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IF钢简介

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IF钢简介

IF 钢简介

概述：

IF是Interstitial Free的缩写，即无间隙原子，意味在这种钢中不存在固溶的碳和氮原子，因此较为适宜用连续退火工艺进行制造。与低碳铝镇静钢相比较，IF钢的特点是具有良好的冲压成型性，不存在钢板的时效问题。通过在超低碳钢中加入Nb和Ti微合金元素，形成碳、氮化物析出，达到IF化。在制造过程中要求炼钢连铸工序做到钢水的超低碳处理，纯净化处理，提高Nb和Ti微合金元素的效率。由于碳、氮化物的析出主要在热轧阶段完成，这就要求热轧工序必须具备与之相符的温度制度。

IF钢的材质具有高的延伸性和高的r值，要求热轧的工艺条件是低温加热和高温卷取。在热轧卷取与终轧的温度控制上，由于IF 钢的Ar3 温度很高，因此铁素体晶粒很容易长大，为了对热轧卷的铁素体晶粒控制在较细的水平，以得到合适的成品晶粒度。必须对热轧终轧和卷取温度的控制精度提出较高的要求，一般在±20℃。

IF钢分为Nb-IF；Ti-IF；Nb+Ti-IF,但以Ti-IF为主。

IF钢的制造要点介绍如下：

炼钢：①超低碳②微合金化③钢质纯净

热轧：①均匀细小的铁素体晶粒②粗大稀疏的二相粒子

冷轧：①尽可能大的冷轧压下率

退火：①再结晶晶粒均匀粗大②发展再结晶织构（1 1 1）

1.炼钢连铸

①杂质元素的控制

IF 钢杂质元素要控制在很低水平,这是IF钢获得超深冲性的重要原因。一般要求O ≤0.002 % , S≤0.01 % , Mn≤0.2 % ,

Si≤0.03 % ,P≤0.01 % ,Al≤0.06 %。由于S和P易偏析,明显损害钢板质量的均匀性,是产生裂纹的原因。Mn和Si过多，除固溶强化外还引起析出物过剩,阻碍再结晶晶粒的长大,对值不利,故其含量应较低。O在钢中的固溶量极少,多以各种氧化物夹杂的形式存在,而这些夹杂物会导致最终产品的表面和内部产生缺陷。钢中的非金属夹杂如氧化物和硫化物归根到底是受到氧和硫含量的影响。国外钢铁厂氧化物的含量一般都较低,氧的总量小于20×10-6,杂质直径不大于50μ。

②微合金化

IF钢中Nb形成碳氮化物，Ti可形成碳、氮、硫、氧化物。过多的钛不仅增加成本而且使固溶钛量增多,再结晶温度升高,对产品的性能和表面质量都不利。加N b+ Ti 复合处理IF钢也有类似现象。因此,冶炼时应注意适当控制合金元素的添加量,对于加钛IF钢,过剩钛以0.02%～ 0.04 %为宜; Nb+Ti复合处理IF 钢过剩铌(固定碳、氮以后的量)宜< 0.02 %。作为影响IF 钢性能最关键的环节在炼钢,因为成分是生产超深冲IF钢的基础,工艺是保证,假如成分失控,后续工艺即使控制再好,IF钢的性能也难以保证。

2.热轧

热轧板的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有利于r 值和塑性

的提高；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热轧参数, 低的板坯加热温度、高温终轧、终轧后快冷、增大热轧压下率、增大变形速率、高温卷取等都有利于提高IF 钢的深冲性能。

①板坯加热温度

IF 钢板坯加热温度的选择依赖于第二相粒子的形态和大小。较高的再加热温度使析出物溶解量增多,这样使得在随后的轧制过程中析出量增加,但是这些在热轧过程中的析出物一般比较细小,这对冷轧后退火过程中有利织构的形成不利。此外在热轧过程中晶粒的控制主要通过固溶拖曳机制起作用,所以为了减少细小的析出物的不利影响,在保证终轧温度不低于Ar3的前提下,再加热温度应尽量低。

②终轧温度

随着终轧温度的降低,r值和塑性增加,这与热轧过程晶粒的细化有关。为了保证热轧时晶粒细化,一般采取的具体措施是: ①终轧温度略高于Ar3; ②终轧后立即快速冷却。热轧满足这两个条件, 钢板内晶粒约为20μ,而常规热轧后的晶粒为40μ。

③卷取温度

卷取温度是控制碳化物析出的一个影响因素。卷取温度升高,再结晶温度下降,r值提高,对Nb-IF 钢的影响最显著, 其次是Ti+Nb-IF钢、Ti-IF钢。因为高温卷取利于碳氮化合物的析出和粗化,特别是对在较低温度(热轧后)发生的析出。Ti-IF钢随着卷曲温度的升高,r值呈上升趋势,但增加幅度不大。说明Ti-IF钢在含有适当过

量钛时,其卷曲温度对产品性能的影响不太敏感。过量钛较低时,卷取温度影响较大,随过量Ti的增加其影响减小。

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汽车板用钢介绍—IF钢

汽车板用钢介绍—IF钢

汽车板用钢介绍—IF钢

IF（Interstitial Free）钢，又称无间隙原子钢，是在超低碳钢中加入一定量

的Ti、Nb使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳氮化合物，使钢中无间隙原子存

在，钢质洁净，该钢具有极优良的成形性，即高r值（>2.0）、高n值（>0.25）、

高δ%（>50％）。

IF钢的发展大致经历了四个阶段：20世纪40年代，Comstock的研究为IF

钢奠定了基础；60年代，真空脱氧冶金技术的应用有效的降低了钢中C、N、S

的含量，只需少量添加Ti和Nb即能获得性能优良的超深冲钢，这使IF钢得到

了迅速的发展。70年代，连续退火技术的应用，大大提高了退火工艺的稳定性，

为IF钢的进一步发展创造了条件。80年代，冶金生产技术得到进一步发展。采

用底吹转炉和改进的RH处理可以经济地生产出C≤20ppm的超低碳钢，IF钢在

国际范围内取得飞速发展。1989年世界IF钢产量已超过700万吨，1994年世界

IF钢产量超过1000万吨。

IF钢取得了如此重大和迅速的发展，使其应用不再仅限于少量难冲零件，

其关键在于两大突破：（1）成本降低；（2）用途广泛。

由于IF钢所具有非时效性和深冲性，以IF钢为基础业已开发出众多超低碳

钢系列产品。IF钢按冲压级别可分为商用级（CQ）、普通冲压级（DQ）、深冲压

级（DDQ）、特深冲压级（EDDQ）和超深冲压级（SEDDQ）等系列。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、高强度、防腐

性、BH性，从而得到了广泛的应用性。

低合金钢种简介

低合金钢种简介

低合金钢的主要品种包括下列7种：

焊接高强度钢；合金冲压钢；低合金耐腐蚀钢；低合金耐磨损钢；低合金耐低温钢；低合金建筑钢筋；低合金钢轨钢。

1.什么是低合金钢轨钢?

钢轨是铁路轨道的主要部件，是冶金产品中一个专用钢材品种，钢轨承受列车的重量和动载，受力复杂，轨面磨耗，轨头受冲击，还要受较大的弯曲应力，主要的损伤形式有：磨损主要是上股侧磨和下股压溃，屈服强度不足引起的波浪磨耗以及韧塑性低导致的脆断、剥落、掉块、轨头劈裂、焊缝裂纹等。所以对钢轨钢的基本要求包括：耐磨性、抗压溃性、抗脆断性、抗疲劳和良好的焊接性。

按强度等级划分钢轨应分为下列几类：

(1)标准钢轨，抗拉强度685～835MPa；

(2)耐磨钢轨，抗拉强度880～1030MPa；

(3)特级钢轨，抗拉强度1082～1225MPa；

(4)抗拉强度>1400MPa的钢轨在研制中。

20世纪初采用的是50kg/m轨，现在国际标准轨为60kg/m，美国重轨为77kg/m，俄国和东欧各国为75kg/m轨。

铁路运输和铁道建设在我国国民经济中占有重要的地位，“十一五”期间和未来10年，对钢轨的需求量会越来越大，质量要求也会越来越高。

2.提高钢轨强度和综合性能的途径有哪些?

有以下两条：

(1)热处理强化。在碳素钢或C—Mn钢轨基础上采用在线余热淬火，离线的淬火回火处理或欠速淬火工艺。20世纪80年代发展起来的在线热处理方式，也叫做全长淬火工艺，节能省工、投资少、生产周期短。

(2)在0.7％～0.75％C钢中添加Cr、Mn、Mo、Nb等合金元素，获得980～1250MPa抗拉强度。比较两种强化方法，热处理轨表面耐磨，但内部较差，耐蚀性不能改善。合金化轨里外质量一致，可以考虑改善耐蚀性。

目前国内执行GB 2585—8l标准，主要的钢种牌号有C—Mn钢的U71Mn轨和微合金化的PD3轨和NbRE轨。

我国铁路建设，在“六五”和“八五”期间，以解决运输能力制约国民经济发展“瓶颈”问题，主攻“重载”，在现有设施基础上扩大编组。从“九五”起，提速和高速已成为铁路科技进步的主要体现。通过改造既有轨道结构和研制新型机车车辆，使客车运行速度提高到200km/h，所谓“高速”，指建成200km/h以上的专线客运列车的运行速度。对“重载”列车的钢轨要求耐磨损，抗疲劳。对“高速”列车的钢轨则要求无缺陷和高平直度。

镁钙耐火材料对IF钢杂质的影响

镁钙耐火材料对IF钢杂质的影响

第２９卷第３期　２００６年６月　鞍山科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．，２００６　

镁钙耐火材料对ＩＦ钢杂质的影响　

田琳　，张红鹰　

（１．鞍山科技大学材料科学与工程学院，辽宁鞍山　１　１４０４４；２．山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博２５５０４９）　摘　要：主要研究镁钙耐火材料对ＩＦ钢杂质元素的影响，利用直读光谱仪及扫描电镜能谱分析等手段，分　析反应后钢样中杂质元素的变化及耐火材料成分的改变，并采用热力学计算进行反应过程的理论分析。研究　结果表明，镁钙耐火材料不污染钢液，且材料中的ＣａＯ能与ＩＦ钢样中的Ｓ、Ａｌ、Ｓ等发生化学反应，起到净化　钢液的作用，是冶炼纯净钢的首选耐火材料。　关键词：镁钙耐火材料；纯净钢；化学热力学；杂质　中图分类号：ＴＦＩ２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—４４１０（２００６）０３—０２３９—０３　

提高钢材纯净度，延长钢材使用寿命是今后钢材发展的方向。提高钢材纯净度的主要标志是降低　钢中硫、磷、铝、碳等杂质元素的含量。过去人们一直把冶炼工艺过程带人的杂质作为钢液的重要污染　

源，忽视耐火材料对钢液的影响，随着对钢材纯净度要求的提高，高温下与钢液接触的耐火材料的影响　作用，日益受到人们重视。以ＣａＯ为主的碱性耐火材料被逐渐应用于纯净钢的冶炼，Ｐｅｑａｗａ　及Ｂａ—　ｎｎｅｂｅｒｇ　等人都曾研究过镁钙耐火材料对钢液的净化作用。Ｈａｒｋｋｉ　及出川通＿４　等人指出碱性氧化物　

ＣａＯ，在炼钢温度下氧分压低，不会向钢中增氧，而且还可与钢液中的杂质元素反应。本文从热力学人　手，重点研究镁钙耐火材料与ＩＦ钢中杂质元素的反应，探讨镁钙耐火材料净化钢液的可能。　

１　试　验　

１．１试验用钢样成分　试验选用汽车用钢（ＩＦ钢），其化学组成为：　（Ｃ）＝０．００５％，叫（Ｓｉ）＝０．０３％，叫（Ｍｎ）＝　

IF钢在莱钢RH精炼炉的生产实践

IF钢在莱钢RH精炼炉的生产实践

莱钢科技　第２期（总第１４６期）　

ＩＦ钢在莱钢ＲＨ精炼炉的生产实践　

邹春锋　，韩蕾蕾　，张　丽　，张　伟　

（１炼钢厂；２技术研发中心）　

摘要：结合莱钢ＲＨ设备特点和生产状况，介绍了ＩＦ钢生产过程中真空脱碳、温度控制和微　合金化等方面的工艺技术；根据真空脱碳和铝升温的基本理论，详细阐述了ＩＦ钢生产过程中　

的脱碳实践以及钢水温度控制过程，并结合钢水环流量以及真空度对ＩＦ钢生产过程重要性分　析，总结了整个生产过程的技术要求。　

关键词：ＩＦ钢脱碳温度真空度　

０前言　

ＩＦ钢生产过程的关键技术是通过真空精炼手　段进行深脱碳、脱氮并进行微合金化，进而得到无间　隙原子的纯净铁素体钢　Ｊ，以达到ＩＦ钢超低碳（Ｃ　

≤５０×１０　）、低氮（Ｎ≤４０×１０　）和微合金化的要　

求。莱钢ＲＨ精炼炉投产以来，生产工艺逐步完善，　且操作水平不断提高，现已成功冶炼并具备了批量　

生产ＩＦ钢的能力。ＲＨ精炼炉处理后的ＩＦ钢碳含　

量均小于３０×１０一，氮含量平均在４０×１０　以下。　

１工艺装备　

莱钢１　ＲＨ精炼炉是２００６年ｌ２月３１号投产使　

用的真空精炼设备，主要设备包括真空处理系统、　

ＭＦＢ顶枪系统、合金系统、液压系统、预热枪系统等　系统，主要功能为脱碳、脱氢、脱氮、去除夹杂、合金　化微调、升温等，主要处理模式有本处理、轻处理、中　

间处理、深脱碳处理、特殊处理５种模式。莱钢１　ＲＨ精炼炉设备的主要工艺参数见表１。　表１　莱钢ｌ　ＲＨ精炼炉主要设备及工艺参数　

项　目　技术参数　

钢包容量／ｔ　

ｌ　ＲＨ型式　

吹氧方式　

真空泵型式　

钢水环流速度／（ｔ・ｍｉｎ　）　１３０　

两车五工位　

ＭＦＢ多功能顶枪　

五级蒸汽喷射泵　

Ｍａｘ１２５　

作者简介：邹春锋（１９８１一），男，２００５年毕业于江西理工大学冶金工　程专业。现为炼钢厂助理工程师，从事ＲＨ精炼工艺研究工作。　

ｌ８　续表１　

真空泵能力　

顶枪吹氧量／（ｍ　・ｈ　）　

钢包车行走速度／（ｍ・ｍｉｎ