb元素的添加还能影响材料的相稳定性，使其在高温、高应力等极端环境下具有更好的性能表现。
六、理论分析通过理论分析，我们可以得出以下结论：B、Nb等微合金化元素的添加能够显著提高超级奥氏体不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。
其中，B元素主要通过固溶强化和晶界强化来提高材料性能，而Nb元素则主要通过沉淀强化来提高材料性能。
此外，B、Nb元素的协同作用能够进一步提高材料的综合性能。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其优异的力学性能和良好的加工性能，在汽车、桥梁、建筑等领域得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，在钢中具有显著的影响。
其中，NbC的析出行为对钢的组织和硬度具有重要影响。
本文将详细探讨高Nb微合金钢中NbC的析出机制，及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过与C元素结合形成NbC 析出物。
这种析出行为主要发生在钢的固溶处理和随后的冷却过程中。
在高温下，Nb原子在钢基体中具有较高的扩散速率，与C 原子结合形成NbC相。
随着温度的降低，NbC相逐渐从基体中析出，形成细小的颗粒状结构。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化：高Nb微合金钢中，NbC的析出可以有效细化晶粒。
由于NbC相的析出阻碍了晶界的迁移，使得晶粒在生长过程中受到限制，从而实现了晶粒的细化。
细晶强化是提高钢力学性能的重要手段，细化的晶粒可以提高钢的强度和韧性。
2. 微结构优化：NbC的析出还可以优化钢的微结构。
通过控制NbC的析出量、大小和分布，可以调整钢的微观组织结构，如贝氏体、马氏体等相的比例和形态。
这些微观组织的优化有助于提高钢的硬度和耐磨性。
四、NbC析出对硬度的影响硬度是衡量材料力学性能的重要指标之一。
高Nb微合金钢中，NbC的析出对硬度具有显著影响。
1. 硬质相的形成：NbC作为一种硬质相，其析出可以显著提高钢的硬度。
这是因为硬质相在基体中起到了承载载荷的作用，能够有效地抵抗外界的冲击和压力。
2. 强化机制：除了硬质相的形成外，NbC的析出还通过其他强化机制来提高钢的硬度。
例如，细晶强化和沉淀强化等机制使得钢基体更加均匀、致密，从而提高了硬度。
3. 影响规律：一般来说，随着Nb含量的增加和析出量的增多，钢的硬度也会相应提高。
但需要注意的是，过量的NbC析出可能会导致钢的韧性降低，因此需要合理控制Nb的含量和析出行为。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用随着冶金技术的发展和工业技术的进步，人们对材料提出了更多要求。
目前，已经开始使用新型耐热钢代替传统的低合金结构钢，以满足现代机械制造业日益增长的需要。
为此，研究新型nb微合金钢具有重大意义。
本论文是我在导师的指导下完成的毕业论文。
通过查阅资料，收集数据，并与同行交流等方式来获得所需信息。
首先介绍了nb微合金钢的概念及其分类，然后阐述了nb微合金钢的相关理论知识，最后根据实验室试验确定了nb微合金钢的主要化学成分，力学性能参数，显微组织，硬度值等。
通过计算机模拟，对比不同成分nb微合金钢的拉伸曲线，可以看到它们之间存在明显差异。
从而说明该钢种具备良好的综合性能，适宜于作为各种零件的材料。
1.1 nb微合金钢的基础理论1.1.1 nb微合金钢的概念及分类nb微合金钢(nb-mn 钢)是由锰、硅、钼、铌、钒、钛、铌、锆等元素按照一定配比加入到普通碳素钢中形成的微量合金化钢系列。
这些合金元素除了能够改善钢的淬透性外，还会产生细小弥散的第二相粒子，起到固溶强化效果。
因此， nb微合金钢兼顾了碳素钢和合金钢的优势，既保持了碳素钢的强韧性又具有较高的抗回火稳定性，被广泛应用于航空、汽车、石油、电子、机械、建筑、轻纺等领域。
1.1.2 nb微合金钢的相关理论知识1.1.2.1 nb微合金钢的晶体结构nb微合金钢属于亚共析钢，其典型的铁素体晶格常数为A=8.0×10-9m，其中c=4.0×10-6m，n=1.5×10-3m。
nb微合金钢的铁素体晶格常数比普通碳素钢的铁素体晶格常数稍大，但仍处于亚共析范围内，即铁素体晶格转变温度区间为Ac1-Ac3。
当加入少量合金元素时，则会促使晶格向共析转变，即晶格常数逐渐减小，直至消失，这就是nb微合金钢的“固溶强化”现象。
1.1.2.2 nb微合金钢的强化机制nb微合金钢的强化机制包括固溶强化、沉淀强化、弥散强化三部分。
V、Nb与变形条件对微合金钢组织超细化的影响研
究的开题报告
研究背景：
微合金钢是目前钢铁行业广泛应用的材料之一，具有耐腐蚀、耐磨损、高强度和高韧性等优点。
其中，微合金元素V、Nb的加入可以有效
控制晶粒长大，实现晶粒超细化，进一步提高钢的力学性能。
同时，变
形条件（如变形温度、应变速率等）也在一定程度上影响微合金钢的组
织和性能。
研究目的：
本文旨在研究微合金钢中添加V、Nb元素对钢的组织超细化的效果，并探究不同变形条件下的组织演变和力学性能变化机制，为微合金钢的
材料设计和加工提供一定的理论依据。
研究内容：
1. 综述微合金钢中添加V、Nb元素的作用机理和晶粒超细化原理；
2. 通过对比研究不同状态下微合金钢的组织演变和力学性能变化，
对比不同条件影响下的微合金钢性能，并探究微合金钢中V、Nb元素的
作用机理；
3. 通过实验验证，模拟出微合金钢在不同变形条件下的演变规律，
结合理论分析探究不同变形条件下的微合金钢力学性能形成机制。
预期结果：
通过对V、Nb微合金钢的研究，探究其在不同变形条件下的组织演
变和力学性能变化机理，有望为微合金钢的材料设计和加工提供理论依据，并为钢材的设计和应用提供参考依据。
本钢薄板坯连铸连轧冶金特点分析及高强度微合金钢生产技术开发总结报告钢铁研究总院本溪钢铁集团公司目录1. 项目背景介绍 (3)1.1 薄板坯连铸连轧技术概要 (3)1.2 薄板坯连铸连轧物理冶金共性分析 (3)1.3 薄板坯连铸连轧流程生产高强度微合金化钢板的技术分析 (5)2 FTSR工艺Nb微合金化基础理论和生产技术研究 (5)2.1 传统厚板坯连轧生产过程中Nb微合金钢的技术特征和组织变化规律 (5)2.2 FTSR工艺生产过程中Nb微合金钢的技术特征和组织变化规律 (7)2.2.1 薄板坯连铸连轧工艺中铸造组织直轧及组织演变特点 (7)2.2.2 FTSR流程Nb微合金钢铸坯组织特征分析 (8)2.2.3 FTSR流程铸坯中微合金沉淀析出－溶解规律 (10)2.2.3.1 510L钢铸坯中的析出情况 (10)2.2.3.2 J55钢铸坯中的析出情况 (11)2.2.4 FTSR流程生产过程中的组织变化规律 (11)2.2.5 FTSR流程Nb微合金钢带的微合金沉淀析出状况 (17)2.3 FTSR工艺生产过程中存在的一些问题及原因分析 (18)2.3.1 FTSR工艺Nb微合金钢混晶原因分析 (18)2.3.2 FTSR工艺中铸坯裂纹分析 (20)2.3.2.1 裂纹形成的原因分析 (21)2.3.2.2 预防措施 (22)2.3.3 FTSR工艺生产的SPHC钢组织偏细原因探讨 (23)3 FTSR流程微合金钢产品开发 (24)3.1 本钢长、短流程生产的几种低合金钢对比分析 (24)3.2微合金钢产品开发 (27)4 结论 (30)1. 项目背景介绍1.1 薄板坯连铸连轧技术概要薄板坯连铸连轧技术是近十几年来世界钢铁工业取得的重要技术进步之一，是继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后，又一带来钢铁工业技术革命的新技术。
与过去传统流程把钢水连铸成200～250mm厚的板坯、经过冷却、重新加热，再进入由粗轧和精轧机组成的多机架热连轧成宽带钢的工艺不同，在薄板坯连铸连轧工艺中，钢水被铸成50～90mm厚的薄板坯，不经冷却直接热装入均热炉后，进入热连轧机组轧制成带钢。
与传统的热轧板生产工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺在技术和经济方面，具有明显的特点：工艺简化、设备减少、生产线短、从而大幅度降低了基本建设投资使得吨钢投资下降19％～34％；生产周期短，从冶炼钢水至钢卷运到运输链，仅需约2.5小时，从而减少了大量资金流动；提高成材率，降低能耗，从而降低了生产成本，使吨材成本降低；产品性能更加均匀、稳定，由于薄板坯在结晶器内的冷却速度远远大于传统板坯，其二次和三次枝晶更短，薄板坯原始的铸态组织就比传统坯更细、更均匀；产品的纵、横向精度更高，薄板坯连铸连轧的均热工艺保证板坯在轧制过程中温度的均匀和稳定，从而获得更高的纵、横向的精度，同时也更便于生产对轧制温度均匀性较高的钢种；适于生产薄规格热轧板卷，从而提高产品的附加值，获得更好的经济效益。
1.2 薄板坯连铸连轧技术物理冶金共性分析与传统生产工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺具有凝固速度高、铸态组织晶粒细小均匀、轧制前原始奥氏体晶粒粗大、总变形量小、道次变形量大、第二相析出物细小等显著的物理冶金特点。
（1） 凝固速率高，铸态组织细小、均匀薄板坯连铸由于减少了铸坯厚度（通常为50～90mm）、提高了连铸拉速（通常为3.5～6.0m/s）,增加了铸坯表面积（约为传统厚板坯的3～5倍），与传统的板坯连铸相比，薄板坯连铸的冷却强度大、凝固速率高，传统板坯连铸和薄板坯连铸典型工艺对比如表1所示，可见薄板坯连铸的凝固速率比传统板坯连铸的凝固速率高十多倍。
薄板坯高的凝固速率改善了铸造组织，使其二次、三次枝晶更短（50mm厚的薄板坯的二次枝晶间距约为90～120um，传统厚板坯的二次枝晶间距约为200～500um），原始的铸态组织晶粒更细、更均匀，为最终组织的细化创造了条件；由于冷却强度大，板坯的微观偏析可得到较大改善，分布更均匀；快速凝固导致氧化物、氮化物、硫化物等非金属夹杂物的尺寸减小，甚至达到纳米级，从而达到阻止奥氏体晶粒长大、细化晶粒和通过析出强化提高强度的作用。
表1 传统板坯和薄板坯典型工艺对比工艺传统板坯薄板坯铸坯厚度（mm） 200～250 50～90 完全凝固时间（min） 10～15 1冷却速度（1560～1400℃） 0.15℃/s 2℃/s 轧制前是否发生相变是否总变形（％）99.6 96～98累计真应变 4.6～5.5 3.0～4.1 最大轧制速度（m/s） 20～25 10～13/21～23（2） 采用直接轧制工艺，轧制前原始奥氏体晶粒粗大传统工艺生产的铸坯在轧制前的热历史不同于薄板坯连铸连轧流程，两种工艺流程中铸坯经历的热历史如图1所示。
薄板坯连铸连轧流程生产的连铸坯进入均热炉前存在一个温度的低谷，温度范围900~950℃，因此没有发生奥氏体向铁素体的相变。
随后的均热温度约为1150℃，均热时间15~30分钟，奥氏体形态基本不会改变，铸态粗大的原始奥氏体组织在轧制前保留下来。
而传统流程生产的铸坯冷却到A r1温度以下，奥氏体转变为铁素体/珠光体组织。
轧制前铸坯在加热炉内重新奥氏体化，在1200~1250℃范围内保温2小时以上，室温的铁素体/珠光体组织变为等轴的奥氏体，晶粒尺寸在0.2~0.3mm范围内。
传统的轧制工艺中，进入精轧机的是经过初轧的中间坯，晶粒均匀、细小（约30～100um）。
在薄板坯连铸连轧工艺中，进入热连轧机的是呈铸造枝晶形态的连铸坯，在6－7机架变形中要完成铸造枝晶的碎化、等轴化、均匀化和细化等一系列复杂过程。
图1 两者流程的铸坯热历史对比（3）总变形量小、道次变形量大薄板坯连铸连轧工艺因铸坯厚度减薄，从铸坯到成品的总的变形量小，通常为传统工艺的1/5～1/3，不利于铸态组织的均匀化和细化，但薄板坯连铸连轧工艺比传统工艺的道次变形量大（最大可达60％）有利于再结晶的进行。
1.3 薄板坯连铸连轧流程生产高强度微合金化钢板的技术分析微合金化技术是生产低合金高强度钢的有效方法，也是目前传统生产流程中应用最为广泛的高强度钢生产技术。
在传统冷坯再加热生产工艺中，较高的再加热温度可以保证冷坯中沉淀析出的微合金析出物重新溶解，可通过合理的控制轧制变形、冷却和卷取工艺而控制微合金沉淀析出，通过有效利用微合金固溶、沉淀析出、再结晶和相变的耦合关系，控制钢带的组织和性能。
微合金元素在铸坯中的沉淀析出热力学、动力学，以及沉淀粒子熟化倾向与铸坯的偏析、冷却速度、入炉温度、均热温度和时间等参数密切相关。
美国匹兹堡大学A.J.DeArdo教授研究发现：在薄板坯连铸连轧流程Nb微合金化生产中，薄板坯铸坯上析出大量的富Nb星状碳化物，并主张在薄板坯连铸连轧流程Nb微合金钢生产中应使用更多的Nb含量以弥补大颗粒碳化物造成的微合金元素损失；英国国际V委员米切尔教授对V钢的研究也发现了在薄板坯铸坯上出现大量的富V的枝晶碳氮化物。
所有这些研究结果都表明，薄板坯连铸连轧流程的工艺变化使微合金元素的析出、溶解规律也发生了较大变化，这些变化将改变薄板坯连铸连轧流程的再结晶、相变等规律，因此，需要深入了解和掌握薄板坯连铸连轧流程中微合金化元素的作用机制。
Nb是传统厚板坯热连轧宽带钢生产中应用最为高效、广泛、成熟的微合金化技术。
然而，Nb对粗晶奥氏体再结晶动力学的显著推迟作用使薄板坯连铸连轧过程中的铸造枝晶组织直轧的原始粗大奥氏体完全再结晶十分困难，使薄板坯连铸连轧流程生产的Nb微合金钢的组织均匀性难以控制，经常出现混晶现象，如何通过合理的连铸、均热、热连轧工艺消除混晶是Nb 微合金钢开发的关键。
2 FTSR工艺Nb微合金化基础理论和生产技术研究2.1 传统厚板坯连轧生产过程中Nb微合金钢的技术特征和组织变化规律众所周知，Nb微合金化技术是在热轧宽带、高强度钢生产中最有效的技术方法之一。
与V、Ti、Mo等微合金元素相比，Nb是抑制变形奥氏体再结晶最有效的微合金化元素（见图2）。
在传统厚板坯连轧生产中，通过Nb微合金化可有效控制再加热奥氏体晶粒尺寸、再结晶奥氏体晶粒尺寸和未再结晶变形奥氏体向α相形核的有效晶界面积，从而获得细晶组织以提高钢板的强度和韧性。
在传统厚板坯连轧生产中，最具代表性的热轧高性能钢带，如管线钢、焊接结构钢、汽车大梁用钢等均采用该技术。
图2 各种微合金元素对再结晶温度的影响在传统厚板坯连轧生产中，Nb微合金化高强度钢的控制技术及组织演变规律如图3所示。
在厚板坯冷坯再加热工艺中，铸坯组织发生了γ—α和α—γ两次相变过程。
通过两次相变，原始奥氏体可细化至100～200µm。
通过粗轧，奥氏体可通过多次再结晶而进一步细化，最后，在精轧过程中只要合理控制未再结晶区内有效变形量便可获得理想的组织。
在传统冷坯再加热流程Nb微合金钢生产中，Nb的固溶与析出的有效控制是Nb微合金化技术的关键。
一般来说，Nb微合金钢要求较高的加热温度以使在铸坯中沉淀的Nb充分溶解；通过轧制变形有效促进Nb的碳氮化物应变诱导析出以抑制奥氏体再结晶和钉扎相变铁素体晶粒长大。
图3 传统连轧生产中Nb微合金钢的组织演变规律2.2FTSR工艺生产过程中Nb微合金钢的技术特征和组织变化规律2.2.1 薄板坯连铸连轧工艺中铸造组织直轧及组织演变特点板带连轧所要解决的主要问题是钢板的几何形状控制和钢板微观组织的控制。
然而，薄板坯工艺由于缺少了像冷坯再加热轧制那样的γ—α和α—γ两次相变过程，连铸薄板坯在均热后仍呈铸造枝晶形态，在仅有的几次变形中要完成铸造枝晶的碎化、等轴化、均匀化和细化等过程，因而，薄板坯工艺生产钢带的组织控制与热变形间的关联性更强。
在薄板坯流程生产Nb微合金钢时，在仅有的6～7道次连轧过程中，既要完成粗大铸造树枝晶组织的再结晶碎化过程，又要实现未再结晶控轧，因此组织转变过程更为复杂，控制难度更大，经常出现混晶情况，如图4所示。
在薄板坯流程Nb微合金钢生产中，低碳（≤0.07%C）含Nb钢出现的主要问题是混晶；中碳（0.16～0.20%C）含Nb钢除出现混晶问题外，还伴有严重的带状组织。
0.06C-1.0Mn-0.04Nb 0.17C-1.0Mn-0.04Nb图4 薄板坯（CSP）生产含Nb钢带出现的混晶现象在Nb的固溶与析出方面，薄板坯连铸连轧与传统冷坯再加热工艺也有较大的差异。
首先，在薄板坯连铸特殊的冷却条件下，在铸坯入炉前常常发现Nb的碳氮化物析出；其次，薄板坯连铸连轧流程的均热（加热）温度一般比传统流程低50～100℃，均热（加热）时间也远远少于传统流程的加热时间，因此，如果在薄板坯连铸过程中微合金沉淀已析出，均热后Nb是否可重新固熔对Nb的有效应用是十分重要的。
